CNC обработкаПроизводство на акрилПодробности

Ние работим с PMMA чрез CNC машини вече повече от десетилетие. Това, което следва, не е преглед на учебник-а натрупаните бележки от стотици производствени серии, написани за инженери по доставките и разработчици на продукти, които трябва да разберат какво всъщност се случва, когато акрилът срещне карбид.

 

Излят или екструдиран? Оттук трябва да започне всеки разговор, но рядко се случва.

Двата материала изглеждат идентични на хартия. И двата са PMMA, и двата работят на едно и също оборудване, и двата спецификационни листа изброяват подобни механични свойства. В магазина те се държат като напълно различни видове. Отлятият акрил произвежда пухкави спирали от стърготини, които изхвърлят чисто от зоната на рязане-подобно усещане на обработката на алуминий 6061. Екструдираният материал ви дава жилави, гумени ленти, които се увиват около стеблото на инструмента и се залепват обратно към детайла. Вътрешното напрежение, блокирано в екструдирания лист по време на производството, също създава проблеми надолу по веригата: пукнатини, които се появяват седмици след сглобяването, особено около съединения, свързани с-разтворител.

Нашата стандартна препоръка за дисплей и оптични компоненти е лят материал, въпреки надбавката от 20-30% цена. Обосновката е проста математика-по-бързи времена на цикъла, по-малко откази, без обратно извикване за крекинг под напрежение. За целеви-приложения, където не се изисква перфектна яснота, екструдираният може да работи. Но подходът към машинната обработка се променя напълно: скоростта на шпиндела пада под 4000 RPM, скоростите на подаване се увеличават, за да избутат стружките, преди да се разтопят, а отгряването след машинната обработка става задължително, а не по избор.

Бързо идентифициране, когато липсват сертификати за материал: тест за изгаряне. Лятият акрил пука и пуши, без да капе. Екструдираният се топи безшумно и образува капчици. Грубо, но работи.

Управление на температурата

Температурата на встъкляване на PMMA е около 105-116 градуса в зависимост от формулировката. Това число има по-малко значение, отколкото си мислите. Практическият праг на обработка е много по-нисък-около 70 градуса - и преминаването му променя всичко относно това как материалът реагира на рязане.

Изследване, публикувано вПолимери(pmc.ncbi.nlm.nih.gov) проследено образуване на стружки спрямо температурата на зоната на рязане. Под 70 градуса PMMA се счупва чисто в крехък режим. Над този праг материалът влиза във вискоеластично състояние-размеква се, размазва се и се деформира, вместо да се срязва. Образуват се неравности. Качеството на повърхността се влошава. Чиповете се сливат обратно върху детайла.

Често срещаната грешка е намаляването на скоростта на подаване, за да се подобри финала. При повечето материали по-бавното подаване означава по-добро качество на повърхността. Акрилът обръща тази логика. Бавното подаване означава, че инструментът се задържа в среза, топлинните пикове при триене, материалът омекотява, инструментът се трие, вместо да реже. Частите излизат мътни. Нашите оператори се учат от рано: когато се съмнявате, натискайте захранването нагоре, а не надолу.

Охлаждането е сгъстен въздух, а не течност. Някои водо{1}}разтворими охлаждащи течности предизвикват напукване под напрежение в PMMA, ако остане остатък. Термичният удар от студена течност, удряща топъл акрил, създава вътрешно напрежение. Въздухът се охлажда по-бавно, но елиминира и двата риска.

Бележки за инструментите

Челни фрези с-фреза с O-геометрия. Това е стандартът за машинна обработка на акрил и е от години. Геометрията-един режещ ръб, масивен отвор за стружки, висок положителен наклон (10-15 градуса), висока хлабина - поддържа ръба остър и стружките се движат.

Ето нещо контраинтуитивно, което първоначално отхвърлихме, когато го чухме от машинист във форумите на Practical Machinist (practicalmachinist.com): износената високо-скоростна стомана понякога дава по-добро покритие на повърхността от острия карбид. Обяснението очевидно е, че замъгленият ръб се изглажда, а не се реже. Проведохме тестове. Резултатите бяха смесени, но при финалните минавания за не-оптични повърхности има нещо в това.

Покритието на акрила повече вреди, отколкото помага. TiN, TiAlN, каквото и да е-покритието добавя микрони към ръба, като ефективно затъпява инструмента. За твърди материали, където устойчивостта на износване има значение, има смисъл от нанасяне на покрития. За меки пластмаси, голият карбид или HSS с полиран ръб превъзхожда вариантите с покритие.

Изрязана спирала за вакуумни маси и приспособления за ленти-предотвратява повдигане. Извита спирала за механично затягане-по-добро отвеждане на стружките. Изборът на инструмент следва работното захващане, а не материала.

Опции за обработка на повърхността

Машинната обработка сама по себе си няма да доведе до оптична яснота. Дори оптимизираните параметри оставят видими следи от инструмента в диапазона Ra 1,6-3,2 μm. Достигането до стъклена прозрачност изисква вторични операции.

Механичното полиране е контролираната опция. Стандартна прогресия на песъчинките: 320, 600, 1000, 2000, след това полиращо колело със смес. Трудоемко-. Последователен. Безопасен за части, които трябва да се почистват многократно.

Пламъчното полиране е по-бързо и осигурява изключителна чистота на ръбовете-но. „Но“ има значение. Процесът въвежда повърхностен стрес, който може да се прояви като луд седмици или месеци по-късно, особено ако частта влезе в контакт с почистващи-препарати на алкохолна основа. Имахме партида от рафтове за витрини, които получиха пукнатини осем седмици след доставката. Основната причина се проследи до пламъци-полирани ръбове, комбинирани с почистващ разтвор с етанол, използван от крайния клиент. Този проект ни научи да бъдем изрични относно препоръките-за последваща обработка в документацията.

Парното полиране с дихлорометан (DCM) се справя добре със сложни геометрии. Около 3 секунди време на експозиция, задължителна подходяща вентилация. Резултатът е 93%+ пропускливост на светлина-сравнимо с полиран лят лист. Процесът е достатъчно контролиран, за да можем да го определим за производствени серии, а не само за прототипи.

Толерантност Реалност

Тези числа представляват това, което е постижимо, а не това, което е автоматично. Ограничаващите фактори са термична стабилност и закрепване.

Коефициентът на топлинно разширение на PMMA означава, че част, обработена при 28 градуса, се измерва различно при 20 градуса. За прецизна работа, ние поставяме материала в магазина за една нощ преди финалните разрези, след което проверяваме размерите, след като частта достигне термично равновесие. Дебелината на стената също влияе върху практическите допуски-под 0,8 mm, тънките секции се огъват под силите на рязане и консистенцията на размерите се влошава.

Режими на повреда, които си струва да знаете

Остъргването на ръбовете обикновено сигнализира за тъпи инструменти или грешна геометрия. Твърдосплавният-сплав с единичен накрайник с високи наклонени ъгли решава повечето случаи.

Топенето или слепването означава, че захранването е твърде бавно, скоростта е твърде висока или и двете. Увеличете захранването, преди да намалите RPM-противоречиво, но правилно.

Лудостта след-сглобяването е свързана-на стрес. Или от параметрите на обработка, пламъчното полиране, или и двете-се освобождават, когато разтворителите контактуват с напрегнатата повърхност по време на свързване. Предотвратяването е отгряване при 80 градуса преди всяко свързване на разтворител, като времето за нагряване е мащабирано спрямо дебелината на материала (приблизително 1 час на mm) и скоростта на охлаждане се поддържа под 50 градуса F на час.

Ouke Display управлява с-съоръжение за производство на акрил с пълно обслужване в Шенжен с-вътрешна CNC обработка, полиране и сглобяване. ISO-сертифицирано управление на качеството, капацитет за прототип чрез производствени обеми.