Пластики, хорошо поддающиеся фрезеровке

Сегодня мы рассмотрим пластики, которые обладают достаточной жесткостью, стабильностью размеров и не склонны к сильному плавлению или растрескиванию при резании.

Акрил (PMMA)

• Химический состав: Полиметилметакрилат.
• Область применения: Смотровые окна, световые короба, линзы, рекламные конструкции, дизайнерские изделия.
• Особенности обработки: Обрабатывается легко, дает чистую кромку. Требуется охлаждение для предотвращения оплавления.

Поликарбонат (PC)

• Химический состав: Полиэфир угольной кислоты.
• Область применения: Ударопрочные защитные экраны, остекление, оптические носители, детали электроники.
• Особенности обработки: Вязкий материал. Необходимы острый инструмент, высокие скорости резания и хорошее охлаждение для получения чистой поверхности.

АБС-пластик (ABS)

• Химический состав: Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола.
• Область применения: Автомобильные детали, корпуса бытовой техники и электроинструментов, прототипирование.
• Особенности обработки: Обрабатывается хорошо, но может оплавляться. Рекомендуется острый инструмент и отвод стружки.

Нейлон (Полиамид, PA)

• Химический состав: Полиамид (например, PA 6, PA 66).
• Область применения: Шестерни, втулки, подшипники, износостойкие детали.
• Особенности обработки: Гигроскопичен. Перед обработкой требует сушки. Дает длинную вязкую стружку.

Фторопласт (PTFE)

• Химический состав: Политетрафторэтилен.
• Область применения: Антифрикционные детали, уплотнения, изоляторы в химической и пищевой промышленности.
• Особенности обработки: Очень мягкий и вязкий. Требует острого инструмента с большими углами заострения.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

• Химический состав: Полиэтилен высокой плотности.
• Область применения: Контейнеры, крышки, втулки, детали для химической аппаратуры.
• Особенности обработки: Легко обрабатывается, но материал гибкий. Для точной обработки требуется острый инструмент и надежное крепление заготовки.

Полипропилен (PP)

• Химический состав: Полипропилен.
• Область применения: Крышки, корпуса, детали для химической и пищевой промышленности, медицинские изделия.
• Особенности обработки: Похож на HDPE, но более жесткий. Хорошо поддается обработке.

Полиформальдегид (Полиоксиметилен, POM/Acetal)

• Химический состав: Полиоксиметилен.
• Область применения: Высокоточные втулки, шестерни, детали мебельной фурнитуры, детали пневмо- и гидросистем.
• Особенности обработки: Идеален для токарной и фрезерной обработки. Дает чистую, точную и стабильную поверхность.

Пластмассы, плохо поддающиеся фрезеровке, механической обработке

Эти материалы либо слишком мягкие и вязкие, либо слишком хрупкие, либо выделяют вредные вещества при нагреве от трения.

Поливинилхлорид (PVC/ПВХ)

• Химический состав: Поливинилхлорид.
• Область применения: Трубы, оконные профили, изоляция кабелей, напольные покрытия.
• Проблемы при обработке: При нагреве выше 150-200°C разлагается с выделением токсичного хлороводорода (HCl). Инструмент быстро затупляется из-за абразивного действия наполнителей.
• Альтернативные способы обработки: Экструзия, литье под давлением, формование.

Полистирол общего назначения (GPPS)

• Химический состав: Полистирол.
• Область применения: Упаковка, одноразовая посуда, канцелярские товары, игрушки.
• Проблемы при обработке: Крайне хрупкий, склонен к скалыванию и растрескиванию под нагрузкой резания.
• Альтернативные способы обработки: Литье под давлением, термоформование.

Термопластичные полиуретаны и эластомеры (TPU, TPE)

• Химический состав: Различные полиуретановые и эластомерные композиции.
• Область применения: Уплотнители, амортизаторы, мягкие рукоятки, подошвы обуви.
• Проблемы при обработке: Очень мягкие, вязкие и эластичные. При резании тянутся, а не срезаются, что делает получение точной формы и чистой поверхности почти невозможным.
• Альтернативные способы обработки: Литье под давлением, вырубка.

Силиконовые эластомеры

• Химический состав: Кремний-кислородные полимеры (полисилоксаны).
• Область применения: Уплотнения, медицинские изделия, формы для выпечки, кухонная утварь.
• Проблемы при обработке: Чрезвычайно эластичный и мягкий. Не поддается обработке резанием на стандартных станках.
• Альтернативные способы обработки: Литье в формы, вырубка.

Несколько советов для фрезеровщика по работе с пластиком

1. Подготовка материала

• Контроль влажности: Полиамиды (нейлоны) и другие гигроскопичные пластики (PBT) требуют обязательной сушки перед обработкой (2-4 часа при 80-90°C). Влажный материал приведет к пузырению и шероховатой поверхности.
• Крепление заготовки: Мягкие пластики (HDPE, PP) деформируются от сильных механических зажимов. Используйте вакуумные столы, двусторонний скотч на подложке или комбинированные методы.
• Литейные кожухи и напряжения: Литой акрил (PMMA) и поликарбонат (PC) имеют внутренние напряжения. Закрепите лист правильно, начните с чернового прохода с небольшим припуском, чтобы снять напряжение и избежать трещин.

2. Выбор и геометрия инструмента

• Материал инструмента: Стандарт — острый твердосплав (HM). Для абразивных пластиков (стеклонаполненный нейлон, композиты) используйте инструмент с алмазным напылением (PKD) для увеличения стойкости в 10-20 раз.
• Геометрия: Применяйте инструменты для обработки цветных металлов с увеличенным передним углом (10-20°) и большими канавками для отвода стружки.
• Одно- и двухзаходные фрезы: Для чистовой обработки акрила и других термопластов хорошо подходят однозаходные (O-флейтовые) фрезы. Они срезают, а не сминают материал, давая идеальную кромку без сколов.
• Фрезы «рыбий хвост» (Compression): При обработке многослойных или ламинированных пластиков (например, фанеры с пластиковым покрытием) для предотвращения сколов на верхнем и нижнем слое.

3. Режимы резания и стратегии

• Общее правило — высокие обороты, быстрая подача: Тепло должно уходить со стружкой, а не оставаться в материале.
• Пример для акрила (Фреза 6 мм): 18 000-24 000 об/мин, подача 1000-2000 мм/мин, глубина резания до 1xD фрезы.
• Стружка — индикатор: Правильная стружка — это мелкая крошка или завивающаяся «лента». Пыль или крупные сколы говорят о неправильных режимах.
• Охлаждение: Идеально — сжатый воздух с каплеуловителем. Он отводит тепло и очиняет зону реза. Охлаждающие эмульсии можно использовать с негигроскопичными пластиками (акрил, поликарбонат), но после обработки деталь нужно сушить.

4. Специфика работы с распространенными пластиками

• Акрил (PMMA) и Поликарбонат (PC): Чтобы получить полированную кромку без последующей обработки, используйте чистовой проход фрезой с мелким шагом зубьев.
• Вязкие пластики (PP, PE, PTFE): Риск налипания. Увеличьте скорость подачи и используйте смазку на основе спирта или мыльную воду для уменьшения адгезии.
• Абразивные пластики (стеклонаполненный PA, POM): Быстрый износ инструмента. Применяйте пониженные скорости подачи и фрезы с износостойким покрытием (TiN, алмаз). Рассчитывайте ресурс инструмента в минутах, а не в часах.
• Капролон (Полиамид-6 Блочный): Сильно «ведет» после снятия внутренних напряжений. Делайте технологический перерыв после черновой обработки, затем чистовой проход.

5. Безопасность

• Вентиляция и отсос: При фрезеровке ПВХ и поликарбоната обязателен активный отсос с фильтрацией. ПВХ выделяет соляную кислоту, поликарбонат — пары бисфенола-А.
• Защита от статики: Пластиковая пыль электризуется. Заземлите станок и используйте антистатические щетки для сбора пыли.
• Пожаробезопасность: Стружка и пыль полиэтилена, полипропилена и полистирола горючи. Своевременно удаляйте отходы из рабочей зоны.

Читайте так же:

Как мы искали клиентов на услуги фрезеровки

Поливинилиденфторид ПВДФ, PVDF. Что за материал?

Металлозаменяющий композит римамид