L'acrylique, ou polyméthacrylate de méthyle (PMMA), est un polymère clair et transparent établi comme substitut du verre. Ce plastique est l'un des plastiques transparents les plus largement utilisés dans les systèmes CNC. L'usinage CNC crée un équilibre entre force et fragilité, permettant de fabriquer des pièces en acrylique avec une excellente résistance, durabilité, précision et hautes performances.
Cet article sert de guide complet sur l'acrylique CNC, fournissant des informations sur comment et pourquoi l'acrylique CNC, les processus CNC appropriés et les meilleurs conseils pour l'usinage acrylique, comment assurer correctement l'acrylique, les finitions de surface disponibles et les applications pour les pièces acryliques CNC.
Qu'est-ce que l'acrylique d'usinage CNC?
L'usinage CNC de l'acrylique est une technique de fabrication précise permettant la découpe précise du plastique acrylique avec une force minimale, entraînant la production rapide et efficace de composants acryliques de forme précise. Ce processus réduit les déchets, améliore la précision et la qualité et aide à obtenir de meilleurs résultats. tolérances dimensionnelles pour de meilleures performances à long terme.
Fraiseuses CNC et tours peuvent tous deux être utilisés pour couper l'acrylique, les tours étant généralement utilisés pour des matériaux plus mous tels que l'aluminium, le plastique, bois, et mousse, et fraiseuses offrant plus de précision avec des matériaux plus durs comme le métal et les plastiques hautes performances. Fraiseuses CNC sont particulièrement efficaces pour couper l'acrylique grâce à leurs multipoints outil de coupe et gamme d'angles disponibles pour une précision accrue. De nombreux ingénieurs optent pour le fraisage CNC pour obtenir une résistance à la manipulation optimale des composants acryliques.
Présentation de l'acrylique
Qu'est-ce que l'acrylique ?
L'acrylique, un matériau thermoplastique, communément appelé polyméthacrylate de méthyle (PMMA), peut être fondu et modifié sans perdre ses caractéristiques fondamentales. Contrairement à d'autres plastiques transparents, ce matériau ne se décolore pas même après une exposition prolongée au soleil. De plus, il est plus léger et plus résistant aux chocs que le verre, bien qu'il ne soit pas adapté aux applications à haute température.
L'acrylique est un plastique stable aux UV, optiquement clair, léger, durable et rigide, ce qui en fait un substitut idéal au verre dans une variété d'applications. L'usinage acrylique est couramment utilisé dans les secteurs de l'automobile et des tests et mesures.
Propriétés de l'acrylique
L'acrylique est un matériau qui possède des attributs similaires à ceux du verre. Ses caractéristiques incluent la transparence, la clarté et la translucidité. Il est considéré comme l'un des matériaux les plus durables utilisés dans la fabrication et a moins de chance de subir des dommages. Certaines propriétés distinctes de l'acrylique sont les suivantes :
- Résistance aux rayons UV. L'acrylique a une haute résistance aux rayons UV. La plupart des conceptions acryliques CNC tiennent compte de l'exigence de stabilité aux UV lorsqu'elles sont soumises à la lumière du soleil. Cette caractéristique fait de l'acrylique une excellente option pour les applications extérieures, en particulier celles exposées à l'air libre.
- Résistance chimique. L'acrylique est très résistant à la corrosion chimique, car il ne sera pas facilement affecté par la plupart des solutions aqueuses de produits chimiques de laboratoire. On peut appliquer des nettoyants, des alcalis, des détergents, des acides inorganiques dilués et d'autres substances sur les acryliques sans risquer de les endommager.
- Harnais haut. L'acrylique est un thermoplastique résistant, léger et durable. Sa densité varie entre 1,17 g/cm3 et 1,20 g/cm3. Il a une résistance aux rayures supérieure par rapport aux autres polymères transparents. De plus, l'acrylique offre une stabilité dimensionnelle remarquable, ce qui lui confère une faible capacité d'absorption d'eau ou d'humidité.
- Transmittance. Le polymère acrylique a un indice de réfraction de 1,49, lui permettant de transmettre jusqu'à 92% de la lumière qui le traverse. Cette transmission lumineuse est supérieure à celle du verre et des autres plastiques. Il est ainsi possible de produire des plastiques acryliques personnalisés tout en conservant leur clarté optique. De plus, il est idéal pour une utilisation dans la plupart des applications extérieures en raison de sa stabilité environnementale.
Types d'opérations CNC PMMA
L'acrylique est bien adapté au traitement par diverses méthodes d'usinage. La fabrication de l'acrylique peut impliquer l'utilisation d'une ou plusieurs des techniques suivantes, selon la conception du produit souhaité.
Fraisage acrylique CNC
Ce processus implique la rotation d'outils de coupe multipoints pour éliminer l'excès de matériau de la feuille acrylique. Dans cette méthode, la machine fait avancer la pièce vers l'outil de coupe dans le même sens que la rotation de l'outil de coupe. Cela diffère considérablement du fraisage manuel, où la machine fait avancer la pièce dans le sens opposé à celui de l'outil de coupe.
Le fraisage CNC acrylique a une gamme de capacités opérationnelles, telles que la coupe profonde, la coupe peu profonde et le fraisage périphérique, entre autres. Cette option offre un débit plus élevé et une précision supérieure, et favorise l'intégration avec de nombreux programmes. Cependant, l'inconvénient est qu'il nécessite un degré élevé d'attention aux détails pour des résultats optimaux.
Tournage acrylique CNC
Le tournage acrylique CNC est un processus d'usinage dans lequel une machine de découpe à point unique effectue l'enlèvement de matière d'une pièce acrylique en rotation. Cette méthode produit des pièces cylindriques avec des caractéristiques internes et externes et utilise le rainurage, le filetage, le surfaçage et l'alésage. Ce processus d'usinage offre un haut degré de précision, bien qu'il nécessite un équipement sophistiqué.
Perçage acrylique CNC
Le perçage acrylique CNC utilise plusieurs points forets pour générer des trous cylindriques dans le matériau acrylique. L'outil CNC alimente le foret rotatif perpendiculairement à la surface de la feuille acrylique, créant des trous verticaux de diamètres égaux à la taille du foret appliqué.
Les opérations de forage angulaire peuvent également être effectuées grâce à l'utilisation de configurations de machines spécialisées et d'instruments de maintien de la pièce. Le perçage CNC peut effectuer plusieurs opérations, notamment l'alésage, le taraudage, le fraisage et le lamage. Bien que cette option soit facile à mettre en œuvre et relativement efficace, elle produit souvent des résultats médiocres. finitions de surface.
Gravure acrylique CNC
La gravure acrylique CNC est une méthode d'usinage informatisée qui ajoute des motifs, des symboles, des illustrations ou des marquages sur les produits acryliques. L'équipement automatisé peut graver rapidement et précisément un produit, garantissant des résultats cohérents à chaque fois.
La gravure CNC acrylique offre souvent une grande précision et réduit le risque d'endommager la pièce. De plus, il ne nécessite aucun serrage. Néanmoins, le matériel utilisé est coûteux.
Découpe acrylique CNC
La découpe acrylique CNC est un processus d'usinage qui implique la découpe directe d'une pièce en acrylique par contact avec le dispositif de coupe. Les programmes informatiques déterminent la trajectoire de l'outil de coupe, tandis que l'usinage lui-même est effectué manuellement. Cela implique que les appareils portables sont automatisés en acrylique de découpe CNC.
Ce processus d'usinage consiste à appliquer la commande à l'équipement de contrôle CNC, qui effectue une coupe automatique via le programme spécifié. Ces options sont relativement rentables et sont fréquemment utilisées dans les établissements d'enseignement et les petites entreprises. Comme il coupe assez rapidement, il est essentiel d'avoir un système CNC idéal pour assurer des coupes de haute qualité.
Conseils pour l'usinage CNC de pièces en acrylique
L'usinage CNC en acrylique peut s'avérer être un excellent choix pour un large éventail d'applications possibles grâce à sa polyvalence. Cependant, pour assurer une fabrication réussie, certains facteurs cruciaux doivent être pris en compte.
Voici quelques conseils qui peuvent faciliter des résultats de finition lisses lors de l'utilisation de l'usinage CNC avec des matériaux acryliques.
1. Sélectionnez le bon matériau acrylique
Lorsque vous travaillez avec des fraiseuses CNC ou des tours CNC pour couper de l'acrylique, la sélection du matériau approprié est essentielle. Différents types d'acrylique varient en degrés de transparence, points de fusion, rigidité et autres propriétés. L'attribut polyvalent de l'acrylique le rend adapté à une large gamme de processus d'usinage CNC.
Pour des résultats optimaux, il est recommandé de consulter des fabricants professionnels comme Précision Runsom, qui peut offrir son expertise pour identifier le type d'acrylique idéal qui convient à vos projets spécifiques.
2. Déterminez le bon coupeur
Pour couper avec succès l'acrylique à l'aide de machines CNC, il est important que les bords de la machine soient tranchants et robustes. Cela est nécessaire pour éviter la fonte de l'acrylique pendant le processus de découpe, ce qui peut avoir un impact négatif sur l'apparence et la fonctionnalité. Les couteaux qui ont déjà été utilisés avec du métal doivent être évités car ils peuvent avoir des bords dentelés. L'utilisation d'arêtes de coupe lisses et tranchantes peut également aider à obtenir des finitions de surface lisses.
Le matériau de coupe est un facteur essentiel à prendre en compte lors de la découpe de l'acrylique avec des machines CNC. Alors que l'acier rapide est capable de couper l'acrylique, la finition de surface qu'il produit peut être médiocre. Bien que les fraises diamantées puissent fournir une finition de surface améliorée, elles sont également particulièrement coûteuses. Le carbure est souvent préféré pour la découpe CNC de matériaux acryliques.
Les fraises spécialisées comportent souvent une seule goujure pour maximiser le dégagement des copeaux. La flûte simple est également utile pour empêcher l'accumulation de chaleur dans le matériau. Cependant, moins de cannelures peuvent aider à réduire le risque de défaillance catastrophique lorsque les copeaux sont piégés.
Le tableau ci-dessous propose une comparaison lors de l'utilisation de fraises en bout avec plus de cannelures et moins de cannelures.
| Plus de flûtes | Moins de flûtes | |
| Chaleur | Suite | Moins |
| Taux d'alimentation | Plus haut | Inférieur |
| Rigidité de l'outil | Plus haut | Inférieur |
| Finition de surface | Mieux avec moins de bavures | Plus rugueux avec plus de bavures |
En plus des considérations ci-dessus, des angles de coupe recommandés de 5 degrés et des angles de dépouille de 2 degrés sont conseillés pour Acrylique d'usinage CNC Composants.
3. Choisissez les bons morceaux
La sélection du bon matériau pour votre foret est essentielle pour percer efficacement des trous dans l'acrylique. Le carbure est un matériau très efficace pour le perçage de l'acrylique, et de nombreux fabricants préfèrent les fraises en bout O-Flute spécialement conçues pour couper et percer l'acrylique. De plus, assurez-vous que vos forets restent affûtés, car les forets émoussés entraînent souvent des bords de mauvaise qualité et peuvent provoquer des fissures et des craquelures.
4. Fixez correctement l'acrylique
L’usinage de l’acrylique nécessite des opérations précises et minutieuses. S'assurer que l'acrylique est correctement fixé à la machine est d'une grande importance, car ne pas le faire pourrait entraîner des vibrations excessives, ruinant éventuellement la qualité du produit final.
5. Remarquez la fonction de rampe
L'utilisation d'une rampe avec votre mèche est préférable en acrylique CNC. Pour éviter tout dommage à la surface acrylique, déplacez progressivement votre mèche vers le bas dans un mouvement progressif plutôt que de plonger directement. Cette technique permet une meilleure protection contre les dommages potentiels et contribue à obtenir des résultats de finition plus lisses. Une rampe douce entre 1 et 3 pouces peut obtenir un résultat optimal.
6. Gardez la bonne profondeur de passe et la bonne direction de coupe
Pour garantir les résultats souhaités lors de la coupe avec des machines CNC, la profondeur de passe idéale pour la plupart des matériaux est la moitié du diamètre du foret. Pour certains matériaux, une profondeur de passe de 0,0625″ peut être préférable pour obtenir les meilleurs résultats.
La direction de l'outil est tout aussi vitale que la profondeur de coupe dans le processus d'usinage CNC de l'acrylique. En tant que tel, il est nécessaire de comprendre le sens de rotation ou de rotation de la fraise CNC, y compris s'il tourne vers la gauche ou la droite, ou dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Cette connaissance est essentielle pour obtenir des caractéristiques de conception précises.
7. Réglez la bonne vitesse d'alimentation
Approprié taux d'alimentation le réglage est crucial dans l’usinage CNC de l’acrylique. Pour éviter la fonte de l'acrylique, il est recommandé d'utiliser des avances plus rapides. Cependant, la vitesse d'avance très rapide peut entraîner une pression de coupe excessive et provoquer la rupture des pièces en acrylique. Cela peut également entraîner le déplacement de pièces du porte-pièce ou des imperfections sur la surface de la pièce. À l'inverse, des vitesses d'avance plus lentes peuvent produire des pièces aux dimensions incorrectes ou inachevées, finitions de surface rugueuses.
Décider de la meilleure vitesse d'alimentation pour un projet dépend du type de matériau acrylique sélectionné ainsi que de la géométrie du composant.
8. Réglez le bon RPM
La RPM (tour par minute) et les réglages de vitesse d’avance sont interdépendants et doivent être ajustés en fonction du type d’acrylique utilisé. Si un régime plus rapide est choisi, une augmentation correspondante de la vitesse d'alimentation est nécessaire pour éviter le risque de fusion du matériau. La corrélation correcte entre ces paramètres aidera à créer des résultats optimaux.
Comment réparer correctement les pièces en acrylique pour les opérations d'usinage ?
La fixation correcte de la pièce sur la machine est essentielle pour obtenir la qualité souhaitée du produit final. Des vibrations se produisent pendant le processus d'usinage et un serrage insuffisant peut ruiner toute la procédure. L'approche de serrage de la pièce dépend de facteurs tels que la taille de l'ébauche et le type d'usinage requis.
Bien que l'acrylique soit rigide, il reste du plastique, ce qui nécessite de serrer fermement des feuilles longues ou grandes sur toute la surface. Les petites pièces en acrylique peuvent être serrées à l'aide de gabarits et d'étaux, tandis que les pièces plus longues ou plus grandes nécessitent généralement d'être collées ou scotchées sur la table de travail. Une table de maintien sous vide est recommandée si vous prévoyez d'usiner fréquemment des feuilles acryliques, car elle serre et libère le matériau avec précision.
Un serrage adéquat améliore l'efficacité du travail et maintient la qualité du produit. Chez Runsom Precision, nous utilisons des machines modernes pour l'usinage de l'acrylique, permettant des résultats précis. Nous pouvons personnaliser les pièces en acrylique pour répondre aux exigences de nos clients.
Finition disponible pour l'acrylique usiné
Après avoir terminé la précision et la forme requises des pièces en acrylique, les opérations de post-traitement sont généralement utilisées pour améliorer leurs propriétés mécaniques et leurs performances fonctionnelles. Voici quelques-unes des techniques de finition adaptées aux pièces en acrylique usinées CNC.
- Polissage est l'approche la plus courante pour la finition des pièces en acrylique. Il permet d'éliminer les marques visibles de la surface de la pièce, offrant un aspect brillant qui signifie une pièce bien polie.
- Finition texturée est également une méthode largement utilisée pour le post-traitement de pièces acryliques usinées CNC. La finition de texture utilise généralement un jet de sable pour produire diverses textures.
- Polissage à la flamme est la méthode pour faire des pièces en acrylique une surface claire et brillante. Cependant, il présente certains inconvénients. Un problème potentiel est qu'il entraîne une tension dans le matériau, ce qui peut potentiellement provoquer des fissures dans la pièce.
Façons d'éviter la fusion de l'acrylique pendant l'usinage CNC
La fusion de l'acrylique est causée par la température de surface dépassant le point de fusion du matériau. Plusieurs recommandations pour éviter la fonte de l'acrylique sont fournies ci-dessous :
- Maintenir un taux de coupe constant. Cela peut aider à éviter la fusion occasionnelle de la pièce à usiner à certains moments du processus. L'IPM accru permet à la fraise de se séparer du matériau lorsqu'il n'y a pas besoin d'un contact plus long. Coupez à un rythme régulier mais rapide pour garder le contrôle.
- Utiliser des tailles de bits plus grandes. Les fraises plus grandes sont généralement mieux adaptées pour enlever les copeaux de plastique. Ils peuvent couper le matériau plus rapidement tout en empêchant la fonte causée par le frottement. Un foret de 0,25 pouce convient généralement à la plupart des types d'acrylique, ou choisissez la plus grande taille qui répond aux exigences des composants.
- Utiliser des taux d'alimentation plus élevés. Le réglage de vitesses d'alimentation élevées aide à couper le matériau plus rapidement tout en maintenant un régime relativement constant. Maintenir la température appropriée de la pièce acrylique est également bénéfique.
- Refroidir l'acrylique. Gardez l'acrylique à une température fraîche pour empêcher le matériau de recoller. Essayez de congeler l'acrylique avant de le couper pour réduire la température de départ, ou utilisez un brumisateur froid sur le plastique et la lame par intermittence pour abaisser la température.
Avantages de l'usinage CNC pour l'acrylique
La technologie CNC est devenue cruciale pour les méthodes d'usinage modernes de l'acrylique et offre des avantages par rapport aux techniques traditionnelles. Dans cette partie, examinons brièvement certains des avantages que la CNC confère à la fabrication en acrylique.
1. Précision et exactitude
L'usinage CNC offre une plus grande précision ainsi qu'un temps de cycle plus court, permettant la production de pièces acryliques avec une grande précision. Des pièces avec une précision d'environ 0,001″ à 0,005″ peuvent être obtenues par un routeur CNC typique qui permet l'usinage exact de produits acryliques complexes.
2. Réduction des coûts de fabrication
Les machines CNC permettent d'utiliser pleinement toutes les matières premières utilisées dans le processus de fabrication de la feuille acrylique. L'offre de machines CNC de précision permet un minimum de déchets. De plus, l'augmentation des résultats de productivité améliore l'efficacité et la rentabilité.
3. Automatisation
L'usinage CNC automatise la fabrication de produits acryliques, ce qui est parfait pour produire des quantités de masse. Les machines CNC lisent un fichier de conception et le traduisent en Codes G, qui contrôlent l'outil de coupe pour effectuer les opérations nécessaires. Les codes G incluent d'autres codes qui régulent diverses activités telles que le contrôle de la broche et la fourniture de fluide de coupe.
L'usinage automatisé est idéal pour la production à grande échelle qui nécessite des opérations répétées car il réduit le besoin d'intervention humaine. Cette automatisation ne souffre pas de limitations humaines comme la fatigue, ce qui permet une production ininterrompue de produits acryliques. Cela s'avère être un résultat plus rapide et plus productif.
4. Réplication stable et sortie de qualité
L'usinage CNC permet de contrôler divers paramètres et d'utiliser divers outils de coupe, il est donc idéal pour la fabrication de stocks d'acrylique de différentes tailles et types. L'utilisation d'une trajectoire d'outil adaptative et l'optimisation des paramètres d'usinage permettent des coupes nettes avec une probabilité minimale d'erreurs. Par conséquent, l'usinage CNC produit des pièces en acrylique de haute qualité qui surpassent les processus d'usinage traditionnels.
Applications des pièces en PMMA CNC
Les pièces en acrylique usinées CNC (PMMA) sont couramment utilisées dans un large éventail d'industries. Il existe diverses applications qui vous entourent dans votre vie quotidienne. Examinons donc quelques-unes des applications typiques des pièces acryliques CNC.
Prototypage rapide
L'acrylique est devenu un matériau populaire pour le développement de prototypes en raison de son prix abordable et de sa durabilité. Les industries manufacturières utilisent l'acrylique pour prototypage rapide grâce à des techniques d'usinage soustractives comme Usinage CNC.
Alternative au verre
Sa transparence exceptionnelle fait de l'acrylique un substitut idéal au verre dans de nombreux secteurs, tels que l'automobile, l'aérospatiale et l'optique. Le PMMA est spécifiquement utilisé pour le développement complexe de phares dans le secteur automobile. Les verres de lunettes de haute qualité sont également créés à l'aide d'acrylique.
Médical
La capacité de biocompatibilité exceptionnelle rend l'acrylique parfaitement adapté à différentes applications médicales. Il est utilisé comme produit de comblement sous-cutané dans les chirurgies esthétiques et les obturations de caries dentaires, et peut également servir de ciment osseux dans les chirurgies orthopédiques.
Electronique et éclairage
L'acrylique a de superbes propriétés de transmission de la lumière ainsi qu'une excellente résistance aux rayures et un aspect transparent. Par conséquent, les acryliques fonctionnent largement sur divers équipements électroniques.
De plus, avec ses propriétés optiques et sa transparence, l'acrylique est idéal pour la construction de lampes, élargissant la capacité d'émission de lumière des lampes à LED.
Automobile
Les feuilles acryliques sont largement utilisées pour concevoir divers composants automobiles, tels que les pare-brise de moto, les vitres de voiture, les panneaux et les ailes. Les feuilles acryliques colorées constituent des options idéales pour diverses pièces automobiles telles que les caches intérieurs et les clignotants. Les feuilles acryliques sont préférées par les constructeurs automobiles en raison de leur formabilité et de leur dureté de surface exceptionnelles.
Conclusion
Cet article a exploré en détail l'usinage de l'acrylique. L'acrylique est un matériau exceptionnel qui fonctionne efficacement avec les systèmes CNC, offrant diverses possibilités d'usinage. Cette écriture a guidé les lecteurs à travers les avantages et les processus disponibles de l'acrylique CNC, tout en fournissant des conseils pour les meilleurs résultats possibles. Nous espérons que vous pourrez comprendre l'usinage de l'acrylique.
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