Usinage plastique CNC : de quoi s'agit-il, création de prototypes, opérations, matériaux

Qu'est-ce que l'usinage plastique CNC ?

Il est nécessaire de comprendre ce que signifie « CNC » pour apprécier la profondeur des connaissances que nous possédons dans l'usinage CNC du plastique. "CNC" fait référence à la "commande numérique par ordinateur", une sorte d'usinage dans lequel un logiciel informatique préprogrammé fournit des instructions aux outils et aux machines pour fabriquer des produits. Parce que l'usinage CNC est si efficace, il a été utilisé dans diverses opérations et procédures. Les machines CNC peuvent gérer plusieurs mécanismes : meuleuses, tours et fraiseuses.
Un autre avantage de l'usinage plastique CNC est qu'il peut effectuer des travaux nécessitant une coupe tridimensionnelle avec un seul ensemble d'invites. Il offre de nombreuses possibilités créatives. Pour cette raison, il est préféré pour une utilisation dans des composants plus compliqués. L'usinage à la main nécessite la présence d'un opérateur, qui utilise des commandes telles que des leviers et des boutons pour diriger la machine ou les machines. L'usinage du plastique avec CNC élimine le besoin de l'ouvrier supplémentaire précédemment requis. Cette approche de pointe nécessite la fourniture d'instructions précises à une machine pour qu'elle s'acquitte avec succès et automatiquement d'un ensemble de responsabilités.

Création d'un prototype en plastique avec usinage CNC

Le métal était traditionnellement le matériau de prédilection pour les opérations jusqu'à ce que les machinistes commencent à utiliser l'usinage CNC pour la production de prototypes. Cependant, cela a changé depuis. C'est parce que le moulage par injection était la principale méthode d'usinage du plastique dans le passé.
Pour créer le moule pour le moulage par injection, vous devrez payer une somme d'argent importante. Lors de la fabrication du moule, le machiniste doit également faire preuve d'une extrême prudence. C'est le cas car les erreurs commises tout au long de la procédure peuvent entraîner des dépenses supplémentaires, pouvant même entraîner une augmentation du coût total du projet. Dans le même ordre d'idées, voici une explication des procédures et quelques conseils utiles pour le prototypage CNC en plastique :

Sélection d'outil

Même si le plastique et le métal possèdent chacun des caractéristiques uniques, les types d'outils nécessaires pour travailler avec chacun sont les mêmes. Cependant, la différence entre ces deux types de matériaux ne réside que dans la férocité de la coupe. Voici quelques exemples d'outils d'usinage en plastique qui peuvent être utilisés pour créer des prototypes CNC en plastique :

Fin Mills

Ils font partie des types de fraises les plus connus. Ils peuvent couper des matériaux dans une direction axiale et sont relativement comparables aux perceuses dans leur fonctionnalité. La machine-outil CNC se décline en plusieurs styles différents. Ils se différencient par le nombre de flûtes qu'ils possèdent et leurs différents nez. Certains pourraient même avoir plus de huit flûtes dans leur collection. Les nez plats, les nez arrondis et les nez arrondis sont les nombreux types de nez.

Coupe-boules

Vous pouvez facilement reconnaître les fraises à billes par leurs pointes de coupe hémisphériques, qui créent des rayons d'angle sur les côtés perpendiculaires. Ces conseils sont ce qui donne son nom au cutter.

Moulins creux

Ce moulin a l'apparence d'être à l'envers et a la forme d'un tuyau. Étant donné que les fraises creuses ont une arête de coupe à l'intérieur de la fraise, les machinistes peuvent utiliser ces outils pour fabriquer des formes complexes telles que des points totaux et des rayons de forme.

Configuration de la machine

Lors de l'usinage de prototypes plastiques, il est aussi important de bien régler les outils que de choisir les outils. Le plastique reste relativement mou, ce qui rend plus difficile de laisser une marque sur la surface du plastique. Lors de la configuration des outils utilisés pour l'usinage du plastique, il y a quelques points à garder à l'esprit pour éviter des erreurs comme celle-ci et d'autres tout au long de la production, notamment les suivantes :

• Avant l'usinage, placez un tampon souple entre le matériau et l'outil de coupe. Il réduit la force de serrage de la machine et les marques de coupe du matériau.
• Le machiniste doit surveiller la distance entre la perceuse et les fixations. Pendant l'usinage, le point de perçage tire constamment la pièce vers le haut. Le matériau sera retiré si la perceuse est éloignée des fixations. Cela provoque une flexion ou une coupure.
• Enfin, le machiniste doit refroidir l'outil de coupe via un liquide de refroidissement pour éviter la fonte du plastique.

Finition de surface

Les plastiques ne sont disponibles que dans un nombre limité de traitements de surface, contrairement à la vaste gamme d'options disponibles pour le métal. Cependant, si l'usinage est effectué avec précision, les finitions de surface peuvent ne pas être nécessaires. Voici quelques exemples de finitions plastiques CNC typiques :

• L'utilisation d'air comprimé et d'une substance abrasive pour le grenaillage comprend le sablage de la surface d'un matériau plastique avec un matériau abrasif.
• La pulvérisation de peintures sur la surface des composants en plastique est impliquée dans le processus de peinture. Il contribue à améliorer l'attractivité visuelle globale d'un composant en plastique. De plus, il sert à protéger la surface du plastique.

Instructions critiques pour l'usinage CNC du plastique

Les ingénieurs doivent respecter diverses directives en fonction de la technique d'usinage CNC qu'ils utilisent pour fabriquer des composants usinés CNC en plastique de haute qualité. Dans les paragraphes suivants, nous étudierons chacun plus en détail.

Tournage CNC en plastique

En tournage CNC, une pièce en plastique est maintenue en position sur un tour. La pièce est tournée contre l'outil de coupe dans une action de rotation ou de rotation. Le tournage CNC peut prendre diverses formes, et chacune de ces formes a son propre ensemble d'objectifs et de résultats qui lui sont propres. Par exemple, le tournage CNC droit ou cylindrique est particulièrement adapté à la réalisation de coupes massives. En revanche, le tournage CNC conique produit un aspect conique caractéristique.
Voici les directives pour créer des composants en plastique à l'aide de machines de tournage CNC :

Nous vous conseillons d'utiliser une vitesse d'alimentation de 0,015 pouce par minute (IPR) lors des coupes grossières. Nous suggérons d'utiliser une vitesse d'alimentation de 0,005 pouce par tour (IPR) pour des coupes finales plus précises. De plus, les équipes de produits doivent être conscientes que les angles de dégagement, les angles de coupe et les angles latéraux changeront en fonction du matériau utilisé dans le tournage CNC.

Fraisage CNC en plastique

La technique de fraisage CNC est une sorte de fraisage contrôlé par ordinateur dans lequel une fraise, qui est un outil rotatif de forme cylindrique, est utilisée pour retirer de la matière d'un substrat solide afin d'exposer un composant finalisé. Les fraiseuses commandées par ordinateur peuvent être divisées en deux groupes principaux : celles à trois axes et celles à axes multiples. Les fraiseuses à trois axes peuvent déplacer l'outil de coupe ou la pièce dans les trois directions linéaires (de gauche à droite, d'avant en arrière et de haut en bas), ce qui les rend idéales pour produire des conceptions avec des éléments moins complexes. Les fraiseuses à quatre axes ou plus et les fraiseuses multi-axes sont les outils les plus efficaces pour réaliser des composants plastiques aux géométries complexes.
Voici les directives particulières pour la création de composants en plastique par fraisage CNC :

Perçage CNC en plastique

Le perçage CNC comprend l'insertion de forets dans un bloc de plastique pour créer des trous. Après avoir été abaissé sur le bloc, un bloc de maintien de broche et une perceuse CNC commenceront à percer des trous de la bonne taille. Une perceuse CNC est compatible avec diverses perceuses à colonne, y compris les perceuses à colonne CNC radiales, les perceuses à colonne CNC verticales et les perceuses à colonne CNC d'établi.

L'éjection des copeaux de la perceuse CNC est essentielle, car une mauvaise éjection des copeaux peut entraîner des frottements et une accumulation de chaleur. La réduction de la quantité de chaleur produite par le perçage CNC, qui crée plus de chaleur que presque toutes les techniques d'usinage CNC, est essentielle pour limiter les effets des contraintes et des dommages. Lorsque vous essayez de retirer une perceuse CNC en toute sécurité sans endommager le composant, vous devez vous assurer que la profondeur de perçage ne dépasse pas 3 à 4 fois le diamètre de la perceuse. Cela aiderait à ralentir la vitesse d'avance lorsque la perceuse a presque quitté le matériau.

Guide de sélection des plastiques CNC

Dans cette section, nous vous expliquerons comment faire correspondre les exigences de votre projet avec le matériau approprié pour l'usinage CNC du plastique. Alors, on y va.

Usinage CNC en plastique ABS

La description

L'abréviation du plastique connu sous le nom d'ABS signifie "acrylonitrile butadiène styrène". Il offre une excellente résistance aux chocs, une ténacité et une résistance au courant électrique à un coût bon marché. De plus, sa finition est simple car il est simple de le peindre, de le coller ou de le souder, selon vos préférences. Une fois usiné, l'ABS aura une surface mate. Cependant, la finition peut être relativement brillante en fonction des spécificités du processus d'usinage. Une fraiseuse CNC est nécessaire pour les étapes de découpe ou de gravure du processus d'usinage ABS CNC.

Forces et faiblesses

L'ABS est un excellent matériau pour le prototypage avec une large fonction, pour les prototypes de pré-moulage, pour les composants qui seront soumis à des chocs et qui ont besoin de robustesse, et lorsqu'il est souhaitable de maintenir les coûts bas. D'autre part, l'ABS n'a pas une forte résistance à l'abrasion ou aux produits chimiques et fondra lorsqu'il est exposé à l'acétone. En plus de cela, ce n'est pas un plastique exceptionnellement robuste.

Applications

Les utilisations les plus typiques de l'ABS incluent la fabrication de prototypes de moulage par pré-injection, de boîtiers pour composants électriques, d'appareils électroménagers et même des briques Lego reconnaissables.

Usinage CNC en nylon

La description

Le nylon 6/6 est un matériau polyvalent à la fois solide et durable. Il peut être utilisé pour un large éventail de fins différentes. Il possède une résistance raisonnablement forte à la fois à la chaleur et aux produits chimiques, la rigidité requise pour conserver sa forme et la résistance pour résister à la déformation même lorsqu'il est soumis à des conditions de chargement. Le nylon chargé de verre est une autre option standard, et c'est un excellent matériau pour les ateliers d'usinage CNC.

Forces et faiblesses

Le nylon offre une excellente isolation électrique, une résistance chimique et à l'usure, ainsi qu'une résistance et une rigidité élevées maintenues sur une large plage de températures. Le nylon 6/6 est une option de matériau parfaite pour les situations dans lesquelles des composants peu coûteux mais néanmoins robustes et durables sont nécessaires. Les dimensions du nylon chargé de verre restent constantes malgré sa rigidité, sa résistance, sa dureté et sa ténacité. Mais le nylon 6/6 peut absorber de l'eau, ce qui fait que le matériau gonfle et devient moins précis dans ses dimensions. En raison des contraintes internes inhérentes au matériau, il peut également se déformer s'il y a un degré important d'enlèvement de matière asymétrique lors de l'usinage.

Applications

Les applications les plus typiques du nylon sont le matériel médical, le matériel de montage pour les circuits imprimés, l'isolation électrique, les composants pour le compartiment moteur des automobiles et les composants aéronautiques. Il est utilisé à la place des métaux car il s'agit d'un matériau plus rentable.

Usinage CNC acrylique

La description

La composition chimique de l'acrylique est caractérisée comme du plastique PMMA (poly méthacrylate de méthyle). L'acrylique est également connu sous les marques : Plexiglas ou Lucite. Il est résistant aux rayures, aux chocs, résistant et peut être facilement fixé à l'aide de ciment acrylique.

Forces et faiblesses

C'est un excellent choix pour les applications nécessitant une transparence ou une translucidité optique et un substitut au polycarbonate qui est moins durable mais plus rentable. En raison de sa résistance aux rayures, c'est un excellent choix pour les endroits un peu abrasifs.
D'autre part, l'acrylique est un plastique fragile qui est plus susceptible de se fracturer ou de se briser que de s'étirer. Lorsque vous travaillez avec des composants en acrylique, faites attention à l'épaisseur de la paroi car les parois plus minces ont tendance à être plus fragiles. Les surfaces usinées perdent leur transparence et apparaissent givrées et opaques lors de l'usinage. Par conséquent, il est idéal de vérifier si un composant en acrylique doit être conservé ou non à son épaisseur de base pour conserver sa transparence. Le polissage d'une surface usinée est une étape de post-traitement supplémentaire qui peut être effectuée s'il est nécessaire que la surface soit transparente.

Applications

Dans son état usiné, l'acrylique est transparent. Il est le plus souvent utilisé comme alternative légère au verre ou pour la construction de conduits de lumière. Les composants pour les systèmes d'éclairage automobile, les tubes lumineux, les réservoirs, les panneaux et les pièces pour l'ingénierie optique sont quelques exemples d'utilisation plus répandue.

Usinage CNC en PEHD

La description

Le polyéthylène haute densité, ou HDPE, a une structure cristalline et un aspect naturellement opaque avec une finition cireuse. Cependant, il est également disponible avec une finition teintée en noir.

Forces et faiblesses

En plus de sa résistance exceptionnelle aux produits chimiques et à son isolation électrique, sa surface est également assez glissante. Il offre également une excellente résistance aux chocs à basse température et possède un faible coefficient de frottement. Son faible coût et sa durabilité le rendent parfait pour les composants en plastique usinés CNC. Mais l'inconvénient le plus important du HDPE est qu'il a une faible résistance, en particulier lorsqu'il est soumis à des tensions et à des flexions. Ainsi, il est vulnérable à la fissuration sous contrainte.

Applications

Le PEHD est souvent utilisé dans les applications fluides, telles que les réservoirs de carburant, les conteneurs en plastique et les tuyaux. En raison de sa résistance aux produits chimiques et de sa glissance, il est excellent pour les applications sensibles au poids ou sensibles à l'électricité. De plus, il est parfait pour créer des bouchons et des joints.

Usinage CNC en polycarbonate

La description

Le polycarbonate, également connu sous le nom de PC, est le type de plastique le plus durable. Le PC reste un matériau thermoplastique transparent. De plus, c'est l'un des plastiques les plus usinés avec une CNC et c'est aussi l'un des plastiques les plus recyclés dans le monde. À l'état naturel, il a l'apparence d'un bleu laiteux clair, mais sur le marché, il peut être acheté en couleur noire. La brillance est une qualité inhérente aux couleurs noir et bleu laiteux.

Forces et faiblesses

Le polycarbonate a une résistance extrême aux chocs, ainsi qu'une très grande rigidité. Il conserve sa fonctionnalité sur une large plage de températures. Les applications qui nécessitent un plastique très résistant ou robuste et celles qui nécessitent la clarté optique du polycarbonate sont les candidats les plus importants pour l'utilisation de ce matériau. Il est courant d'utiliser du polycarbonate au lieu du verre car il est 250 fois plus résistant aux chocs que le verre et a une meilleure résilience que l'acrylique.
La forme non modifiée du polycarbonate n'a pas beaucoup de résistance à l'usure et se raye facilement. D'autres étapes de post-traitement (polissage à la vapeur et revêtements anti-rayures) peuvent être appliquées pour augmenter la résistance à l'usure ou la clarté optique du matériau. Comme il n'est pas facilement accessible dans les sections d'une épaisseur supérieure à deux pouces, la taille des pièces fabriquées en polycarbonate est limitée.

Applications

En raison de sa durabilité et de sa pureté, le polycarbonate est utilisé pour une grande variété de produits : disques optiques, conduits de lumière, lunettes de sécurité, CD et DVD, téléphones portables et même verre impénétrable.

Runsom surpasse nos concurrents avec services d'usinage plastique CNC sur mesure depuis plus de dix ans. Chaque pièce que nous produisons respecte des tolérances strictes et des normes élevées. N'hésitez pas à obtenir un devis instantané aujourd'hui!

---

Autres articles qui pourraient vous intéresser :