CNC-Bearbeitung von Kunststoffmaterialien

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ABS

ABS ist ein Copolymer aus drei Monomeren: Acrylnitril, Butadien und Styrol. Die Kombination dieser Monomere verleiht ABS einzigartige Eigenschaften, darunter hohe Schlagfestigkeit, gute Hitzebeständigkeit und hervorragende Dimensionsstabilität.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	27.6 - 55.2 MPa
Streckgrenze	18.5 - 51 MPa
Elastizitätsmodul	1.1 – 2.9 GPa
Reißdehnung	10 - 50%
Härte	5.6 – 15.3 HV

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	61.9 - 76.9 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	84.6 – 234 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.188 – 0.335 W/(m⋅°C)

PMMA

PMMA, auch Acryl genannt, ist ein robustes und transparentes Material, das UV-Strahlung und Witterungseinflüssen widersteht. Aufgrund seines attraktiven Aussehens lässt es sich leicht einfärben, formen und für verschiedene Anwendungen im Bauwesen verwenden.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	55 - 83 MPa
Streckgrenze	64 -80 MPa
Elastizitätsmodul	2.76 – 3.3 GPa
Reißdehnung	3 - 6.4%
Härte	64 – 105 HRM

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	70 - 80 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	50 – 90 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.19 – 0.2 W/(m⋅°C)

PE

PE (Polyethylen) ist ein beliebtes thermoplastisches Polymer, das für seine außergewöhnlichen Eigenschaften bekannt ist. Dieses leichte, langlebige und vielseitige Material wird häufig in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, da es leicht in verschiedene Formen und Größen verarbeitet werden kann.

Untertypen	Zugfestigkeit	Streckgrenze	Elastizitätsmodul	Reißdehnung	Härte
HDPE	22.1 - 31 MPa	26.2 - 31 MPa	1.07 – 1.09 GPa	500 - 700%	7.9 – 9.9 HV
UHMW-PE	38.6 - 48.3 MPa	21.4 - 27.6 MPa	0.894 – 0.963 GPa	200 - 500%	3.4 – 8.3 HV

Nylon

Nylon, ein synthetisches thermoplastisches Polymer, erfordert bei der Bearbeitung sorgfältige Überlegungen, um eine Überhitzung zu vermeiden, die zu Problemen wie Schmelzen, Verziehen oder Beschädigungen führen kann.

Untertypen	Zugfestigkeit	Streckgrenze	Elastizitätsmodul	Reißdehnung	Härte
Nylon 6	64.7 - 79.1 MPa	51.2 - 63.8 MPa	1.58 – 1.97 GPa	200-300%	Ufer D70
Nylon 6 30 % GF	113 - 138.1 MPa	111 - 137 MPa	6.5 – 8.1 GPa	2.81 - 4.05%	Ufer D92
Nylon 66 30 % GF	90 MPa	90 MPa	5 GPa	10 - 14%	Ufer D76
Nylon 6 FR	82 MPa	82 MPa	3.8 GPa	3%	Ufer D83
Nylon 12	80 MPa	80 MPa	1.9 GPa	200%	Ufer D78
Nylon 66	76 MPa	50 - 80 MPa	1.85 GPa	50%	Ufer D82

PEEK

PEEK (Polyetheretherketon) ist ein einzigartiger technischer Kunststoff, der für seine herausragenden Eigenschaften bekannt ist, darunter Hochtemperaturbeständigkeit, Selbstschmierung, einfache Verarbeitung und außergewöhnliche mechanische Festigkeit.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	70.3 - 103 MPa
Streckgrenze	87 - 95 MPa
Elastizitätsmodul	3.76 – 3.95 GPa
Reißdehnung	30 - 150%
Härte	26.1 – 28.5 HV

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	239 - 260 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	50 – 60 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.24 – 0.26 W/(m⋅°C)

PC

Polycarbonat ist ein starker und zäher Kunststoff mit flammhemmenden und antioxidativen Eigenschaften. Es verfügt über eine hervorragende Schlagzähigkeit, Transparenz und mechanische Eigenschaften.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	60 - 72.4 MPa
Streckgrenze	59–70 MPa
Elastizitätsmodul	2 – 2.44 GPa
Reißdehnung	50 - 120%
Härte	17.7 – 21.7 HV

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	101 - 144 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	120 – 137 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.189 – 0.218 W/(m⋅°C)

PP

PP (Polypropylen) zeichnet sich durch eine bemerkenswerte chemische Beständigkeit, einen hohen Schmelzpunkt und eine geringe Dichte aus. Bei der CNC-Bearbeitung von PP ist es wichtig, einen scharfen Fräser mit großem Frontwinkel und niedriger Schnittgeschwindigkeit zu verwenden. Diese Maßnahmen verhindern eine Überhitzung und ein Schmelzen des Materials.

Untertypen	Zugfestigkeit	Streckgrenze	Elastizitätsmodul	Reißdehnung	Härte
PP-Homopolymer		19 - 30 MPa	0.7 – 1.2 GPa	Mindest. 50%
PP	23 - 33 MPa	30 - 32 MPa	0.9 – 1.6 GPa	8 - 12%	65 – 102 HRR
PP+GF(30%)	68 - 85 MPa		6.5 – 7 GPa	2.1 - 3.4%	110 HRC

PET

Polyethylenterephthalat (PET), ein thermoplastisches Material, ist aufgrund seiner guten Bearbeitbarkeit und Vielseitigkeit eine praktikable Option für CNC-Fräs- und Drehprozesse. Mit den richtigen Werkzeugen und Schnittparametern lässt sich PET leicht formen und formen, was es ideal für die Herstellung von Prototypen, kundenspezifischen Teilen und Behältern durch CNC-Bearbeitung macht.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	50 - 90 MPa
Streckgrenze	47 - 90 MPa
Elastizitätsmodul	2 – 3 GPa
Reißdehnung	20 - 300%
Härte	80 – 96 HRM

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	60 - 115 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	40 – 60 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.15 – 0.28 W/(m⋅°C)

PEI

PEI (Polyetherimid) ist ein robustes und langlebiges Material, das für seinen hohen Schmelzpunkt und seine abrasiven Eigenschaften bekannt ist. Durch den Einsatz spezieller Schneidwerkzeuge und -techniken kann es effektiv geschnitten und geformt werden, um hochwertige Teile mit präzisen Toleranzen herzustellen.

Untertypen	Zugfestigkeit	Streckgrenze	Elastizitätsmodul	Reißdehnung	Maximale Betriebstemperatur
PEI Ultem 1000	125 MPa	125 MPa	3.1 – 3.3 GPa	12 - 35%	170 ° C
PEI Ultem 2300 30 % glasgefüllt	135 MPa	135 MPa	5.3 GPa	4%	170 ° C

POM

POM (Polyoxymethylen) ist ein thermoplastisches Material, das für seine hohe Steifigkeit, geringe Reibung, leichtes Schneiden und hervorragende Dimensionsstabilität bekannt ist. Allerdings kann die Bearbeitung von POM aufgrund seines hohen Schmelzpunkts und der Anfälligkeit für Absplitterungen oder Risse eine Herausforderung darstellen, wenn die Schnittparameter nicht sorgfältig kontrolliert werden.

Untertypen	Zugfestigkeit	Streckgrenze	Elastizitätsmodul	Reißdehnung
Acetal-Copolymer (POM-C)	60 - 70 MPa	60 - 67 MPa	2.5 – 2.7 GPa	30 - 32%
Acetal-Copolymer (POM-C) FDA	70 MPa	66 - 70 MPa	2.8 – 3 GPa	32 - 40%
Acetal-Homopolymer (POM-H)	60 - 89.6 MPa	48.6 - 72.4 MPa	2.5 – 4 GPa	15 - 75%
Acetal-Copolymer (POM-C) ESD	39 MPa	45 MPa	2.5 – 2.7 GPa	40 - 50%

PVC

PVC ist stark, langlebig und beständig gegen Chemikalien, Wetter und Feuer. Allerdings können bei der Bearbeitung schädlicher Staub und Dämpfe entstehen, die für die Arbeiter gefährlich sein können. Um die Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten, verwenden Sie während des Prozesses geeignete Sicherheitsausrüstung und Belüftung.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	46 - 58 MPa
Streckgrenze	53 - 58 MPa
Elastizitätsmodul	2.18 – 3.41 GPa
Reißdehnung	25 - 80%
Härte	13.7 – 16.6 HV

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	85 - 100 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	112 – 149 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.133 – 0.144 W/(m⋅°C)

PTFE

Bei der Bearbeitung von PTFE ist die Verwendung der richtigen Schneidwerkzeuge von entscheidender Bedeutung, da PTFE einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, der zu Überhitzung und Verformung des Werkzeugs führen kann. Um dieses Problem zu lösen, werden üblicherweise Hartmetall-Schneidwerkzeuge eingesetzt, da diese langlebig sind und Hitze effektiv widerstehen können.

Mechanische Eigenschaften
Zugfestigkeit	25 - 31 MPa
Streckgrenze	14 - 41.4 MPa
Elastizitätsmodul	0.39 – 2.25 GPa
Reißdehnung	300 - 450%
Härte	50 – 65 Shore D

Thermische Eigenschaften
Maximale Betriebstemperatur	250 - 270 ° C
Wärmeausdehnungskoeffizient	7 – 20 · 10^-6/ºC
Wärmeleitfähigkeit	0.23 – 0.5 W/(m⋅°C)

So treffen Sie die richtige Wahl

Bei der Auswahl von Kunststoffmaterialien für die CNC-Bearbeitung müssen mehrere wichtige Elemente berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das Endprodukt Ihren Erwartungen entspricht. Bei der Auswahl eines Kunststoffmaterials sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:

Mechanische Eigenschaften: Wählen Sie je nach Projektanforderungen ein Kunststoffmaterial mit den richtigen mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit. ABS, Polyurethan und andere gängige Polymere haben gute mechanische Eigenschaften.

Chemische Resistenz: Um Korrosion oder Verformung zu vermeiden, müssen Sie ein Kunststoffmaterial mit hoher chemischer Beständigkeit verwenden, wenn Ihre Teile mit Chemikalien in Kontakt kommen müssen. Sowohl Polypropylen als auch Polyethylen sind chemikalienbeständig.

Temperaturbeständigkeit: Wenn Ihre Komponente in einer Umgebung mit hohen oder niedrigen Temperaturen verwendet wird, müssen Sie ein Kunststoffmaterial auswählen, das den erforderlichen Temperaturbereich verträgt. Beispielsweise ist PA66 (Nylon 66) gut geeignet, hohen Temperaturen standzuhalten.

Elektrische Eigenschaften: Für Anwendungen, die eine wirksame elektrische Isolierung erfordern, können Sie ein Kunststoffmaterial mit guten Isoliereigenschaften wie Polytetrafluorethylen (PTFE) verwenden.

Transparenz und Farbe: Wählen Sie ein transparentes oder getöntes Kunststoffmaterial wie Polycarbonat (PC), wenn Sie eine bestimmte Farbe oder einen bestimmten Transparenzgrad für eine Komponente benötigen.

Kostenüberlegungen: Der Preis verschiedener Kunststoffmaterialien ist unterschiedlich, daher müssen Sie entsprechend Ihrem Projektbudget das beste Material auswählen.

Bearbeitbarkeit: Berücksichtigen Sie die Bearbeitbarkeit des Materials unter Berücksichtigung seiner Schneidfähigkeit, seiner Abriebfestigkeit und seiner einfachen Formbarkeit in die entsprechende Form.

Umwelterwägungen: Da sich immer mehr Projekte auf die Umwelt konzentrieren, können Sie Ihre Auswirkungen auf die Umwelt minimieren, indem Sie Kunststoffmaterialien wählen, die recycelbar oder biologisch abbaubar sind.

Kunststoffstandard und andere

Kunststoffmaterialien werden oft reguliert und standardisiert, um ihre Sicherheit, Qualität und Umweltauswirkungen zu gewährleisten. Eine der bekanntesten Normungsorganisationen, die Standards für Kunststoffmaterialien festlegt, ist die International Organization for Standardization (ISO).

ASTM-Kunststoffstandards

Materialeigenschaften von Kunststoffen

EIGENSCHAFTSVERGLEICHSTABELLE FÜR KUNSTSTOFFMATERIALIEN

Leitfaden zur Auswahl von Kunststoffmaterialien

Mechanische Eigenschaften von Kunststoffmaterialien

Kunststoffe und Verbundwerkstoffe / Leistung: Kosten

Andere

Materialien sind eine wesentliche Grundfähigkeit der Industrie, und ihre Entwicklung kann Technologie und Innovation sowie die Entwicklung der Gesellschaft fördern. Der aktuelle Trend der Materialentwicklung geht dahin, umweltfreundlicher und energiesparender zu sein.