Plastica per lavorazione CNC: anche le parti in plastica possono essere precise
Le materie plastiche rappresentano una parte importante dell’industria manifatturiera moderna perché sono facili da trovare, economiche e funzionano bene con metodi di produzione comuni come stampaggio a iniezione, stampa 3De lavorazione CNC. A differenza dello stampaggio a iniezione, Lavorazione CNC è un processo di produzione sottrattiva che utilizza utensili rotanti e trapani per modellare parti in plastica sottraendo materiale da un blocco solido.
La lavorazione CNC è più precisa per la produzione di parti in plastica ed è compatibile con una gamma più ampia di plastiche rispetto a molti altri metodi di produzione, rendendola una scelta popolare per i team di prodotto. Attualmente ce ne sono 11 comunemente usati materiali plastici per lavorazione CNC.
Plastica ABS
L'ABS è un'ingegneria popolare termoplastico che è rinomato per la sua resistenza agli urti, resistenza al calore e lavorabilità. Le sue eccellenti proprietà di isolamento lo rendono ideale per applicazioni elettriche e mantengono la sua stabilità meccanica nel tempo. Grazie alla sua natura leggera, conveniente e facile reperibilità, l'ABS è ampiamente utilizzato per la prototipazione rapida, nonché in custodie elettroniche, cappucci per tastiere e componenti del cruscotto dell'auto.
Tuttavia, nonostante la sua resistenza, l'ABS è soggetto all'usura causata da alcuni solventi, grassi e alcoli. Inoltre, i normali tipi di ABS non trattati possono facilmente prendere fuoco e continuare a bruciare anche dopo aver rimosso la fiamma, a meno che non siano stati modificati con stabilizzanti termici.
Vantaggi
L'ABS è una scelta eccellente per la prototipazione generica, i prototipi prestampati, le parti che subiscono urti e richiedono resistenza o quando si desidera un costo contenuto.
svantaggi
L'ABS ha una scarsa resistenza all'abrasione o agli agenti chimici e si scioglie nell'acetone. Non è considerato un materiale plastico eccezionalmente resistente. Inoltre, a causa delle normative ambientali più severe sulla costa occidentale degli Stati Uniti, i componenti in ABS di grandi dimensioni vengono prodotti solo nel Midwest e sulla costa orientale. Di conseguenza, la spedizione dello stock con uno spessore superiore a due pollici può richiedere fino a una settimana, con conseguente aumento dei tempi di produzione per le parti in ABS di grandi dimensioni.
Nylon
La poliammide (PA), chiamata anche nylon, è una gamma diversificata di materiali termoplastici tecnici con eccellenti proprietà meccaniche, tra cui elevata resistenza agli urti, resistenza all'abrasione e agli agenti chimici e basso attrito.
Tra i diversi tipi di nylon, il Nylon 66 si distingue come scelta ideale per la lavorazione CNC grazie alla sua eccezionale resistenza e durata, che lo rendono adatto a varie applicazioni nell'industria automobilistica e medica. Questa plastica mostra prestazioni notevoli, resiste all'usura e ai danni causati da olio e carburante. Tuttavia, il nylon 66 ha una bassa stabilità dimensionale se esposto all'umidità e tende ad assorbirla facilmente. È anche vulnerabile agli effetti degli acidi minerali forti.
Vantaggi
Il nylon ha un'elevata resistenza e rigidità che mantiene in un ampio intervallo di temperature, un buon isolamento elettrico e una buona resistenza chimica e all'usura. Il nylon 6/6 è una buona scelta per le applicazioni in cui sono necessarie parti resistenti e durevoli a basso costo.
Quando sono necessarie parti resistenti e durevoli a un costo ragionevole, il nylon 6/6 è un'opzione eccellente. Nel frattempo, il nylon caricato a vetro è un materiale caratterizzato da rigidità, resistenza, durezza, tenacità e stabilità dimensionale.
svantaggi
Il nylon 66 ha la tendenza ad assorbire l'umidità, il che può provocare rigonfiamenti e una diminuzione della precisione dimensionale. Inoltre, se si verifica una quantità significativa di rimozione asimmetrica del materiale durante la lavorazione, il materiale potrebbe deformarsi a causa delle sollecitazioni interne ad esso inerenti.
Acrilico
L'acrilico, noto anche come PMMA (polimetilmetacrilato), è un tipo di plastica comunemente conosciuta con nomi commerciali come Plexiglass o Lucite. È un materiale termoplastico altamente durevole e trasparente con una discreta resistenza agli urti e ai graffi. Inoltre è facile da incollare utilizzando il cemento acrilico. Queste proprietà rendono l'acrilico una scelta popolare in un'ampia gamma di applicazioni, come finestre, vetrine, insegne, acquari e molti altri prodotti di consumo e industriali.
Vantaggi
L'acrilico è ideale per applicazioni che richiedono trasparenza ottica o traslucenza. Può anche essere utilizzato come alternativa più economica ma meno durevole al policarbonato. La sua resistenza ai graffi lo rende adatto anche all'uso in aree con ambienti leggermente abrasivi.
svantaggi
L'acrilico è una plastica fragile e ha una maggiore probabilità di rompersi o frantumarsi invece di allungarsi come i materiali duttili. Pertanto, è necessario considerare lo spessore delle pareti dei componenti acrilici, poiché le pareti più sottili sono più fragili.
Le superfici lavorate sulle parti acriliche perdono la loro trasparenza e diventano smerigliate e traslucide. Per mantenere la trasparenza, di solito è meglio lasciare l'acrilico allo spessore originale. Se una superficie lavorata richiede trasparenza, può essere lucidata dopo la lavorazione come ulteriore fase di post-elaborazione.
Delrin/POM
Delrin, noto anche come POM (poliossimetilene), è una plastica altamente lavorabile comunemente utilizzata nella lavorazione CNC. È noto per la sua eccezionale robustezza, rigidità e resistenza al calore, all'usura, agli agenti atmosferici, ai prodotti chimici e ai carburanti.
Delrin 570 e 150 sono i gradi di POM più popolari utilizzati nella lavorazione CNC grazie alla loro eccellente stabilità dimensionale, che li rende ideali per creare parti precise con tolleranze strette. Tuttavia, il POM ha scarsa resistenza agli acidi e può essere difficile da incollare. Trova applicazione nei componenti delle cinture di sicurezza, nelle sigarette elettroniche, nelle penne per insulina e nei contatori dell'acqua.
Vantaggi
Delrin/POM è una plastica affidabile e durevole, adatta per applicazioni che richiedono elevata rigidità, tolleranze strette o che sono soggette a molto attrito. È stato utilizzato nei mercati commerciali per decenni grazie alla sua eccellente resistenza agli urti e agli agenti chimici, all'umidità e alla fatica. Inoltre, è una delle materie plastiche più lavorabili, il che la rende facile da lavorare con macchine CNC.
Grazie alla sua elevata rigidità e rigidezza, Delrin/POM è la scelta ottimale per la lavorazione plastica CNC di parti che richiedono tolleranze strette e precisione dimensionale.
svantaggi
Nonostante le caratteristiche desiderabili del Delrin/POM, come una superficie scivolosa, resistente all'usura e un'eccellente resistenza all'umidità, agli agenti chimici e alla fatica, ci sono alcuni aspetti negativi di cui essere consapevoli. Una delle principali sfide nel lavorare con Delrin sono le sue scarse proprietà adesive, che rendono difficile l'incollaggio.
Inoltre, Delrin/POM è soggetto a deformazioni in aree con pareti sottili o rimozione irregolare di materiale a causa di tensioni interne intrinseche. Anche il surriscaldamento del Delrin/POM oltre il limite massimo di temperatura può provocare pericolose emissioni di gas.
policarbonato
Il policarbonato, noto anche come PC, è un materiale termoplastico altamente resistente e trasparente. È uno dei materiali più comunemente utilizzati per la lavorazione CNC ed è anche ampiamente riciclato a livello globale. Il PC ha un colore blu latte trasparente naturale, ma è disponibile in commercio anche in nero. Sia il policarbonato nero che quello blu latte hanno una finitura lucida. L'uso più comune è probabilmente CD o VCD.
Vantaggi
Il policarbonato è una plastica rigida e altamente resistente agli urti che mantiene la sua funzionalità in un ampio intervallo di temperature. Possiede semitrasparenza ottica, ma se necessario può essere tinto di nero per una opacità completa. Il policarbonato è particolarmente adatto per situazioni che richiedono una plastica durevole o robusta, o dove è necessaria chiarezza ottica, motivo per cui è una delle plastiche più ampiamente utilizzate e riciclate.
Il policarbonato è spesso preferito al vetro poiché è 250 volte più resistente agli urti dell'acrilico perché ha una maggiore tenacità.
svantaggi
Il policarbonato è soggetto a graffi e non possiede una buona resistenza all'usura nella sua forma pura. Tuttavia, è possibile utilizzare rivestimenti antigraffio e lucidatura a vapore per migliorarne la resistenza all'usura o la chiarezza ottica come fase di post-elaborazione. Vale la pena notare che il policarbonato non è facilmente ottenibile in dimensioni superiori a due pollici di spessore, il che pone un limite alla dimensione delle parti in policarbonato che possono essere prodotte.
HDPE
L'HDPE, che sta per polietilene ad alta densità, è un materiale termoplastico ampiamente utilizzato per sacchetti di plastica, bottiglie, tubi e altri contenitori di plastica. È anche molto comune nella lavorazione CNC. L'HDPE possiede un aspetto naturalmente opaco dovuto alla sua struttura cristallina, spesso con finitura cerosa. Tuttavia, può anche essere ottenuto con una finitura tinta nera disponibile in commercio. È una plastica leggera e durevole con eccellente resistenza chimica e proprietà di isolamento elettrico.
Vantaggi
Sebbene possa essere fuorviante, l’HDPE ha la densità più bassa tra le plastiche per la lavorazione CNC. Nonostante ciò vanta un’ottima resistenza chimica, isolamento elettrico e una superficie liscia. Il suo basso coefficiente di attrito, la resistenza alle alte temperature e la capacità di resistere alle basse temperature lo rendono un'opzione duratura ed economica per le parti in plastica lavorate a CNC.
svantaggi
Lo svantaggio principale dell'HDPE è la sua scarsa resistenza, soprattutto se sottoposto a tensione e flessione. Di conseguenza, è soggetto a stress cracking.
Conclusione
In conclusione, la plastica è una scelta di materiale versatile e popolare per la lavorazione CNC grazie alla sua vasta gamma di proprietà meccaniche e fisiche. Vari tipi di plastica, come Delrin/POM, policarbonato e HDPE, offrono vantaggi e svantaggi unici a seconda dell'applicazione prevista. Le parti in plastica possono essere accurate e precise quanto le loro controparti in metallo e, con le giuste tecniche di post-elaborazione, possono anche avere finiture superficiali e chiarezza ottica eccellenti.
Progettisti e ingegneri dovrebbero considerare attentamente le proprietà di ciascun materiale plastico e scegliere quello più appropriato per il loro progetto. Con la giusta scelta della plastica e delle tecniche di lavorazione adeguate, le parti in plastica possono soddisfare o addirittura superare i requisiti di un'ampia gamma di settori e applicazioni.
