CNC-Fräsen vs. CNC-Drehen für Acrylteile: Hauptunterschiede

CNC-Fräsen vs. CNC-Drehen: Welcher Bearbeitungsprozess erzeugt bessere Acrylteile?

Acryl (PMMA) ist einer der am meisten CNC-bearbeiteten Kunststoffe in der Luft - und Raumfahrt, Industrieoptik, Medizinprodukten und Unterhaltungselektronik, Aber die Sie verwenden, macht einen großen Unterschied in der Durchmessertoleranz, Oberflächenbeschaffenheit, Zykluszeit, und Kosten pro Teil Hier ist eine Anleitung, die Ihnen hilft, die richtige Lösung für Ihre Acrylgeometrie aus Ihrer ersten Angebotsanfrage auszuwählen.

CNC MC Drehen im Vergleich zu CN-Schlüsselunterschieden auf einen Blick

Es kommt darauf an, was sich dreht Bei einer CNC-Fräse dreht sich ein rotierendes Schneidwerkzeug, das sich horizontal bewegt, um ein stationäres Acrylwerkstück zu schneiden, beim CNC-Drehen hingegen dreht sich das Werkstück, während das Schneidwerkzeug still bleibt Dieser Unterschied ist bei PMMA noch deutlicher als bei Metallen, da der Acrylbearbeitungsprozess bestimmt, wie viel Wärme Sie bei der Materialentfernung erzeugen.

Die Hauptunterschiede bei der Wahl zwischen CNC-Fräsen und CNC-Drehen für Acryl sind, welche Fähigkeiten jeder bietet, welche Toleranzen jeder liefern kann und welche Oberflächenqualität jeder erzeugt Fräsen kann flache Oberflächen, Taschen und komplexe Konturkonturen erzeugen Drehen ist besser für achsensymmetrische Formfaktoren, die die engsten diametralen Toleranzen erfordern (0,01 mm versus 0,025 mm zum Fräsen) Verwenden Sie die Quick Specs Tabelle oben für einen schnellen Sprung zu den Zahlen, die Sie benötigen Für eine noch detailliertere Erklärung von Fräsen vs Drehen für PMMA, überprüfen Sie Le-creator's Dienstleistungen der Acryl-CNC-Bearbeitung.

Wie CNC-Fräsen auf Acryl (PMMA) funktioniert

Beim CNC-Fräsen wird ein Schneidwerkzeug – typischerweise ein 1- oder 2-Flöten-Karbid-Endfräser (in einer 3- bis 5-Achsen-Fräsmaschine montiert, um einen Acrylrohling zu schneiden, der an einer Befestigungsfläche befestigt wurde. Die Fräsmaschine stellt die drehmaschinenartigen Referenzrahmen bereit, die für die Ausführung von Flat-Surface-, Deep-Pocket-, komplexen Profil- und Multi-Face-Seaming-Vorgängen erforderlich sind. Der Fräser ist mit CAM programmiert, um die Form aus einem rechteckigen oder Blattrohling (z. B. einem Teil-Ausgangsmaterial) zu erzeugen.

Acryl erfordert deutlich andere Mahlparameter als Metalle oder andere Kunststoffe wie Delrin. PMMA beginnt sich thermisch bei einer Glasübergangstemperatur (Tg) in der Nähe zu zersetzen 105 C für gewerbliche Sorten, ‘und es geht schnell von einem Glaszustand in einen Gummizustand weit über dieser Temperatur über, Wenn Ihr Schneidwerkzeug zu viel Wärme durch Schneidreibung erzeugt, wird das Material weich, befestigt sich wieder und bildet eine gummiartige halbdurchscheinende Oberfläche anstelle der scharfen Kanten, die Ihr Design erwartet.

Materialqualität ist wichtig auch. gegossenes Acryl (Molekulargewicht 1-3 106 g/mol) Nikagide sind konsistenter – sie produzieren knusprige, flockenartige Chips, die leicht aus dem Schnitt zu evakuieren sind. Extrudiertes Acryl hat ein etwa 10-30 niedrigeres Molekulargewicht und neigt daher dazu, sich beim Mahlen erneut zu verflüssigen und wieder anzuhaften. Für alle Kunststoff CNC Bearbeitung Projekt, bei dem es auf optische Klarheit ankommt, ist gegossenes Acryl das empfohlene Material.

Typische Fräsfunktionen für Acryl umfassen das Planfräsen (Flachung von Außenflächen), das Taschenfräsen (Erzeugen von Hohlräumen im Inneren für Display- oder elektronische Module) und das Konturfräsen (Schneiden des Außenprofils). Diese Bearbeitungsvorgänge verwenden den gleichen generischen Herstellungsprozess, aber die Zufuhrrate werden ebenfalls neu skaliert und schrittweise variiert, um die Materialentfernung gegen die Oberflächenbeschaffenheit auszugleichen.

Wie CNC-Drehen auf Acryl funktioniert

Beim CNC-Drehen wird der Acrylschaft zwischen der auf dem Binstand montierten Achse gespannt, dann ist das Werkstück Rotkak in einem Drehfutter, während ein stationäres Einpunkt-Schneidwerkzeug zylindrische Beschläge ausschneidet, die durch den Weg des Schneidgeräts über die axiale Fläche geformt werden, Innenbohrung oder Außenfläche des Turnigan-Rohlings. Das CNC-Drehen ist ein schmal-nischischer, aber sehr genauer Prozess zur Bearbeitung großer Volumina von Acrylbuchsen, Linsengehäusen, zylindrischen Lichtleitern und medizinischen Hülsen aus Stabmaterial.

Wärme beim Drehen wird nicht per se auf den Chip übertragen, sondern wird durch das Dieviz zwischen 801TP3 T (die meisten) in den Chip, 101TP3 T (die Hälfte) in das Werkstück (da 471TP3 T der Aussage eine 3: D, MCCXX-Faustregel ist), und wiederum 101TP3 T in den Einsatz geteilt Die Anir-Produktform begünstigt Acryl, indem sie den größten Teil der Wärme mit dem Chip abführen lässt, genau wie beim Fräsen, vorausgesetzt, sie fließen schnell aus. cnc-Drehen, das für symmetrische Körperformen wie diese verwendet wird, hilft dabei, den Boomok unter der 105 CMMA-Grenze zu halten.

Die Chipsteuerung ist beim Acryldrehen schwieriger zu handhaben. Ohne Übung neigen Bediener dazu, eintauchende lange Chipstränge herzustellen, die dazu neigen, sich um das Werkstück zu verheddern und das Finish zu kratzen; positiv geharkte scharfe Schneideinsätze (definiert als positive Neigungsgeometrie, 0-6 Neigungswinkel) in Kombination mit moderaten Spindel-RPM neigen dazu, die Chips in kleinere Segmente zu zerreißen. Bei CNC-Drehkörpern mit hoher Volume-Effizienz ist die Chipsteuerung der Schlüssel zur Reproduzierbarkeit der Oberflächenbeschaffenheit.

Toleranzen, Oberflächenbeschaffenheit und Präzision im Vergleich

Wenn Konstrukteure hochpräzise Acrylkomponentenspezifikationen veröffentlichen, wählen die Toleranzklasse und die Oberflächenbeschaffenheit die Passform des Sitzes im Bearbeitungsprozess aus. Es folgt ein Vergleich von CNC-Fräsen mit CNC-Drehen mit bestimmten Zahlen und Standards.

In Kunststoffen mit Acryl, ISO 2768-m ist die Standardtoleranzgruppe, 2, eine Stufe, die lockerer ist als ISO 2768-f, die allgemein auf die Bearbeitung von Stahl und Aluminium angewendet wird Der Wärmeausdehnungskoeffizient von linearem PMMA beträgt aufgrund der Bindung der Methylgruppen etwa ein Drittel des von Stahl, 70-77 10-6 /C statt 13 10-6 /C. Ein 100 mm langer Acrylteil wächst etwa 0,007 mm bei einem Grad Celsius Temperaturwechsel der Ladenluft; Raumklimatisierung beeinflusst die lineare Lieferzeit mit enger Toleranz von zwei Meilen!

Acrylhärte ist definiert als Rockwell M85-M105 (ASTM D785), weitaus weicher als die Bearbeitung von Metallen Weniger Härte führt zu unterschiedlichen Werkzeugverschleißeigenschaften – ein größeres Problem ist die Schmelzkante. Adiles-Ansammlung statt abrasiver Verschleiß. Das Drehen erzeugt eine glattere Oberfläche (Ra 0,4 m im bearbeiteten Zustand) als andere Bearbeitungsverfahren, daher wird für gewählt Acrylkomponenten in optischer Qualität Wo der Oberflächenzustand die Lichtdurchlässigkeit beeinflusst.

Herausforderungen bei der Acrylbearbeitung verhindern, dass es schmilzt, reißt und reißt

Sowohl beim Fräsen als auch beim Drehen von Acryl wird sich tendenziell eine von drei Versagensarten (Schmelzen aufgrund der Schneidwärme, Spannungsrisse aufgrund innerer Spannungen und Haarrisse aufgrund der Einwirkung von Chemikalien oder mechanischen Elementen) durchsetzen. Diese Gemeinsamkeit ist wichtig zu beachten, denn obwohl Acryl umweltbeständig zu sein scheint, entspricht es nicht den Bedingungen seiner Bearbeitung.

Hitze ist der Hauptfeind. Standard-PMMA hat eine Tg von 105°C, obwohl kommerzielle Acrylsorten von reichen 85°C bis 165°C Je nach Formulierung Forschung am Thermische Effekte beim PMMA-Mikromühlen Hat gezeigt, dass lokalisierte Schnitttemperaturen auch bei moderaten Vorschubgeschwindigkeiten 150°C überschreiten können, was Bearbeitungsparameter zum primären Kontrollfaktor für die Teilequalität macht.

Molekulargewicht ist, wo gegossenes und extrudiertes Acryl am stärksten in der Beständigkeit gegen Beanspruchung divergieren Gegossenes Acryl (MW: 1 – 3 × 10⁶ G/mol) toleriert aufgrund seiner längeren Polymerketten höhere Schnittkräfte ohne Rissbildung Extrudiertes Acryl (MW: 0,5 –1 × 10⁵ g/mol) ist 1 – 30 ̄N) ̄n niedriger im Molekulargewicht, was die saubere Maschine erschwert Diese Ergebnisse stimmen mit überein MDPI Polymers-Forschung zu Crazing-Mechanismen In PMMA.

Die Spänevakuierung variiert auch mit der Bearbeitungsmethode. Durch das Fräsen werden Späne entfernt, beispielsweise kleine dünne Flocken, die sich von der Schnittzone weg verteilen, zusammen mit Wärme. Durch Drehen entstehen lange, ununterbrochene, fadenförmige Späne, die dazu neigen, an der Oberfläche des Werkstücks eingeschlossen zu werden, wodurch weniger Platz für die Luftkühlung bleibt.

Die Spanbildung wird bei beiden Verfahren durch den Einsatz von Drucklufteinspritzung an der Schneidzone unterstützt, durch den Werkzeugverschleiß entsteht zusätzliche Wärme durch erhöhte Reibung.

Kosten, Zyklus und Produktionsvolumen Welcher Prozess gewinnt?

Kosten variieren nach Geometrie und Volumen Für zylindrische Acrylteile cnc Drehen punktet über jeden anderen Prozess bis hin zur Zykluszeit und Stückkosten auf allen Volumenstufen Für komplexe Teile mit Taschen, flachen Flächen, mehreren Winkeln ist Fräsen die einzige Lösung um jeden Preis Hier sind die Details.

Teile, die zwei verschiedene verschiedene erfordern, können Teile in einer einzigen Klemme herstellen Mehrachsiges CNC-Fräsen, vier oder fünf Achsen, kann auch solche Hybridteile herstellen, wenn auch die Stundensätze im Allgemeinen höher sind ($100-180/h). Einsparungen ergeben sich bei der reduzierten Anzahl von Vorgängen, während ein verbessertes Fünfachsenfräsen Ihnen einen noch besseren Geometriezugang ermöglicht.

Wenn der Volumenbedarf gering bis mittel ist (50-500 Teile) und die Geometrie ist Eine Drehmaschine wird eine Kosteneinsparung von 30-501TP3 T pro Teil gegenüber einem Mahlprozess haben Um einen Vergleich der Kosten für Äpfel mit Äpfeln für Ihre Geometrie anzustellen, fragen Sie Le-creator's Dienstleistungen der Acrylbearbeitung Mannschaft.

Wählen Sie den richtigen CNC-Bearbeitungsprozess für Ihre Acrylteile

Die Wahl des Rechts ist ein durch die Geometrie bestimmter Prozess, aber die endgültige Auswahl basiert auf Toleranzanforderungen, Notwendigkeit für andere sekundäre Schritte, Ausgangsvolumen und geschätzten Kosten. Verwenden Sie die Checkliste unten für die Anwendbarkeit der Teileumwandlung für den CNC-Bearbeitungsprozess.

Diese Auswahl wird durch die folgenden realen Beispiele demonstriert Optische Lichtleiter, die Licht von der Quelle zur Behandlung leiten und aus gegossenem Acrylstabmaterial gedreht und dann dampfpoliert werden, um die 921TP3 T-Übertragung des sichtbaren Lichts von PMMA (Brechungsindex 1,49) zu erhalten Einzelhandels-Leuchtenanzeigen, mit flachen Plattenwänden und Montageöffnungen, werden aus Acrylplattenmaterial CNC-gefräst Sensing Equipment optische Linsen werden gedreht, dann poliert Innentaschen mit Außenkonturen werden CNC-gefräst auf 3-Achsen - oder 5-Achsen-Maschinen.

Wenn nur ein Prozess nicht möglich ist, hat die automatische Kollaborationstechnologie Mil-Turn-Zentren hervorgebracht, die zwei Prozesse zu einem kombinieren. Ein äußeres gedrehtes Profil mit Taschen, Abflachungen oder auf der Fräsachse bearbeiteten Keilnuten kann im selben Zyklus durchgeführt werden, wodurch Fehler beim erneuten Fixieren vermieden und Ihr Gesamttoleranzstapel um 30-40% verbessert wird.

Acryl bietet eine Kombination aus optischer Klarheit, chemischer Beständigkeit und Bearbeitbarkeit im Gegensatz zu allem anderen, was es als Acrylkomponente bietet, nur dann einen Wert, wenn Ihr Bearbeitungsstil korrekt angegeben ist. Wenn Ihr Teil die Geometrie und Geschwindigkeit des Fräsens oder die Oberflächengenauigkeit und Oberflächenqualität des Drehens erfordert, sollten Ihnen die technischen und Preisparameterdaten in diesem Leitfaden die Werkzeuge zur Diskussion geben.

Häufig gestellte Fragen