Пластиковая замена металла: руководство по проектированию деталей для обработки на станках с ЧПУ

 

Пластик — это не металл:

 

 

Пластик имеет множество преимуществ перед металлом. Однако важно понимать, что пластик — это не металл. Проектирование пластиковых компонентов с подходом, подходящим для традиционных металлических деталей, может привести к различным проблемам. У пластика есть свои недостатки по сравнению с металлом, в том числе:

 

 

Более низкая механическая прочность: Большинство пластиков имеют более низкую механическую прочность по сравнению с металлами. Обычные пластики (за исключением высокопроизводительных) демонстрируют значительно более низкую механическую прочность, чем металлические материалы.

 

Нижняя максимальная рабочая температура: В то время как металлы могут эффективно работать при высоких температурах, большинство пластиков имеют максимальную рабочую температуру ниже 150 градусов по Цельсию. Длительное воздействие их максимальной температуры может вызвать деформацию, что приводит к проблемам с качеством и безопасностью.

 

Плохая химическая стойкость: Некоторые виды пластика чувствительны к определенным химикатам. При воздействии этих веществ во время использования пластиковые детали могут легко треснуть, деформироваться или выйти из строя из-за химического воздействия.

 

Ограниченная электропроводность: Большинство пластиков не проводят электричество, что ограничивает их возможности электромагнитного экранирования. Хотя некоторые пластики можно сделать проводящими с помощью добавок, это может увеличить материальные затраты.

 

Пригодность для использования вне помещений: Многие виды пластика не подходят для использования на открытом воздухе, поскольку они не устойчивы к ультрафиолетовому излучению и могут разрушаться под воздействием солнечного света.

 

 

 

1. Выбор материала:

 

 

Выберите правильный пластик: выберите пластиковый материал, который соответствует механическим, термическим и химическим требованиям вашего приложения. Распространенные варианты включают ABS, POM, нейлон и PEEK, среди прочих.

 

 

 

 

2. Рассмотрите возможность частичной консолидации:

 

 

При замене металла на пластик это не замена материала один к одному для отдельных металлических деталей. Вместо этого рассмотрите весь продукт с точки зрения проектирования для сборки (DFA), стремясь объединить несколько металлических компонентов в одну пластиковую деталь. Такой подход может максимизировать экономию средств.

 

 

Замена материалов один к одному редко бывает успешной, поскольку при этом игнорируется сложность и свобода дизайна, которые могут предложить пластиковые компоненты.

 

 

 

 

3. Правильная конструкция для технологичности (DFM):

 

 

Следует понимать, что пластиковые детали производятся методом литья под давлением, который предъявляет иные требования к конструкции по сравнению с процессами производства металлов, такими как литье под давлением, CNC-обработкаили штамповка.

 

Примите во внимание такие факторы, как толщина стенок, углы наклона, ребра, галтели, радиусы и отверстия, которые предъявляют иные требования к конструкции для пластмасс, чем для металлов.

 

Допустимые отклонения: Пластиковые материалы могут иметь иные свойства теплового расширения, чем металлы. Отрегулируйте допуски соответствующим образом, чтобы учесть эти различия.

 

Толщина стенки: Поддерживайте достаточную толщину стенок для обеспечения структурной целостности. Тонкие стенки могут привести к деформации или поломке во время обработки.

 

Скругления и радиусы: Используйте скругления и радиусы на острых углах, чтобы снизить концентрацию напряжений и повысить прочность детали.

 

Подрезы: Избегайте сложных выемок или элементов, которые может быть сложно изготовить из пластика.

 

 

 

 

 

4. Обрабатываемость:

 

 

Инструменты с ЧПУ: Выбирайте подходящий инструмент для обработки пластмасс, например, фрезы из быстрорежущей стали (HSS) или твердосплавные фрезы, предназначенные для обработки пластмасс.

 

Охлаждающая жидкость: В большинстве случаев пластики не требуют охлаждающей жидкости во время обработки. Однако для некоторых высокотемпературных пластиков охлаждение может быть необходимо для предотвращения плавления.

 

 

 

 

 

5. Чистота поверхности:

 

 

Текстура поверхности: Определите необходимую отделку поверхности для вашего применения. Пластики могут иметь различную текстуру: от гладкой до текстурированной.

 

Отделка после механической обработки: Для достижения желаемого качества поверхности рассмотрите возможность использования дополнительных процессов, таких как шлифование, полировка или покраска.

 

 

 

 

 

6. Углы уклона:

 

Углы уклона: Предусмотрите уклоны на вертикальных стенках, чтобы облегчить извлечение детали из формы или приспособления для обработки.

 

 

7. Управление теплом:

 

Термическое расширение: Учитывайте тепловое расширение и сжатие пластмасс, особенно при использовании в условиях колебаний температуры.

 

 

8. Соображения стоимости:

 

Стоимость материала: Хотя пластиковые материалы, как правило, дешевле металлов, следует учитывать общую стоимость, включая механическую обработку и любую необходимую последующую обработку.

 

 

9. Тестирование и Макетирования:

 

Первый прототип: Рассмотрите возможность создания прототипа пластиковой детали, обработанной на станке с ЧПУ, чтобы проверить ее функциональность и пригодность перед полномасштабным производством.

 

 

 

 

 

10. Воздействие на окружающую среду:

 

Возможность вторичной переработки: Оцените пригодность выбранного пластикового материала для вторичной переработки, чтобы он соответствовал целям устойчивого развития.

 

 

 

 

Найдите надежный завод по обработке на станках с ЧПУ

 

 

Вы ищете подходящего производителя станков с ЧПУ? Почему бы не предоставить VMT Завод механической обработки с ЧПУ попробуйте и позвольте нам вам помочь.

 

Мы предоставляем индивидуальные услуги по обработке на станках с ЧПУ для алюминия, нержавеющей стали, титана, меди и других металлических материалов. Сосредоточившись на обработке на станках с ЧПУ и производстве в течение 13 лет, у нас есть завод по обработке поверхности, с которым мы сотрудничаем в течение 10 лет, предоставляя различные услуги по обработке поверхности, Будь то прототип обработки на станках с ЧПУ или мелкосерийное производство деталей с ЧПУ, наша команда профессиональных инженеров выберет для вас подходящий процесс обработки ЧПУ и обработки поверхности, чтобы получить высококачественные детали с ЧПУ. Теперь просто загрузите ваши файлы CAD на нашу электронную почту: запрос@vimetal.com.cn чтобы получить расценку проекта.

 

 

Придерживаясь этих рекомендаций по проектированию, вы сможете успешно заменить пластик на металл в деталях, обрабатываемых с помощью ЧПУ, достигнув желаемой функциональности и оптимизировав затраты и производительность.