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:

 

 

Низкая механическая прочность: Большинство пластмасс обладают меньшей механической прочностью по сравнению с металлами. Обычные пластмассы (за исключением высокопрочных) демонстрируют значительно меньшую механическую прочность, чем металлические материалы.

 

Более низкая максимальная рабочая температура: В то время как металлы могут эффективно работать при высоких температурах, большинство пластмасс имеют максимальную рабочую температуру ниже 150 градусов Цельсия. Длительное воздействие их максимальной температуры может привести к деформации, что влечет за собой проблемы с качеством и безопасностью.

 

Низкая химическая стойкость: Некоторые виды пластмасс чувствительны к определенным химическим веществам. При воздействии этих веществ во время эксплуатации пластиковые детали могут легко трескаться, деформироваться или разрушаться из-за химического воздействия.

 

Ограниченная электропроводность: большинство пластмасс не проводят электричество, что ограничивает их возможности электромагнитного экранирования. Хотя некоторые пластмассы можно сделать проводящими с помощью добавок, это может увеличить стоимость материала.

 

Пригодность для использования на открытом воздухе: 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 материалов :

 

 

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. Правильное проектирование с учетом технологичности изготовления ( DFM ):

 

 

Следует понимать, что пластиковые детали изготавливаются методом литья под давлением, который предъявляет иные требования к конструкции по сравнению с процессами производства металлических изделий, такими как литье под давлением , обработка на станках с ЧПУ или 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.

 

Допуски: Пластмассы могут иметь иные свойства теплового расширения, чем металлы. Для учета этих различий необходимо соответствующим образом скорректировать допуски.

 

Толщина стенок: Необходимо поддерживать достаточную толщину стенок для обеспечения структурной целостности. Тонкие стенки могут привести к деформации или разрушению в процессе обработки.

 

Скругления и радиусы: Использование скруглений и радиусов на острых углах позволяет снизить концентрацию напряжений и повысить прочность детали.

 

Подрезы: Избегайте сложных подрезов или элементов, которые могут быть сложны в обработке пластика.

 

 

 

 

 

4. Обрабатываемость:

 

 

Инструменты для станков с ЧПУ : Выберите подходящий инструмент для обработки пластмасс, например, быстрорежущую сталь (HSS) или твердосплавные фрезы, предназначенные для работы с пластмассами.

 

Охлаждающая жидкость: В большинстве случаев для обработки пластмасс охлаждающая жидкость не требуется. Однако для некоторых высокотемпературных пластмасс охлаждение может быть необходимо для предотвращения плавления.

 

 

 

 

 

5. Качество обработки поверхности :

 

 

Текстура поверхности: Определите необходимую степень обработки поверхности для вашего применения. Пластмассы могут иметь различную текстуру, от гладкой до фактурной.

 

Финишная обработка после механической обработки: Для достижения желаемого качества поверхности следует рассмотреть дополнительные процессы, такие как шлифовка, полировка или покраска.

 

 

 

 

 

6. Углы уклона:

 

Углы уклона: Учитывайте углы уклона на вертикальных стенках, чтобы облегчить извлечение детали из пресс-формы или технологического приспособления.

 

 

7. Управление теплом:

 

Тепловое расширение: Учитывайте тепловое расширение и сжатие пластмасс, особенно при их использовании в условиях перепадов температуры.

 

 

8. Соображения стоимости:

 

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

 

 

9. Тестирование и Макетирования:

 

Сначала создайте прототип: перед началом полномасштабного производства рекомендуется создать прототип детали из пластика, изготовленной на станке с ЧПУ, чтобы проверить ее функциональность и соответствие размерам.

 

 

 

 

 

10. Воздействие на окружающую среду:

 

Возможность вторичной переработки: Оцените возможность вторичной переработки выбранного пластикового материала в соответствии с целями устойчивого развития.

 

 

 

 

Найдите надежный завод по обработке на станках с ЧПУ

 

 

Ищете подходящего производителя оборудования для ЧПУ-обработки? Обратитесь в компанию VMT CNC machining factory , и мы вам поможем.

 

Мы предоставляем услуги по изготовлению деталей на станках с ЧПУ из алюминия, нержавеющей стали, титана, меди и других металлов. За 13 лет работы в сфере обработки и производства на станках с ЧПУ мы сотрудничаем с заводом по обработке поверхностей уже 10 лет, предоставляя различные услуги по обработке поверхностей . Независимо от того, требуется ли вам изготовление прототипов на станках с ЧПУ или мелкосерийное производство деталей, наша команда профессиональных инженеров подберет для вас подходящий процесс обработки и обработки поверхности, чтобы вы получили высококачественные детали. Просто отправьте ваши CAD-файлы на наш электронный адрес: inquiry@vimetal.com.cn , чтобы получить коммерческое предложение.

 

 

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.