Tworzywa sztuczne, choć w życiu codziennym często nie zwracamy na to uwagi, odgrywają dużą rolę w wielu produkcjach i są nieodłącznym elementem naszego życia.
Obróbka tworzyw konstrukcyjnych i wysokosprawnych obejmuję produkcję gotowych detali, w szczególności tulejek prostych, prowadnic, tulejek kołnierzowych, gniazd łożysk, zębatek, łopatek, kątowników, kół zębatych, itp.
Tworzywa sztuczne po prawidłowym przejściu zalecanych procesów obróbki stanowią doskonały zamiennik dla odpowiednich z metalu. Dzięki takiemu postępowaniu możemy z łatwością zminimalizować koszty oraz zyskać niższą wagę produktu docelowego.
Co to jest obróbka tworzyw sztucznych i jak przebiega?
Obecnie, dzięki nowoczesnym technologiom jesteśmy w stanie dopasować odpowiednio dany proces obróbki pod konkretne tworzywo sztuczne. Dzięki takiemu udogodnieniu możemy gwarantować naszym klientom najwyższej jakości gotowe elementy, które perfekcyjnie dopasowujemy do danych potrzeb.
Obróbka tworzyw sztucznych to proces kształtowania części wykonanych z różnego rodzaju polimerów, najczęściej w ramach obróbki stratnej (nadmiar materiału jest usuwany), a finalny obiekt ma niższą masę niż blok, z którego został wykonany. Najczęściej do procesów obróbki wykorzystuję się różnego rodzaju narzędzia skrawające lub narzędzia ręczne.
Większość tworzyw sztucznych obecnych na rynku wykazuje łatwość obróbki, co zdecydowanie ułatwia i przyspiesza cały proces. Dzięki doskonałym właściwościom takim jak bardzo dobra odporność mechaniczna czy chemiczna – tworzywa sztuczne doskonale sprawdzają się jako zamienniki dla ich metalowych odpowiedników.
Mówiąc o obróbce tworzyw sztucznych trudno nie wspomnieć o druku 3D, który w większości bazuje na polimerach (m.in. PET), a od niedawna również na drukowaniu elementów z metali (np. tytanu czy aluminium).
Warto wspomnieć, że sama obróbka polimerów skupia się na ich kształtowaniu mechanicznym. Proces produkcji bloków poddanych temu procesowi najczęściej zakłada przetopienie ich (najczęściej z postaci granulatu) – nazywany jest zbiorczo „przetwórstwem tworzyw sztucznych”.
Rodzaje obróbki tworzyw sztucznych
Obecnie nowoczesne technologie dają nam nieskończenie wiele możliwości, jeśli chodzi o obróbkę tworzyw sztucznych. Znacząco wzrasta popularność drukarek 3D lub prostych ploterów i wycinarek laserowych, co powoduje, że tworzenie coraz to nowych elementów w różnych formatach, rozmiarach, ilościach jest dostępne na wyciągnięcie ręki.
Tak dobra dostępność jest ogromnym plusem w czasach, w których większość elementów w wielu gałęziach przemysłu jest wykonana w procesie mechanicznej obróbki. Sprawiło to, że systemy produkcyjne, obrabialność jest stale napędzana, a dzięki temu sprawnie się rozwija wzbogacając o nowe maszyny i technologie.
Produkcja elementów przy użyciu nowoczesnego parku maszynowego, pozwala na wysoką precyzję pracy i uzyskanie powtarzalnych części, które spełniają kryteria jakościowe oraz są wykonane z minimalnymi tolerancjami.
Najczęściej praktykowane metody obróbki tworzyw sztucznych:
- obróbka skrawaniem tworzyw sztucznych – przy pomocy tradycyjnych (automatycznych) frezarek i tokarek. Sprawdza się ona przy wytwarzaniu pojedynczych części lub niewielkich partii. Coraz częściej zastępujemy standardowe procesy obróbki zmechanizowaną obróbką CNC w celu przyspieszenia i zautomatyzowania produkcji.
- gięcie tworzyw sztucznych – odbywa się na dostosowanych prasach i tego typu
narzędziach do gięcia. Ten proces wykorzystuje wiele szablonów
i może być w pewnym zakresie automatyzowany. Poddaje się jej najczęściej
większe obiekty, które dodatkowo dzielimy na:- gięcie na zimno, jest rozwiązaniem problemu wykonania długich gięć w niewielkiej odległości od krawędzi elementu. Odnosi się do elastyczności i plastyczności giętego tworzywa. W przypadku elementów o dużych gabarytach gięcie na zimno skraca czas realizacji ze względu na brak procesu nagrzewania oraz stygnięcia.
- gięcie na ciepło, nazywane też termoplastycznym – polega na liniowym wygrzaniu materiału giętego, a poprzez termiczne uplastycznienie tego miejsca, proces gięcia jest prosty i precyzyjny.
- obróbka tworzyw sztucznych CNC – Dzięki maszynom CNC i odpowiednim tworzywom sztucznym do obróbki CNC możliwa jest produkcja krótkich serii produktów, które można z łatwością dopasować do aktualnych wymagań. Maszyny sterowane numerycznie można szybko przeprogramować i w stosunkowo krótkim czasie produkować elementy o różnym kształcie i rozmiarach.
- cięcie laserem tworzyw sztucznych – jest to stosunkowo nowa metoda obróbki. Polega na pokonaniu spójności materiału przy pomocy promienia lasera. Kiedy pełna moc wiązki laserowej skupi się w jednym, określonym punkcie, wtedy promień przenika materiał i rozpoczyna się proces cięcia.
Jakie narzędzia wykorzystujemy do obróbki tworzyw sztucznych?
Popularne narzędzia wykorzystywane do obróbki tworzyw sztucznych to m.in. maszyny skrawające, prasy krawędziowe i inne narzędzia do gięcia, wycinarki/plotery laserowe, wycinarki wodne.
Każde narzędzie daje inny efekt, dlatego też dzięki zróżnicowaniu możemy szybko dobrać odpowiedni przyrząd dla oczekiwanego efektu.
Do produkcji płaskich elementów z arkuszy polimerowych sprawdzi się wycinarka laserowa, zwłaszcza sterowana numerycznie. Należy pamiętać, że wysoka precyzja pracy lasera sprawia, że umożliwia on wycinanie obiektów dwuwymiarowych o bardzo skomplikowanych kształtach.
Natomiast produkcja elementów o kształtach cylindrycznych jest według nas najlepsza na tokarkach, ze względu na zastosowanie maszyn sterowanych numerycznie pozwala przyspieszyć ten proces, jak i zmniejszyć tolerancje. Frezowanie tworzyw sztucznych – ta technologia umożliwia pracę w 2D i 3D.
Proces skrawania przy użyciu frezarek pozwala na produkcję skomplikowanych obiektów dwuwymiarowych oraz obróbkę obiektów trójwymiarowych. Istnieje również duży wybór narzędzi ręcznych oraz elektronarzędzi, które nadają się przy jednorazowym formowaniu obiektów z tworzyw sztucznych, jednak nie mają one w praktyce żadnego zastosowania przy produkcji przemysłowej.
Jakie tworzywa sztuczne wybrać do obróbki skrawaniem?
W dzisiejszych czasach rynek tworzyw sztucznych jest mocno rozbudowany. Daje to wiele możliwości produkcyjnych dla różnych gałęzi przemysłu oraz pozwala na perfekcyjnie dopasowanie wybieranego materiału pod konkretne zastosowanie naszych klientów.
Poniżej przedstawiamy listę najchętniej wybieranych polimerów:
- polioksymetylen (POM), wyróżnia się wysoką odpornością na ścieranie i dobrą odpornością termiczną (może stale pracować w temperaturze do +90 °C). Jest powszechnie używany do produkcji części dla wielu branż, od AGD do motoryzacyjnej,
- poliwęglany (PC), przeźroczysty i zbliżony do szkła akrylowego, jednak znacznie bardziej wytrzymały mechanicznie. Charakteryzuje się dobrą odpornością na ścieranie, jak również – jest droższy w produkcji od pleksiglasu,
- szkło akrylowe (PMMA, plexiglas), przezroczysty materiał o dosyć dobrych właściwościach mechanicznych i dużej przezroczystości oraz odporności na promienie UV (nie żółknie),
- polikaprolaktam (poliamid-6, PA-6), polimer o stosunkowo słabych właściwościach mechanicznych, jednak łatwy w obróbce i powszechnie stosowany do produkcji podzespołów do zastosowań elektronicznych,
- polimery wysokosprawne, takie jak polieteroimid (PEI), o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych i odporności na kwasy, ścieranie czy temperaturę, czy poliamidoimid (PAI), o wysokiej odporności na korozję zmęczeniową.
Jeżeli mają Państwa jakieś pytania lub wątpliwości – zachęcamy do kontaktu z naszymi specjalistami, którzy chętnie udzielą wszystkich odpowiedzi i pomogą w odpowiednim wyborze.
