CNC obradaProizvodnja akrilaDetalji
Provodimo PMMA kroz CNC mašine već više od jedne decenije. Ono što slijedi nije pregled udžbenika-već akumulirane bilješke iz stotina serijala proizvodnje, napisane za inženjere nabavke i programere proizvoda koji trebaju razumjeti šta se zapravo dešava kada se akril susreće s karbidom.
Lijevano ili ekstrudirano? Odavde treba započeti svaki razgovor, ali to rijetko počinje.
Na papiru ova dva materijala izgledaju identično. Oba su PMMA, oba stroja na istoj opremi, oba lista sa specifikacijama navode slična mehanička svojstva. U radnji se ponašaju kao potpuno različite vrste. Lijevani akril proizvodi pahuljaste spirale strugotina koje se čisto izbacuju iz zone rezanja-slično kao kod obrade 6061 aluminija. Ekstrudirani materijal vam daje žilave gumene trake koje se omotavaju oko drške alata i spajaju natrag na radni predmet. Unutrašnje naprezanje koje je zaključano u ekstrudiranoj ploči tokom proizvodnje također stvara probleme nizvodno: pukotine koje se pojavljuju sedmicama nakon montaže, posebno oko spojeva vezanih za rastvarače{7}}.
Naša standardna preporuka za displej i optičke komponente je liveni materijal, uprkos 20-30% premium cijene. Obrazloženje je jednostavna matematika-brža vremena ciklusa, manje odbijanja, bez povratnog poziva za pucanje pod stresom. Za -prilagođene aplikacije gdje nije potrebna savršena jasnoća, ekstrudirani može raditi. Ali pristup mašinskoj obradi se potpuno menja: brzina vretena pada ispod 4.000 obrtaja u minuti, brzina pomaka se povećava kako bi se strugotina istisnula pre nego što se istopi, a žarenje posle mašinske obrade postaje obavezno, a ne opciono.
Brza identifikacija kada nedostaju certifikati materijala: test sagorevanja. Lijevani akril pucketa i dimi bez kapanja. Ekstrudirano se tiho topi i formira kapljice. Grubo, ali radi.
Upravljanje temperaturom
Temperatura staklastog prelaza PMMA je oko 105-116 stepeni u zavisnosti od formulacije. Taj broj je manje važan nego što mislite. Praktični prag za mašinsku obradu je mnogo niži-oko 70 stepeni - i njegovo prelaženje menja sve o tome kako materijal reaguje na rezanje.
Istraživanje objavljeno uPolimeri(pmc.ncbi.nlm.nih.gov) pratio formiranje strugotine u odnosu na temperaturu zone rezanja. Ispod 70 stepeni, PMMA se lomi čisto u krtom modu. Iznad tog praga, materijal ulazi u viskoelastično stanje-onomekšava, razmazuje se i deformiše umjesto da se smiče. Formiraju se neravnine. Kvalitet površine se pogoršava. Čipovi se ponovo spajaju na dio.
|
Machining Goal |
Brzina vretena |
Feed Rate |
Dubina rezanja |
|---|---|---|---|
|
Minimalna hrapavost |
8,000-12,000 RPM |
0,1-0,15 mm/zub |
0,5 mm |
|
Maksimalno uklanjanje |
15,000-18,000 RPM |
0,15-0,2 mm/zub |
1,0 mm |
|
Balanced |
10,000-15,000 RPM |
0,12-0,18 mm/zub |
0,8 mm |
Česta greška je smanjenje brzine umaka radi poboljšanja završne obrade. Kod većine materijala sporije uvlačenje znači bolji kvalitet površine. Akril invertuje ovu logiku. Sporo uvlačenje znači da alat ostaje u rezu, trenje raste, materijal omekšava, alat trlja umjesto rezova. Dijelovi su mutni. Naši operateri uče rano: kada ste u nedoumici, gurnite uvlačenje nagore, a ne nadole.
Hlađenje je komprimovani vazduh, a ne tečnost. Neka rashladna sredstva{1}}rastvorljiva u vodi izazivaju pucanje pod naponom u PMMA ako ostane talog. Toplotni udar od hladnog fluida koji udara topli akril stvara unutrašnji stres. Vazduh se sporije hladi, ali eliminiše oba rizika.
Napomene o alatima
Jedno-o-o{1}} geometrijske glodalice. Ovo je standard za mašinsku obradu akrila i postoji već godinama. Geometrija-jedna rezna ivica, masivni žlijeb za strugotine, visoka pozitivna grabulja (10-15 stepeni), veliki razmak - održava oštricu oštrice i pomiče strugotine.
Evo nečeg kontraintuitivnog što smo u početku odbacili kada smo to čuli od strojara na forumima Practical Machinist (practicalmachinist.com): pohabani brzorezni čelik- ponekad proizvodi bolju završnu obradu površine od oštrog karbida. Objašnjenje je, očigledno, da tupa ivica radije glanca nego seče. Uradili smo testove. Rezultati su bili mješoviti, ali na završnim prolazima za ne-optičke površine, ima nešto na tome.
Premaz više boli nego što pomaže na akrilu. TiN, TiAlN, bez obzira na-premaz dodaje mikrone ivici, efikasno otupljuje alat. Za tvrde materijale kod kojih je važna otpornost na habanje, premazi imaju smisla. Za meku plastiku, goli karbid ili HSS sa uglačanim rubom nadmašuju opcije s premazom.
Dolje urezana spirala za vakuumske stolove i trake za učvršćenje-spriječava podizanje. Upcut spirala za mehaničko stezanje-bolju evakuaciju strugotine. Izbor alata prati radni držanje, a ne materijal.
Opcije završne obrade
Sama obrada neće proizvesti optičku jasnoću. Čak i optimizirani parametri ostavljaju vidljive tragove alata u rasponu Ra 1,6-3,2 μm. Dolazak do transparentnosti poput stakla zahtijeva sekundarne operacije.
Mehaničko poliranje je kontrolirana opcija. Standardna progresija granulacije: 320, 600, 1000, 2000, zatim točak za poliranje sa smjesom. Radno-intenzivan. Dosljedno. Bezbedan za delove koji se ponavljaju čišćenje.
Plamensko poliranje je brže i daje izuzetnu jasnoću ivica-ali. "Ali" je bitno. Proces dovodi do površinskog stresa koji se može manifestirati kao ludilo nekoliko sedmica ili mjeseci kasnije, posebno ako dio dođe u kontakt sa sredstvima za čišćenje na bazi alkohola. Imali smo seriju polica za izlaganje na kojima su se pojavile pukotine osam sedmica nakon isporuke. Osnovni uzrok je u plamenu{6}}poliranim ivicama u kombinaciji sa rastvorom za čišćenje etanolom koji je koristio krajnji klijent. Taj nas je projekat naučio da budemo eksplicitni u vezi sa preporukama za naknadnu{8} obradu u dokumentaciji.
Poliranje parom dihlorometanom (DCM) dobro se nosi sa složenim geometrijama. Vrijeme ekspozicije oko 3 sekunde, odgovarajuća ventilacija je obavezna. Rezultat je 93%+ propustljivost svjetlosti-uporediva sa poliranim livenim limom. Proces je dovoljno kontroliran da ga možemo specificirati za proizvodne serije, a ne samo za prototipove.
Tolerantna stvarnost
| Klasa | Vrijednost | Aplikacija |
|---|---|---|
| Standard | ±0,10 mm | Opće komponente |
| U redu | ±0,05 mm | Parne površine |
| Preciznost | ±0,02 mm | Optička tijela |
Ovi brojevi predstavljaju ono što se može postići, a ne ono što je automatski. Ograničavajući faktori su termička stabilnost i pričvršćivanje.
Koeficijent termičke ekspanzije PMMA znači da dio obrađen na 28 stepeni drugačije mjeri na 20 stepeni. Za precizan rad, materijal postavljamo u radnju preko noći prije finalnog rezanja, a zatim provjeravamo dimenzije nakon što dio postigne termičku ravnotežu. Debljina stijenke također utiče na praktične tolerancije-ispod 0,8 mm, tanki profili se savijaju pod silama rezanja i smanjuje se konzistentnost dimenzija.
Vazduhoplovstvo pokazuje šta je moguće sa akrilnom mašinskom obradom na kraju preciznosti. DATRON je dokumentovao projekat za Aero-Tec (datron.com) mašinsku obradu vojnog -livenog akrila za instrumentaciju u kokpitu-noćni{5}}-kompatibilni rasvjetni paneli koji zahtijevaju i čvrste tolerancije i optičku jasnoću. Alat od jednog{8}}kristalnog dijamanta, klima{9}}kontrolisano okruženje obrade, prošireni protokoli poliranja. Taj nivo sposobnosti postoji. Većina displej i komercijalnih aplikacija to ne zahtijeva, ali razumijevanje gornje granice pomaže uokvirivati realna očekivanja za bilo koji projekt.
Načini kvara koje vrijedi znati
Ivice ivice obično signaliziraju dosadne alate ili pogrešnu geometriju. Jedno-kabid sa velikim nagibnim uglovima rešava većinu slučajeva.
Topljenje ili gumiranje znači da je dovod presporo, brzina prevelika ili oboje. Povećajte feed prije smanjenja broja okretaja-protuintuitivno, ali ispravno.
Ludost nakon-montaže je povezana sa stresom-. Bilo od parametara obrade, plamenskog poliranja, ili oboje-oslobođeno kada rastvarači dođu u kontakt sa napregnutom površinom tokom lijepljenja. Prevencija je žarenje na 80 stepeni prije bilo kakvog vezivanja rastvaračem, s vremenom zagrijavanja skaliranim prema debljini materijala (otprilike 1 sat po mm) i brzinom hlađenja koja se održava ispod 50 stepeni F na sat.
Bilješke o proizvodnji iz našeg pogona
Ovdje opisani parametri i metode odražavaju standardnu praksu u proizvodnom pogonu Ouke Displaya. Za akrilne komponente u maloprodajnim displejima, izložbenim uređajima i komercijalnim aplikacijama, možemo citirati na osnovu crteža sa tipičnim obrtom u rasponu od 2-3 sedmice za proizvodne količine.
O odabiru materijala i zahtjevima za završnu obradu vrijedi razgovarati rano. Plamen{1}}uglačane ivice lijepo fotografišu, ali možda neće preživjeti godine maloprodajnog rukovanja. Mehaničko poliranje košta više radnog vremena, ali daje trajnije rezultate. Ovi kompromisi utiču i na vremenski okvir i na budžet-bolje ih je riješiti tokom citiranja nego tokom inspekcije kvaliteta.
Inženjerski pregled dostupan za projekte u kojima tolerancije, optički zahtjevi ili metode montaže trebaju tehnički unos prije početka proizvodnje.
Ouke Display upravlja pogonom za proizvodnju akrila s punim-uslugom u Shenzhenu sa-kućnom CNC obradom, poliranjem i montažom. ISO-certificirano upravljanje kvalitetom, kapacitet za prototip kroz obim proizvodnje.
