Полное руководство по обработке акрила на станках с ЧПУ

Акрил, также известный как PMMA или плексиглас, — важный пластичный полимерный материал. Он обладает высокой светопропускающей способностью и жёсткостью, что делает его идеальной альтернативой стеклу.

С всё более широким применением акриловых материалов в различных отраслях спрос на детали из акрила также растёт день ото дня. Акрил можно обрабатывать множеством способов, наиболее распространённый из которых — обработка акрила на станках с ЧПУ, поскольку она позволяет получать детали с высокоточной геометрией и размерами.

В этой статье мы подробно рассмотрим обработку акрила на станках с ЧПУ, чтобы вы получили более полное представление об обработке акрила, включая способы его обработки, его свойства, преимущества и области применения.

Что такое акрил?

Акрил, также известный как полиметилметакрилат (PMMA), — это прозрачный термопласт, который часто используется как лёгкая и ударопрочная альтернатива стеклу. Он обладает превосходной оптической прозрачностью и универсальностью, включая химическую стойкость, атмосферостойкость, хорошую твёрдость, высокую адгезию при печати, привлекательный внешний вид и возможность вторичной переработки.

В условиях непрерывного развития машиностроительной отрасли акриловые листы благодаря высокой твёрдости, хорошему блеску и экологичности, а прозрачные акриловые листы — благодаря своим превосходным характеристикам находят всё более широкое применение в обработке, что повышает текстуру и эстетику изделий; прецизионные детали из акрила также имеют более широкий спектр рыночного применения, включая аэрокосмическую, автомобильную, медицинскую, электронную, фармацевтическую, нефтехимическую и другие отрасли.

После этого введения вам наверняка захочется узнать больше об обработке акрила. Ниже давайте рассмотрим, какими свойствами обладает акрил.

Краткая история акрила

Акрил был открыт в 1872 году, и его история насчитывает более ста лет. В 1927 году был изготовлен первый в мире цельный лист акрила, вскоре после чего началось постепенное масштабное производство акрила. Сначала акрил применялся главным образом в авиации, а к концу прошлого века, с дальнейшим развитием науки, техники и производственных процессов, акрил постепенно стали применять в автомобилестроении, освещении, бытовой электронике и других областях.

Свойства акрила

У акрила много свойств; ниже мы расскажем в основном о 8 из них:

Оптическая прозрачность: Высокое светопропускание: светопропускание чистого прозрачного акрилового листа превышает 90% и обычно составляет 92%. Для сравнения, при толщине 6 мм светопропускание обычного стекла обычно составляет 82–83%, а светопропускание сверхпрозрачного стекла толщиной 6 мм — 90–92%.

Лёгкость: Плотность акрила составляет всего от 1,17 до 1,20 г/см³, это лёгкий материал — примерно вдвое легче обычного стекла и на 43% легче алюминия.

Прочность и долговечность:Акрил обладает высокой ударопрочностью — в шестнадцать раз выше, чем у обычного стекла, — и минимальным риском разрушения.

Атмосферо- и УФ-стойкость: Он демонстрирует превосходную стойкость к ультрафиолетовым лучам и перепадам температуры, не желтеет, не становится хрупким и не изнашивается, что обеспечивает длительный срок службы.

Химическая стойкость: Акрил хорошо противостоит воздействию большинства кислот, щелочей и других химических веществ.

Простота обработки: Акрил легко формуется и без труда обрабатывается в различные формы путём резки, гравировки и термического гиба, при этом риск растрескивания при изготовлении минимален.

Низкое влагопоглощение: Акриловые листы обладают низким влагопоглощением, устойчивы к влаге и плесени и подходят для влажных условий.

Экологичность: Акрил на 100% подлежит вторичной переработке, он прочен и долговечен. Отходы акрила можно перерабатывать, удаляя примеси и возвращая их в сырьё для производства новых акриловых листов.

Виды акрила

Прозрачный акрил: Самый распространённый тип акрила, доступный в широком диапазоне толщин. Прозрачный акрил по внешнему виду напоминает стекло и даже превосходит обычное стекло по светопропусканию. Он поддаётся различным видам вторичной обработки, что делает его наиболее широко применяемым типом.

Цветной прозрачный акрил: Также известен как цветной лист; по сравнению с прозрачным акрилом он обеспечивает более мягкое светопропускание и предлагает богатый выбор цветов, что делает его идеальным для декоративных целей. Он делится на две категории: прозрачный цветной и полупрозрачный цветной.

Перламутровый акрил: Этот тип получают путём добавления перламутрового или флуоресцентного порошка в обычный акрил. Он отличается яркими цветами и высокой глянцевостью поверхности и часто используется для создания уникальных форм и упаковки пищевых продуктов.

Тиснёный акрил: Выпускается четырёх типов: прозрачный, полупрозрачный, цветной и неокрашенный. Он позволяет получить такую же фактуру, как у тиснёного стекла. Часто используется для декора, дверей и окон и может создавать эффект светопропускания без прозрачности.

Как выполняется обработка акрила на станках с ЧПУ?

Существует множество различных процессов обработки акрила, включая 3D-печать, литьё под давлением, термоформование и склеивание.

Один из основных принципов обработки акрила — как можно быстрее отводить тепло вместе со стружкой. Акрил имеет низкую температуру плавления — 320 °F, поэтому высокая температура влияет на его обрабатываемость и качество поверхности. Для снижения эффекта трения материал обрабатывают с более высокой подачей.

Ниже приведён обзор наиболее распространённых методов обработки акрила на станках с ЧПУ:

Фрезерование акрила с ЧПУ

Фрезерование с ЧПУ — самый популярный метод обработки акрила, при котором вращающийся инструмент снимает материал с неподвижного акрилового листа или заготовки, что позволяет изготавливать детали с высокой точностью и сложной геометрией.

Фрезерование акрила с ЧПУ имеет различные рабочие функции, такие как глубокое резание, неглубокое резание и периферийное фрезерование.

Токарная обработка акрила с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ — это процесс, при котором однолезвийный закреплённый режущий инструмент снимает лишний материал с вращающейся акриловой заготовки. Часто применяются обработка торцов, нарезание резьбы, прорезание пазов и растачивание, а получаемые детали, как правило, имеют цилиндрическую форму.

Гравировка акрила на станках с ЧПУ

Гравировка акрила на станках с ЧПУ — это эффективный и высокоточный процесс. С его помощью на акриловых заготовках можно получать разнообразные формы и узоры, включая нанесение дизайнерского текста, символов или меток, придающих деталям эстетические или функциональные свойства.

Сверление акрила на станках с ЧПУ

Сверление акрила на станках с ЧПУ — это метод обработки, при котором система с компьютерным управлением точно сверлит отверстия в акриловых листах. Будь то простое сквозное отверстие или сложное наклонное отверстие, можно получить чистые отверстия без заусенцев и без повреждений.

Резка акрила на станках с ЧПУ

Резка на станках с ЧПУ — это точный и эффективный метод раскроя акриловых листов на нужные размеры и формы. Он отличается высокой скоростью резки, повышая производительность, что делает его пригодным для массового производства. Каждый рез сохраняет стабильную точность и качество.

Преимущества обработки акрила на станках с ЧПУ

Простота обработки

Акрил — это термопластичный материал, который при нагревании становится легко формуемым, что позволяет легко обрабатывать его в различные формы и размеры. Благодаря высокой однородности и отсутствию частиц в материале PMMA обработка на станках с ЧПУ позволяет достигать сверхвысокой точности и тонкой детализации без лёгкого растрескивания.

Точность и аккуратность

Обработка акрила на станках с ЧПУ обеспечивает более высокую точность, позволяя изготавливать высокоточные акриловые компоненты с жёсткими допусками ±0.01 mm, что облегчает обработку сложных деталей и сокращает производственный цикл.

Стабильное качество

При обработке акрила на станках с ЧПУ используется компьютерное управление, что сводит к минимуму человеческие ошибки и обеспечивает стабильно высокое качество продукции, экономя время и силы.

Универсальность методов

Обработка на станках с ЧПУ позволяет применять различные методы, включая фрезерование, точение, резку, гравировку, сверление и т. д., отвечая разнообразным требованиям проектов и позволяя изготавливать акриловые изделия различных форм и узоров.

Финишная обработка поверхности акрила после обработки на станках с ЧПУ

Ниже приведены некоторые распространённые виды финишной обработки поверхности акрила:

Полирование:Использование наждачной бумаги различной зернистости для полировки поверхности акрила, удаления следов механической обработки для повышения гладкости поверхности и светопропускания.

Дробеструйная обработка: Использование сжатого воздуха для распыления мелкого песка или абразивов на поверхность акрила, придающее ей матовый вид для улучшения износостойкости и стойкости к царапинам.

Шелкография: Нанесение шелкографии на поверхность акрила для печати различных узоров, текста, логотипов и т.д., что улучшает декоративные эффекты и узнаваемость продукта.

УФ-покрытие:Нанесение УФ-отверждаемой краски на поверхность акриловых деталей для повышения их глянца, твердости и атмосферостойкости.

Трудности, с которыми вы можете столкнуться при обработке акрила

Вот некоторые трудности, с которыми вы можете столкнуться при обработке акрила.

Мутный внешний вид: Перед использованием СОЖ или любого растворителя для очистки убедитесь, что они не вступят в реакцию с акриловым материалом. Некоторые растворители или масляные СОЖ могут вступить в реакцию с деталью или сделать её мутной.

Стружкообразование: Непрерывная работа приводит к образованию сливной стружки. Это серьёзная проблема безопасности как для оператора, так и для оборудования. Постарайтесь сделать всё возможное, чтобы избежать образования такой стружки.

Перегрев: При обработке акриловых деталей необходимо строго соблюдать температурные требования. Резка на высокой скорости с низкой подачей приводит к выделению тепла, что ведёт к плавлению заготовки. Чтобы избежать перегрева, старайтесь обрабатывать на низкой скорости с более высокой подачей.

Плохое качество поверхности: Вы можете столкнуться с проблемой плохого качества поверхности. Чтобы избежать этого, старайтесь использовать острозаточенный режущий инструмент с СОЖ. Это снижает трение и обеспечивает отличное качество поверхности.

Налипание стружки: Некоторые стружки налипают на станок или в зоне обработки. Это приводит к повышению температуры в рабочей зоне. Чтобы избежать налипания стружки, используйте полированные режущие инструменты на низкой скорости с более высокой подачей.

Неисправность станка: Необходимо проводить профилактическое обслуживание станков с ЧПУ для обработки акрила, чтобы избежать неполадок или неисправностей. Обработка в неблагоприятных условиях окружающей среды и эксплуатации также может привести к неисправности станка.

4 совета по получению качественных акриловых деталей на станках с ЧПУ

Выбор и проверка материала: Обязательно используйте высококачественные акриловые материалы высокой чистоты, чтобы избежать плавления или растрескивания из-за проблем с материалом при обработке. Проверьте материал на наличие царапин, примесей или пузырей, которые могут повлиять на внешний вид и прочность конечного изделия.

Выбор правильного сверла: Твёрдый сплав — эффективный материал для сверления отверстий в акриловых материалах, при этом чаще используются концевые фрезы с O-образными канавками. Перед обработкой убедитесь, что сверло острое, иначе это может вызвать растрескивание под напряжением.

Настройка правильных параметров: В соответствии с требованиями проекта выберите подходящий тип и толщину акрилового материала, а затем установите правильную подачу и глубину для обеспечения точности обработки и качества поверхности детали.

Проверка числа оборотов в минуту (RPM): Подача и число оборотов дополняют друг друга. Установка высокой подачи помогает быстрее резать материал, при этом число оборотов должно оставаться относительно постоянным, чтобы предотвратить плавление материала.

Применение акриловых деталей, обработанных на станках с ЧПУ

Быстрое прототипирование:Благодаря своей доступности и экологичности акриловый материал также широко используется для разработки прототипов. Различные производственные отрасли используют акрил для быстрое прототипирование методом субтрактивной обработки.

Альтернатива стеклу: Благодаря превосходной прозрачности и ударопрочности акрил является идеальной заменой стекла в различных отраслях, таких как оптика, автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность.

Медицина: Акрил нетоксичен, легко очищается и обладает хорошей биосовместимостью, что делает его идеальным для медицинских применений и оптимальным выбором для лабораторного оборудования, хирургических инструментов и медицинских корпусов.

Оптика и освещение: Прозрачный акрил имеет светопропускание до 92%, лёгкий и обладает высокой ударопрочностью, что делает его идеальным материалом для оптических устройств и электронного освещения, включая линзы, призмы, рассеиватели и светодиодные светильники.

Автомобилестроение: В автомобильной отрасли ударопрочность и прозрачность акрила высоко ценятся, и он является предпочтительным материалом для автомобильных фар, а также внутренней и внешней отделки.

Потребительские товары: Он широко используется в различных потребительских товарах, таких как электроника, мебель, музыкальные инструменты и т. д. Компакт-диски и DVD также изготавливаются из акрилового материала.

Почему для резки акрила используют обработку на станках с ЧПУ?

Поскольку станки с ЧПУ управляются компьютером, они существенно сводят к минимуму человеческие ошибки во время работы. Обработка акрила на станках с ЧПУ позволяет достичь высокой точности и прецизионности деталей, обеспечивая безупречную резку и обработку материала и сокращая отходы материала.

Обработка акрила на станках с ЧПУ позволяет изготавливать детали со сложными геометрическими формами, обеспечивая размерные допуски и точность, тем самым повышая эффективность производства.

Заключение

Акрил — отличная альтернатива стеклу, и с помощью процессов обработки на станках с ЧПУ вы можете получить индивидуальные детали в соответствии с вашими требованиями. Благодаря этому подробному введению вы получили глубокое понимание всех аспектов обработки акрила на станках с ЧПУ. Пришло время начать ваш индивидуальный проект PMMA.

DEK — мировой производитель обработки на станках с ЧПУ, работающий в различных отраслях. У нас есть целый ряд передовых станков с ЧПУ и опытные инженеры, которые полностью удовлетворят ваши требования к проектированию. Производство деталей, соответствующих вашим ожиданиям, — наш постоянный стимул. Для строгих требований вашего проекта и необходимого профессионального технического руководства свяжитесь с нами чтобы получить ответы, которые вы ищете.

Часто задаваемые вопросы

Какие виды акрила подходят для обработки на станках с ЧПУ?

Разные виды акрила обладают разными свойствами, и выбор правильного типа акрила и соответствующего метода обработки важен для получения прецизионных деталей. Вот несколько акриловых материалов: литой акрил, экструзионный акрил, непрерывно литой акрил, модифицированный акрил, акриловые композиты и ламинаты, матовый и текстурированный акрил.

Как избежать плавления акрила при обработке на станках с ЧПУ?

Используйте подходящий инструмент и настройки: Убедитесь, что инструменты острые, чтобы снизить тепловыделение и трение.

Контролируйте скорость обработки: Акрил — хрупкий материал, поэтому при его обработке важно выполнять лёгкую обработку и поддерживать низкую подачу, чтобы уменьшить накопление тепла и улучшить качество поверхности.

Используйте систему охлаждения: Обработка может выделять много тепла, что вызывает напряжения. Используйте охлаждающую жидкость для смазки, удаления стружки и поддержания холодной обработки без напряжений.

Используйте попутное фрезерование: Это означает, что инструмент вращается в том же направлении, что и подача. Это обеспечивает более чистый рез, повышает эффективность резания и качество поверхности. По сравнению с традиционными методами отвод стружки лучше, а вероятность плавления снижается.

Сколько стоит акрил?

На цену акрила влияет множество факторов, включая тип и толщину акрила, бренд, объём закупки, рыночную конъюнктуру и т. д. Учитывая его долговечность и возможность вторичной переработки, этот материал считается высокоэкономичным. Если вы хотите узнать текущую цену акрила, свяжитесь с нами сегодня!

При обработке акрила следует использовать фрезер или лазерную резку?

Фрезеры — лучший выбор для задач, требующих быстрой резки и гибких кривых. Однако если требуется высокая точность и гладкие поверхности, рекомендуется лазерная резка. Фрезеры могут вырезать различные формы, включая кривые и окружности, тогда как лазерная резка ограничена при резке сложных форм. По сравнению с лазерной резкой фрезеры дешевле и лучше подходят для мелкосерийного производства.