Les entreprises du monde entier utilisent l'usinage CNC pour créer des pièces de haute qualité à partir de matériaux aussi divers que la céramique, le bois et les composites. Les métaux et les plastiques sont particulièrement importants dans la production de masse, les métaux ayant un avantage en raison de leur plus grande usinabilité.

Les machinistes sont experts dans l'ajustement des vitesses, des avances et de la sélection des outils lors de l'usinage des métaux. Cependant, l'usinage des plastiques peut présenter des défis importants. Les méthodes d'usinage efficaces pour les métaux comme l'acier, le laiton, l'aluminium et le titane ne parviennent souvent pas à produire les mêmes excellents résultats avec les plastiques. Le résultat peut être une finition inadéquate et des imprécisions dimensionnelles, ce qui conduit finalement au rejet de nombreuses pièces.

Par conséquent, en usinage CNC, il est crucial de développer des stratégies d'usinage appropriées, adaptées aux caractéristiques et aux défis des différents matériaux, afin de garantir des produits finaux de haute qualité et acceptables.

Les défis de l'usinage des plastiques

• Mauvaise finition de surface

  Toute vibration de l'outil, friction ou mauvaise formation de copeaux peut provoquer des rayures et des marques sur la surface du plastique, affectant la finition de surface. Ces défauts ne sont pas seulement inesthétiques, mais peuvent également affecter la fonction et les performances de la pièce.

• Variation dimensionnelle

  Tout facteur qui fait que le plastique se comprime ou se dilate pendant l'usinage affecte la capacité du machiniste à respecter des tolérances précises lorsque la pièce reprend sa forme d'origine après l'usinage. Cette variation dimensionnelle, qui peut provenir des fluctuations de température, des vitesses d'usinage ou des propriétés inhérentes du matériau, peut entraîner le non-respect des spécifications souhaitées par une pièce.

• Mauvaise formation de copeaux

  Les plastiques plus mous ont tendance à « couler » autour de l'outil plutôt que de former des copeaux, un peu comme si vous plongiez votre doigt dans de l'argile humide. Les plastiques plus durs peuvent se casser de manière imprévisible près du bord, laissant de petits trous.

• Déflexion de serrage

  La contrainte appliquée à la pièce en plastique pendant le processus de serrage peut provoquer une déformation élastique. Lorsque la partie serrée reprend sa forme d'origine après l'usinage et le desserrage, la pièce en plastique peut être hors tolérance.

• Mauvaise évacuation des copeaux

  Si les copeaux de plastique ne sont pas rapidement retirés de la zone de coupe, ils peuvent « coller » aux rainures des perceuses et des fraiseuses. Une mauvaise évacuation des copeaux réduit l'efficacité de la coupe et provoque des frottements, ce qui augmente rapidement la température du plastique environnant.

• Température de déformation thermique

  De nombreux plastiques ont une faible température de déformation thermique, ce qui peut les amener à ramollir rapidement et à se déformer facilement, en particulier lorsqu'ils sont serrés, coupés ou simplement sous l'effet de la gravité.

• Dilatation thermique

  Les polymères subissent une dilatation thermique significativement plus importante que les métaux couramment usinés. La surchauffe peut provoquer une dilatation et une contraction ultérieure, empêchant potentiellement d'atteindre les tolérances.

• Réactivité chimique

  Différents polymères ont différentes sensibilités aux solvants, ce qui les amène à se dissoudre ou à gonfler. Les ateliers d'usinage doivent comprendre la compatibilité chimique des polymères qu'ils utilisent.

• Absorption et rétention d'humidité

  Certains plastiques absorbent des quantités importantes d'eau, ce qui les fait gonfler. L'humidité de l'air peut également faire gonfler certains plastiques au-delà de leur capacité.

• Transparence

  Les polymères transparents (tels que l'acrylique, l'ABS et le polycarbonate) peuvent apparaître troubles ou décolorés s'ils sont laissés avec une finition de surface rugueuse après l'usinage. Certains polymères sont même sensibles à la dégradation sous l'exposition aux UV.

Étant donné que différents plastiques peuvent présenter différents défis lors du traitement, il est crucial de sélectionner le bon matériau plastique pour votre application. Certains plastiques peuvent avoir des taux d'absorption d'humidité élevés, tandis que d'autres peuvent libérer des gaz toxiques en cas de surchauffe. La compréhension de ces caractéristiques peut aider à optimiser le traitement et à garantir la qualité du produit.

Conseils pour l'usinage de précision des plastiques

• Minimiser les forces de serrage

  De nombreux machinistes qui connaissent les métaux mais pas les plastiques ont souvent tendance à trop serrer les pièces pour éviter tout mouvement pendant l'usinage. Le serrage excessif peut laisser des marques sur le plastique serré ou solliciter le matériau, ce qui le fait se dilater et se déformer dans diverses directions. Lorsqu'une quantité suffisante de matériau est enlevée pendant l'usinage, la pièce peut devenir plus faible dans l'ensemble ou même se déformer en raison des contraintes de serrage. Pour minimiser les forces de serrage, il est recommandé d'utiliser la force minimale absolue requise pour fixer la pièce. De plus, envisagez de développer un dispositif qui minimise les contraintes sur la pièce en plastique, tel qu'un dispositif usiné CNC conçu spécifiquement pour l'usinage des plastiques Delin.

• Utiliser les bons outils de coupe

  Un outil émoussé, un angle de coupe incorrect ou même une conception de rainure peuvent affecter les résultats de la coupe. L'utilisation du bon outil de coupe peut avoir un impact significatif sur la vitesse et l'efficacité de la coupe, ainsi que sur une finition de surface de haute qualité qui évite les rayures et les entailles sur la surface du plastique. L'utilisation du mauvais outil peut également provoquer l'accumulation de copeaux au point de coupe, augmentant la friction et augmentant rapidement les températures autour de l'outil.

  La sélection de l'outil de coupe optimal peut nécessiter des recherches et des expérimentations pour déterminer les meilleurs résultats pour un polymère spécifique. Cet investissement améliorera l'efficacité du traitement et la qualité du produit, réduisant ainsi les travaux de finition et de retouche ultérieurs.

• Rester au frais

  L'accumulation excessive de chaleur peut causer de nombreux problèmes de qualité avec les plastiques, entraînant la mise au rebut de pièces. Par conséquent, il est crucial de garder les pièces au frais. Comme mentionné précédemment, l'utilisation du mauvais outil de coupe et le fait de permettre aux copeaux de s'accumuler au point de coupe peuvent entraîner un échauffement rapide. Avec les plastiques, il est généralement préférable de couper rapidement, puis de s'éloigner du point de coupe plutôt que de s'attarder et de permettre à la chaleur de s'accumuler.

  De manière générale, deux ou plusieurs jets de liquide de refroidissement à haute pression devraient suffire à maintenir le plastique et le moule au frais tout en éliminant rapidement les débris plastiques. Cette mesure de refroidissement réduit efficacement les températures, assure un processus d'usinage en douceur et améliore la qualité du produit final.

• Connaître votre matériau

  Malheureusement, chaque plastique se comporte très différemment. Les paramètres de coupe et les outils pour un plastique peuvent entraîner une rugosité de surface et une mauvaise cohérence dimensionnelle pour un autre. Parfois, un machiniste doit augmenter la vitesse de coupe pour contrecarrer les vibrations du moule dans le plastique, tandis que dans d'autres cas, le ralentissement peut produire de meilleurs résultats.

  Pour produire de manière constante des pièces en plastique usinées avec précision, les machinistes doivent rechercher et expérimenter avec des plastiques spécifiques pour comprendre comment ils réagissent à l'usinage. Par exemple, la chaîne YouTube CNC Machining Giants propose des conseils utiles pour l'usinage de plusieurs plastiques courants. Ces connaissances accumulées aideront à optimiser le processus d'usinage et à améliorer la qualité et la cohérence des produits.

Usinage CNC des plastiques avec Hongsinn

Les conseils présentés dans cet article ne couvrent en aucun cas toutes les connaissances nécessaires pour surmonter les défis du traitement des plastiques. Chaque polymère est très sensible à différents facteurs, nécessitant une expertise spécialisée pour produire des résultats de haute qualité. Heureusement, les machinistes et les ingénieurs de Hongsinn ont de l'expérience dans le traitement d'une large gamme de matériaux, y compris divers métaux et plastiques.

Nous fournissons des services d'usinage CNC de haute qualité pour vous aider à produire des pièces dans les délais et dans les limites du budget. Grâce à notre expertise, vous pouvez être sûr d'un processus d'usinage en douceur et d'un produit de haute qualité qui répond à vos besoins.