由于其准确性，精密度，与复杂设计的兼容性，塑料CNC加工是一种常见的快速原型生产技术。这是一个减法过程，其中计算机指示CNC工具移除工件的一部分，用于使用铣削，车削等方法创建所需的结果。
金属、聚合物和木材只是CNC机床可以加工的一些材料。最近，许多塑料制造商已经开始采用塑料的CNC加工，这需要使用各种CNC加工工艺生产塑料制品。
CNC塑料加工还有很多。因此，在本文中，我们将指导您了解有关这种惊人生产方法的所有基本信息！
与CNC塑料加工有关的还有很多。因此，在本文中，我们将指导你了解有关这种奇妙制造方法的所有基本信息！
相关：
- 模内贴标流程 – 你需要知道的一切
- 塑料母粒应用于新领域：3D打印技术
- 流延膜挤出工艺完整手册
1. 什么是CNC塑料加工？
1.1. 定义：
CNC塑料加工是一种减材制造方法，涉及将实心塑料块放在移动的切削工具上，从块中去除材料。在用塑料材料制作3D物品的过程中，使用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）。为了形成最终产品，切削刀具遵循由数字设计文件指导的预定刀具路径。
CNC加工是生产塑料部件的一种流行方式。使用这种制造技术，你可以快速生产出数千件具有极其严格公差的一致且精确的零件。
1.2. 优点：
CNC加工方法涉及使用计算机控制的工具来切割和成型塑料部件，具有以下优点：
- 速度：程序迅速有效。
- 高精度： CNC塑料加工是需要高精度规格的产品的绝佳制造选择。这样它就可以适应小公差的测量。对于将用于高精度行业的组件，这一点至关重要。塑料零件可以使用差异非常小的CNC机器生产。
- 复杂形状：此外，使用传统技术难以构建或不可能构建的复杂形状可以通过CNC加工生产。通过CNC加工，计算机指导切削工具的运动，从而能够以高精度和精密度生产零件。
- 快速原型周转：对于任何想要快速生产原型的人来说， CNC塑料原型都是理想的选择。这是因为不需要成型。因此，该过程会更快一些，原型的周期时间会更短。
- 经济过程：模具必须用于其他技术，如注塑成型，这通常需要大量的时间和资源。但是，这不是CNC塑料加工的一部分。因此，组件制造通常比其他方法便宜。
- 适用于多种类型的聚合物塑料：所有工艺都适用于各种材料。然而， CNC 塑料加工适用于更大的聚合物光谱，尤其是那些难度较小、不太复杂的聚合物。
- 耐腐蚀性和耐化学性：这将CNC机床加工的塑料部件与金属部件区分开来。塑料部件比金属部件更耐用，久了容易生锈。
- 准确性和可重复性：这种方法非常适合批量制造复杂零件，因为它可以重复并可用于创建大量相同的零件。由于上述好处，可以使用CNC机床制造各种塑料部件，这是一种多功能且高效的工具。
1.3. 应用：
使用 CNC 加工，您可以创建各种塑料制品，包括：
- 医疗设备，包括心脏植入物和牙科手术说明
- 喷杆和其他装配线项目是食品和饮料行业使用的零件示例。
- 防水密封件和绝缘体是半导体零件的例子。
- 来自汽车和航空航天工业的部件，包括泵齿轮、阀座和防火块。
2. CNC加工工艺
根据材料和最终产量，将使用不同类型的 CNC 加工工艺。以下是流行的快速原型制作服务中使用的几种塑料加工工艺中的前三种：
2.1. CNC塑料车削
定义：
CNC塑料车削是一种CNC加工工艺，其中圆形原材料被放置在主轴上，高速旋转，并使用各种工具进行操纵以添加特定性能。这些特征和形式可能包括凹槽、斜面、环、凹槽、半径和内表面（如螺纹）。原材料通常持续供应，从而实现自动化和最佳效率。CNC塑料车削有几种类型，每种都有自己的目标和结果。如，直式或圆柱形CNC车削适用于大切削，而锥形CNC车削可产生特征性的锥形形状。
CNC塑料车削工艺：
CNC车削工艺可能非常复杂。但是，我们将为你提供从设计到生产的流程的简化、分步概述。
第 1 步：将 CAD 设计文件转换为 CNC 程序。
第一阶段需要准备好将 CAD 文件转换为 CNC 车床语言。然后，生产工程师可以使用该程序来测试组件的可制造性。
第 2 步：安装CNC车床
机器设置过程是下一阶段。尽管大多数操作都是自动化的，但仍然需要操作员。由于不正确的估计会影响最终产品，因此机械师必须计算机器的适当速度和进给率。此外，在使用特定材料时计算不正确会导致工件永久损坏或表面光洁度不均匀。
第 3 步：制造 CNC 车削零件
制造产品是最后阶段。根据尼想要的结果，你可以从各种车削程序中进行选择。整个制造过程中使用的原材料将决定最终产品。塑料部件的功能和表面粗糙度将与金属部件的操作不同。
建议：
以下是使用CNC塑料车床制造塑料零件时的具体建议：
- 通过确保切削刃具有负前角，可以减少摩擦。
- 为切削刃提供大压花角
- 抛光顶面以提高表面质量并减少材料堆积
- 使用精细的 C-2 级硬质合金刀片
- 对于粗切，选择 0.015 IPR 的进给速度，选择 0.005 IPR 的进给速度，以获得更精确的最终切削。
产品组应注意， CNC 车削的间隙角、前角和侧角会因所用材料而异。
2.2. CNC塑料铣削
定义：
CNC塑料铣削是一种CNC加工工艺，它使用称为铣刀的圆柱形旋转工具从固体工件上去除材料。与CNC车削相比，CNC塑料铣削使用固定材料和旋转工具。
CNC塑料铣床分为三轴铣床和多轴铣床两种。三轴铣床更适合生成更简单的图案，因为它们沿三个线性轴移动切削刀具或工件——从左到右、来回和上下移动。多轴铣床，包括具有四个或更多轴的铣床，是生产具有复杂几何形状的塑料部件的理想选择。
CNC铣削工艺：
CNC铣削工艺中可以分为三个主要步骤：
第 1 步：准备好 2D 或 3D CAD 模型
你的程序将确定如何为 CNC 加工设置 CAD 文件。对成品进行2D或3D设计，可以使用CAD/CAM软件进行加工。
第 2 步：将你的设计转换为与 CNC 兼容的文件格式
CAD/CAM 程序需要将你的 CAD 模型导出为 CNC 友好的文件格式。将转换的文件将指示机床与操作相关的旋转和线性运动、切削顺序、刀具路径、机床和工件速度。
第 3 步：配置并运行 CNC 铣床
将工件放在工作台上后，操作员将切削工具安装到主轴上。然后，机床将被配置为启动加工程序，然后开始铣削。
建议：
对于使用 CNC 加工生产塑料部件，具体指南包括：
- 铣削用玻璃纤维或碳纤维增强的热塑性塑料时，请使用碳素工具。
- 使用夹具提高主轴转速
- 为了减少应力集中，请使用立铣刀对内角和型腔进行倒圆角。
2.3. CNC塑料钻孔
定义：
CNC塑料钻孔是一种 CNC 加工工艺，涉及使用钻头在塑料块上钻孔。主轴下降到块上，在固定块和 CNC 钻头后钻出适当尺寸的孔。你可以将 CNC 钻床与各种钻床一起使用，包括立式、台式和径向 CNC 钻床。
CNC塑料钻孔工艺：
第1步：创建 CAD 文件
使用 Autodesk Inventor 或 SolidWorks 等软件为 CNC 钻孔零部件创建 CAD 文件是钻孔过程的第一阶段。有关组件的技术细节，如公差、尺寸等，将通过 CAD 文件发送给操作员。
第 2 步：将您的设计转换为与 CNC 兼容的文件格式
CNC机床只能理解STEP和STL等格式。因此，你必须将生成的 CAD 文件转换为适当的格式。此功能已合并到某些应用程序中。对于那些不这样做的人，你可以利用互联网服务进行文件转换。该文件将调节机床的速度、刀具路径、旋转和线性运动以及其他特征。
第3步：配置CNC机床并运行
将 CNC 钻头连接到钻孔机进行设置。接下来，将工件连接到设备上。最后，开始钻孔过程，看着机器开始工作。钻孔完成后，检查零件以寻找任何缺陷或故障。
建议：
在使用 CNC 钻孔制造塑料部件时，保持 CNC 钻头锋利至关重要。钝或成型不良的钻头可能会对组件施加过大的压力，从而产生工具问题和性能不佳。对于大多数热塑性塑料，我们建议使用唇角为 90 至 118° 的钻头，唇角为 9 至 15°。使用亚克力钻孔时，建议使用 0° 前角。
CNC 钻头的顶出尤为关键，因为顶出不良会产生摩擦和热量积聚。由于 CNC 钻孔产生的热量是所有 CNC 加工操作中产生的热量最多，因此减少热量对于减少应力和损坏至关重要。为了安全拆卸 CNC 钻头且不伤害物品，请将钻孔深度限制为钻头直径的三到四倍，并在钻头几乎脱离材料时降低进给速度。
3. 如何选择合适的塑料进行CNC加工
选择制造组件的材料是零件设计的第一阶段。选择用于 CNC 加工的塑料并不止于你确定该物品必须由塑料和 CNC 加工制成。近年来，有各种各样的可加工塑料可供选择，每种塑料都具有独特的品质。一般来说，CNC 加工的塑料零件价格实惠，可以制作出良好的原型。
在本文中，我们会帮助你将用于 CNC 加工的理想塑料与你的项目要求相匹配。
3.1. ABS
概述：
ABS是一种常用用的通用塑料。它以低廉的成本提供电阻、硬度和高冲击强度。它可以很容易地涂漆、粘合或焊接在一起，使项目的完成变得更简单。根据其加工方式，ABS 可以有一点闪闪发光的外观，尽管它通常具有哑光饰面。CNC铣床用于ABS CNC加工，用于切割或雕刻物体。
特点：
当预成型原型、通用原型、抗冲击组件或廉价成本是优先事项时，ABS 是一个不错的选择。ABS会在丙酮中熔化，而对化学品或磨损的抵抗力不是很强。此外，该塑料不是特别坚固。
应用：
预注塑成型原型、电子外壳、家用电器，甚至著名的乐高积木都是 ABS 最常见的用途。
3.2. 尼龙
概述：
尼龙是一种坚固耐用的塑料，可用于多种用途。由于具有保持其形状所需的刚度和在负载情况下抵抗变形的强度，因此具有相当强的耐化学性和耐热性。
特点：
尼龙具有优异的电绝缘性、高强度和刚度，可在很宽的温度范围内保持，并具有出色的耐化学性和耐磨性。对于需要以合理的价格提供坚固、耐用部件的应用，尼龙 6/6 是一个可行的选择。
另一方面，尼龙 6/6 会吸收水分并膨胀，从而失去部分尺寸精度。由于材料的内部张力，如果在加工过程中存在很大程度的不对称材料去除，它也可能变形。
应用：
医疗小工具、电路板安装硬件、电气绝缘、车辆发动机舱和飞机的组件是尼龙最常见的用途。它被用于其中几种应用中，作为金属的具有成本效益的替代品。
3.3. 亚克力
概述：
亚克力，通常被称为Plexiglass或Luctie，具有一种化学成分，称为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）塑料。它坚固耐用，具有良好的抗冲击性和耐刮擦性，并且易于与丙烯酸水泥粘合。
特点：
它适用于任何需要光学透明度或半透明性的应用，以及更便宜、更不坚固的聚碳酸酯替代品。由于其耐刮擦性，它也非常适合环境有些粗糙的地方。另一方面，丙烯酸是一种易碎的塑料，往往会破碎或分裂，而不是像延展性物质那样延伸。应考虑亚克力部件的壁厚，因为壁较薄更脆弱。
一块经过加工的亚克力将失去透明度，并形成磨砂、透明的外观。因此，通常最好指定是否应将亚克力部分保留在库存厚度以保持透明度。如果加工表面必须是透明的，则可以使用称为抛光的额外后处理步骤。
应用：
亚克力在加工时是透明的，最常用作玻璃或光管的轻质替代品。灯管、水箱、面板、车辆照明组件和光学工程组件是一些更频繁的使用。
3.4 Delrin
概述：
Delrin是一种半结晶热塑性缩醛塑料，通常称为POM，或聚甲醛。它具有高刚性、出色的尺寸稳定性和光滑、低摩擦的表面。这种缩醛塑料有多种类别，如标准塑料、增韧塑料、低摩擦塑料、玻璃填充或增强塑料和紫外线稳定塑料。
特点：
对于此类应用或任何其他需要高刚性、严格公差或高摩擦的应用，Delrin/POM 是一种出色的塑料。由于其可靠性和使用寿命长，它已在商业行业中使用了几十年。此外，它还具有出色的抗冲击性、耐化学性、防潮性和抗疲劳性。Delrin/POM 对 CNC 加工也很简单。Delrin 因其高刚度和硬度而成为需要尺寸精度和紧密公差的 CNC 塑料加工部件的绝佳材料选择。
Delrin 光滑耐用的表面有一个缺点，那就是极难粘合。此外，该材料具有内部张力，使其在较薄或材料损失明显不对称的区域容易翘曲。此外，过热的 Delrin/POM 可能会导致有害的废气。
应用：
Delrin通常用于制造紧固件、衬套、轴承、夹具和固定装置，以及汽车、建筑和电子产品的零件。
3.5. 高密度聚乙烯(HDPE)
概述：
HDPE是高密度聚乙烯的缩写。它具有蜡质质地，并且由于其晶体结构而本质上是不透明的，但它也以染成黑色的饰面销售。
特点：
与其名称相反，HDPE 是厚度最小的塑料，还具有出色的耐化学性和电气绝缘性以及光滑的表面。它在低温下具有低摩擦系数和很强的抗冲击性。总体而言，它是 CNC 加工塑料零件的一种经济高效且可靠的选择。
HDPE的根本缺点是强度较弱，尤其是在应变和弯曲下。这使得它容易受到应力开裂的影响。
应用：
在油箱、塑料瓶和流体流动管等流体应用中，HDPE经常被使用。由于其耐化学性和滑爽性，它非常适合生产插头和密封件。它也适用于涉及重量或电气灵敏度的应用。
3.6. 聚碳酸酯（Polycarbonate）
概述：
聚碳酸酯，又名PC，是一种透明的热塑性塑料。此外，它是国际上最常进行CNC加工和回收的聚合物之一。它在自然状态下具有清晰的乳蓝色外观，但也以黑色销售。乳蓝色和黑色的色调也具有自然的光泽。
特点：
由于其出色的刚性和抗冲击性，聚碳酸酯可以承受各种温度而不会失去其功能。它在光学上也是半透明的，但如果需要不透明，它可能被涂成黑色。需要高强度或耐久性塑料的应用或需要光学透明度的应用最适合聚碳酸酯。因此，聚碳酸酯是最常用和回收的聚合物之一。由于聚碳酸酯的抗冲击性是玻璃的 250 倍，并且具有比丙烯酸更高的弹性，因此在建筑中经常使用聚碳酸酯代替玻璃。
纯聚碳酸酯容易划伤，耐磨性差。为了提高耐磨性或光学清晰度，如果需要，可以应用防刮擦涂层和蒸汽抛光作为后处理步骤。由于很难获得厚度超过两英寸的零件，因此由聚碳酸酯制成的零件的尺寸进一步受到限制。
应用：
由于其强度和透明度，聚碳酸酯被用于制造各种产品，包括光盘、防弹玻璃、安全眼镜、光导管、CD 和 DVD。