L'usinage en polymère CNC est un processus de fabrication de choix pour créer des pièces en plastique de haute qualité - des prototypes fonctionnels aux courses de production à grande échelle. Contrairement à l'impression 3D, qui construit la couche de pièces par couche, Usinage CNC en polymère utilise une technologie soustractive: Il sculpte des formes précises à partir de blocs de polymère solide, Fournir une résistance mécanique supérieure, tolérances étroites, et finitions de surface lisses. Ce guide décompose tout ce que vous devez savoir sur l'usinage Polymer CNC, y compris comment ça marche, meilleurs matériaux à utiliser, comment il se compare à l'impression 3D, Options de post-traitement, et des cas d'utilisation réels pour vous aider à décider si cela convient à votre projet.
Qu'est-ce que l'usinage Polymer CNC? (Comment ça marche)
L'usinage CNC en polymère est un processus soustractif contrôlé par ordinateur adapté aux matériaux plastiques. Il suit les mêmes principes de base que l'usinage CNC en métal mais avec des ajustements clés pour tenir compte des propriétés uniques des polymères (comme une rigidité plus faible et une sensibilité à la chaleur plus élevée). Voici une ventilation étape par étape de son fonctionnement:
- Préparation de conception: Commencez par un modèle CAO 3D de votre pièce. Le modèle est converti en G-Code - une langue qui indique à la machine CNC comment déplacer ses outils.
- Configuration des matériaux: Un bloc de polymère solide (Par exemple, Abs, Acétal) est sécurisé à la table de travail de la machine CNC. Contrairement au métal, Les polymères ont besoin d'un serrage doux pour éviter de se fissurer ou de se déformer.
- Sélection d'outils: Outils de coupe spécialisés (Souvent en carbure ou en acier à grande vitesse) sont choisis pour le type de polymère. Par exemple, pointu, Des outils à faible friction sont utilisés pour les plastiques mous comme le PTFE pour éviter la fusion.
- Processus d'usinage: La machine CNC utilise le code G pour guider les outils de coupe. Il élimine l'excès de matériau en polymère en passes précises - les coupes de brouillage pour façonner la pièce, puis terminer les coupes pour la précision et la douceur.
- Refroidissement & Gestion des puces: Depuis que les polymères fondent à des températures plus basses que les métaux, air comprimé (pas de liquide de liquide de liquide) est utilisé pour garder l'outil et le matériau au frais. Cela souffle également.
- Chèque de qualité: La pièce finie est supprimée, et les dimensions critiques sont mesurées (Utilisation des étriers ou d'une machine à mesurer les coordonnées) Pour s'assurer qu'il répond aux tolérances.
Avantages clés de l'usinage CNC en polymère
L'usinage CNC en polymère se détache des autres méthodes de fabrication en plastique (comme l'impression 3D ou le moulage par injection) Pour plusieurs raisons. Ces avantages le rendent idéal pour les projets qui exigent une précision, force, ou tailles de grande partie:
1. Résistance mécanique supérieure
Depuis l'usinage CNC en polymère coupe des blocs de polymère solide, il n'affaiblit pas la structure moléculaire du matériau. Contrairement aux pièces imprimées 3D (qui ont des lignes de calques faibles), Les pièces en polymère de CNC sont isotrope—Strong dans toutes les directions. Ceci est essentiel pour les pièces porteuses comme les supports ou les engrenages.
Exemple: Une entreprise de robotique avait besoin de supports de bras durables pour un robot industriel. 3D Les supports AB imprimés sont cassés après 100 cycles d'utilisation, Mais les supports ABS MACHACHING ont duré 500+ cycles - 5x plus longtemps - merci de leur structure solide.
2. Précision dimensionnelle serrée
L'usinage CNC en polymère atteint Tolérances aussi serrées que ± 0,025 mm—Far mieux que la plupart des technologies d'impression 3D. Cela le rend parfait pour les pièces qui ont besoin de s'asseoir précisément, Comme des composants de dispositifs médicaux ou des boîtiers électroniques.
Point de données: Une étude comparant les méthodes de fabrication des polymères a révélé que les pièces machées à CNC avaient 90% Moins d'erreurs dimensionnelles que les pièces imprimées FDM 3D pour des fonctionnalités complexes comme les trous et les cantilevers.
3. Grandes capacités de taille de construction
3L'impression D est limitée par la taille de la chambre de construction (max 600 mm x 900 mm x 900 MM pour FDM). En revanche, L'usinage CNC en polymère peut gérer des pièces beaucoup plus grandes - nos machines de réseau partenaire peuvent traiter les pièces jusqu'à 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 MM. Ceci change la donne pour les grandes pièces en plastique comme les enclos de machine ou les composants de meubles.
Étude de cas: Un concepteur de meubles avait besoin 10 Grande table en acrylique (1200 mm x 800 MM). 3L'impression D aurait nécessité de diviser les sommets en petits morceaux et de les coller (risquer des points faibles). L'usinage CNC en polymère a créé chaque haut en une seule pièce - rapide, fort, et sans couture.
4. Finition de surface lisse
Les pièces usinées en polymère CNC ont une rugosité de surface naturelle de 3.2 microns- Pas de lignes de calques comme des pièces imprimées en 3D. Avec une belle usinage, Cela peut être réduit à 0.4 Microns - Assez lisse pour les pièces cosmétiques comme les boîtes d'électronique grand public.
Comparaison: Les pièces imprimées FDM 3D ont généralement une rugosité de surface de 12,5–25 microns - 8x plus rugue.
Meilleurs polymères pour l'usinage CNC (Avec des cas d'utilisation)
Tous les polymères ne sont pas également adaptés à l'usinage CNC. Le meilleur choix dépend du but de votre part, environnement, et les besoins de performance. Vous trouverez ci-dessous les polymères les plus courants utilisés dans l'usinage CNC en polymère, avec leurs traits et applications clés:
| Type de polymère | Traits clés | Meilleurs cas d'utilisation | Coût par kg (USD) |
| Abs | Résistance à l'impact élevé, Facile à machine, bonne stabilité dimensionnelle | Prototypes, boîtiers électroniques, pièces intérieures automobiles | \(2- )4 |
| Acrylique (PMMA) | Transparent, résistant aux rayures, rigide | Vitrines, lentilles, signalisation | \(3- )5 |
| Acétal (Delrin / Pom) | Frottement faible, résistance à l'usure élevée, résistant aux produits chimiques | Engrenages, roulements, vannes, outils médicaux | \(5- )8 |
| Nylon (Polycaprolactame) | Fort, flexible, résistant à la chaleur (Jusqu'à 120 ° C) | Pièces mécaniques, attaches, biens de consommation | \(4- )7 |
| Jeter un coup d'œil | Résistance à la chaleur ultra-élevée (jusqu'à 250 ° C), biocompatible | Composants aérospatiaux, implants médicaux, pièces à haute température | \(80- )100 |
| Ptfe (Téflon) | Antiadhésif, résistant aux produits chimiques, frottement faible | Scellés, joints, équipement de laboratoire | \(20- )30 |
| PC (Polycarbonate) | Résistant à l'impact, transparent, fort | Lunettes de sécurité, fenêtres à l'épreuve des balles, enclos électronique | \(4- )6 |
| Uhmw ou | Résistance à une abrasion élevée, frottement faible, durable | Convoyeur, porter des bandes, parties marines | \(8- )12 |
Exemple: Un fabricant de dispositifs médicaux a choisi l'acétal pour les pinces chirurgicales car elle est résistante aux produits chimiques (résiste à la stérilisation) et à faible friction (Facile à utiliser pour les chirurgiens). Les pinces de CNC a respecté les normes de biocompatibilité strictes et ont duré 500+ cycles de stérilisation.
Machinage CNC en polymère vs. 3D Impression: Lequel choisir?
De nombreux projets peuvent utiliser l'usinage CNC en polymère ou l'impression 3D, mais le bon choix dépend de la taille de votre pièce, quantité, complexité, et le budget. Le tableau ci-dessous compare les deux processus à travers des facteurs critiques:
| Facteur | Usinage CNC en polymère | 3D Impression (FDM / SLS / MJF) |
| Taille de construction | Jusqu'à 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 MM | Max 600 mm x 900 mm x 900 MM (FDM) |
| Résistance mécanique | Haut (isotrope, structure solide) | Moyen (anisotrope, lignes) |
| Tolérance | ± 0,025 mm (serré) | ± 0,1 mm (plus attiré; MJF / SLS mieux que FDM) |
| Finition de surface | 3.2–0,4 microns (lisse) | 12.5–25 microns (FDM); 6.3–12,5 microns (MJF / SLS) |
| Quantité rentable | Mieux pour 10+ parties (Coût par partie inférieur) | Meilleur pour 1 à 10 pièces (Aucun frais de configuration) |
| Complexité | Bon pour les conceptions simples à modernes (lutte avec les réseaux) | Meilleur pour les conceptions complexes (tremblements, intérieurs creux) |
| Délai de mise en œuvre (10 parties) | 3–5 jours | 1–3 jours (FDM); 4–6 jours (MJF / SLS) |
Exemple de décision du monde réel: Une startup nécessaire 50 Frames de drones prototypes. Ils ont considéré les deux options:
- 3D Impression (FDM): \(18 par cadre, total \)900, délai de mise en œuvre 2 jours. Mais les cadres avaient des lignes de calques faibles et avaient besoin de ponçage.
- Usinage CNC en polymère: \(15 par cadre, total \)750, délai de mise en œuvre 4 jours. Les cadres étaient plus forts, plus lisse, et ne nécessite pas de post-traitement.
La startup a choisi l'usinage CNC - économe $150 et obtenir des prototypes plus durables qui ont mieux imité les pièces de production.
Post-traitement pour les pièces usinées en polymère CNC
Alors que les pièces usinées en polymère CNC ont une finition naturelle lisse, Le post-traitement peut améliorer leur apparence, fonctionnalité, ou durabilité. Vous trouverez ci-dessous les options de post-traitement les plus courantes:
1. Finition nacrée
Ce qu'il fait: Supprime les fils en plastique lâche (appelés «Burrs») Laissé après l'usinage, Création d'une surface ultra-lisse.
Mieux pour: Les pièces qui doivent être manipulées (Par exemple, poignées d'outil) ou avoir des ajustements serrés (Par exemple, engrenages).
Coût: \(2- )5 par pièce.
Exemple: Un fabricant d'outils utilise une finition nacrée sur les poignées d'outils acétales de CNC - élimination des territés qui pourraient irriter les utilisateurs.
2. Teinture
Ce qu'il fait: Modifie la couleur de la pièce à l'aide de colorants à base de solvants. La plupart des polymères (comme les abdos, Nylon) prendre bien la teinture, Mais les options varient selon le matériel.
Mieux pour: Parties cosmétiques (Par exemple, Enveloppes d'électronique grand public) ou des pièces qui ont besoin de codage couleur (Par exemple, outils médicaux).
Coût: \(3- )8 par pièce (dépend de la complexité des couleurs).
Note: Polymères transparents (comme l'acrylique) Peut être teint pour créer des pièces teintées - populaire pour les vitrines ou les objectifs.
3. Laquage
Ce qu'il fait: Applique une couche de peinture brillante ou mate qui améliore l'esthétique et ajoute une résistance à l'usure.
Mieux pour: Pièces exposées aux rayures (Par exemple, caisses téléphoniques) ou éléments extérieurs (Par exemple, pièces d'outils de jardin).
Coût: \(5- )10 par pièce.
Exemple: Une marque de consommation laquille CNC Machined PC Téléphone PC - ajoutant un revêtement résistant aux rayures qui fait durer les 2 fois plus longs.
4. Liaison (Pour les grandes pièces)
Ce qu'il fait: Rejoint plusieurs pièces polymères de CNC à l'aide d'adhésifs ou de soudage à ultrasons. Utilisé lorsqu'une pièce est trop grande pour un seul bloc de polymère.
Mieux pour: Pièces extra-larges (Par exemple, enclos de machine, meubles).
Coût: \(10- )20 par caution (dépend de la taille des pièces).
Conseil: Utiliser des adhésifs compatibles en polymère (Par exemple, cyanoacrylate pour les abdos) Pour assurer des obligations solides.
Perspective de la technologie YIGU sur l'usinage CNC en polymère
À la technologie Yigu, Nous nous spécialisons dans l'usinage CNC polymère pour des projets qui exigent la précision et la force. Nous aidons les clients à choisir le bon polymère - qu'il s'agisse de ABS pour les prototypes, Acétal pour les engrenages, ou voyez pour des pièces à haute température et optimiser les conceptions pour éviter les problèmes courants (comme des murs minces qui se déforment pendant l'usinage). Nos machines gèrent les grandes pièces jusqu'à 1625.6 mm x 812 mm x 965.2 MM, Et nous offrons post-traitement comme une finition et une teinture nacrées pour répondre aux besoins cosmétiques. Pour les clients qui choisissent entre CNC et l'impression 3D, Nous fournissons des analyses de coûts et de performances côte à côte - en permettant qu'ils obtiennent le meilleur processus pour leur budget et leurs objectifs. L'usinage en polymère CNC ne consiste pas seulement à fabriquer des pièces; il s'agit de fournir une fiable, solutions durables.
FAQ sur l'usinage CNC en polymère
1. POLON POLYMER CNC GANDE GRAND?
Oui, mais les polymères flexibles ont besoin d'une manipulation spéciale. Nous utilisons des vitesses de coupe lentes et net, Outils à basse pression pour éviter d'étirer ou de déformer le TPU. Cependant, pour des pièces très flexibles (Par exemple, amortisseurs), 3L'impression D peut être plus rentable pour les petits lots.
2. Combien coûte le coût d'usinage Polymer CNC par rapport à l'impression 3D?
Pour 1 à 10 pièces, 3L'impression D est moins chère (Par exemple, \(18 par partie abd-abs vs. \)25 pour CNC). Pour 10+ parties, CNC devient plus rentable: \(15 par pièce abdos pour 50 unités (contre. \)18 pour l'impression 3D)-économie $150 total. Les coûts de configuration pour CNC sont répartis sur plus de pièces, réduire les prix par unité.
3. Quelle est la tolérance maximale que je peux obtenir avec l'usinage Polymer CNC?
La plupart des projets utilisent une tolérance à ± 0,025 mm, qui est standard pour l'usinage CNC en polymère. Pour des pièces ultra-précises (Par exemple, implants médicaux), Nous pouvons atteindre ± 0,01 mm avec des outils spécialisés et des passes d'usinage fines. Ceci est beaucoup plus serré que la tolérance à ± 0,1 mm de l'impression 3D.