كيف يمكنني تقدير معلمات تشغيل البلاستيك بسرعة؟

منهج متدرّج لتقدير سريع لمعلمات تشغيل البلاستيك

يتطلب تقدير معلمات التشغيل للبلاستيك بسرعة اتباع نهج منظم ومتدرج يوازن بين السرعة والمبادئ الهندسية الأساسية. على عكس المعادن، يتميز البلاستيك بانخفاض التوصيل الحراري وبخصائص لينة أو كاشطة أو لزجة، مما يجعل اختيار المعلمات أمرًا بالغ الأهمية لتجنّب الذوبان أو التقطيع أو التشطيب السيئ للسطح. تتضمن الطريقة المثلى البدء بحسابات أساسية، ثم تطبيق تعديلات خاصة بالمادة، وأخيرًا تحسينها بناءً على النتائج الفعلية واختيار الأداة.

المرحلة الأولى: القاعدة الأساسية بالتقدير التقريبي

للحصول على تقدير أولي سريع، استخدم قاعدة أساسية محسوبة لأداة كربيد قياسية (على سبيل المثال قطر 6 مم، ذات مجريين)، ثم قم بالتحجيم. المبدأ الأساسي هو الحفاظ على سرعة سطحية عالية (SFM) ومعدل تغذية مرتفع لكل سن (FPT) لتعزيز نقل الحرارة مع الرقائق بدلاً من انتقالها إلى الجزء نفسه.

• سرعة المغزل (RPM): ابدأ بسرعة سطحية (SFM) بين 500–1000 للبلاستيكات الصلبة مثل PC أو ABS، و200–500 للبلاستيكات اللينة مثل PEEK أو النايلون. استخدم المعادلة: RPM = (SFM × 3.82) / قطر الأداة (بالبوصة).

• معدل التغذية (IPM): ابدأ بمعدل تغذية لكل سن (FPT) من 0.001–0.004 بوصة للتشطيب، ومن 0.005–0.015 بوصة للتخشين. استخدم المعادلة: IPM = RPM × عدد المجاري × FPT.

• عمق القطع (DOC): لأداة قطرها 6 مم، يمكن أن يكون العمق المحوري الآمن للقطع من 1 إلى 2 × قطر الأداة، بينما يكون العمق الشعاعي (الخطوة الجانبية) 10–50% من قطر الأداة للتشطيب، وحتى 75% للتخشين.

المرحلة الثانية: تعديلات خاصة بالمادة

في هذه المرحلة، يتم تعديل القاعدة بناءً على سلوك المادة البلاستيكية. صنّف المادة وطبّق هذه التعديلات:

• الأنواع الصلبة أو المملوءة بالألياف (مثل PC، ABS، الأكريليك): استخدم سرعة دوران أعلى من القاعدة. قد تكون هذه المواد هشة، لذا فإن رفع معدل التغذية يساعد على كسرها بشكل نظيف. راقب حدوث تشققات عند الحواف.

• الأنواع اللينة أو اللزجة (مثل النايلون، HDPE، PP): استخدم أدوات حادة مصقولة بزوايا ميل إيجابية عالية. قلّل السرعة (RPM) لتقليل تراكم الحرارة، وزد معدل التغذية لإنشاء رقائق أكثر سمكًا تنقل الحرارة بعيدًا عن الجزء. هذه المواد عرضة للذوبان وإعادة الالتصاق بالأداة.

• الأنواع الكاشطة أو المركّبة (مثل PEEK، PI، المواد المملوءة بالألياف): استخدم أدوات مطلية بالماس أو كربيد صلب. استخدم سرعة متوسطة إلى عالية مع توقع تآكل الأداة بسرعة. تحتاج هذه المواد إلى توازن بين معدل إزالة المادة وعمر الأداة.

• البلاستيكات الهندسية/الحرارية (مثل ULTEM/PEI): غالبًا ما تتصرف كمزيج من الأنواع السابقة. ابدأ بمعلمات المواد الصلبة، لكن كن مستعدًا لتعديلها بناءً على الخصائص الحرارية والهيكلية.

المرحلة الثالثة: اعتبارات الأدوات والهندسة

اختيار الأداة المناسبة أمر غير قابل للتفاوض في التشغيل الفعّال. تقديرات المعلمات غير مجدية دون أداة مناسبة.

• نوع الأداة: استخدم دائمًا أدوات كربيد حادة غير مطلية أو مصقولة. للبلاستيك، تُستخدم أدوات ذات مجريين أو ثلاثة لتوفير مساحة كافية لتصريف الرقائق.

• الهندسة: تُعد الزاوية الحلزونية العالية (حوالي 45°) وزاوية الميل الإيجابية ضرورية لتحقيق قص فعّال وتصريف نظيف للرقائق. أدوات الـ "O-flute" (ذات المجرى الواحد) ممتازة لتوفير تشطيب سطحي فائق خاصة في الأكريليك.

• المبرد: يُفضّل استخدام الهواء المضغوط أو رذاذ التبريد. الهدف هو إزالة الرقائق وتبريد موضعي خفيف. نادرًا ما يُستخدم التبريد بالغمر لأنه قد يسبب صدمات حرارية في بعض أنواع البلاستيك ولا يمنع توليد الحرارة من القطع غير الفعّال.

المرحلة الرابعة: اختبار عملي ودليل استكشاف الأخطاء

بعد حساب المعلمات الأولية، قم بتجربة تشغيل قصيرة واستخدم هذا الدليل السريع:

• ذوبان الجزء أو خيوط البلاستيك: الأداة تقوم بالفرك لا بالقطع.

  • الحل: زد معدل التغذية (IPM) و/أو قلّل السرعة (RPM). تأكد من أن الأداة حادة.

• تشطيب سطحي سيئ (غامض أو خشن):

  • الحل: زد السرعة (RPM)، قلّل معدل التغذية، وقلّل مقدار الخطوة الجانبية. تحقق من اهتزاز الأداة.

• تشققات أو تقشير على الحواف:

  • الحل: استخدم أداة أكثر حدة، زد معدل التغذية قليلًا، وضمن التشغيل بطريقة الطحن الصاعد (Climb Milling) لأن الطحن التقليدي قد يرفع الطبقات.

متى يجب استشارة الخبراء

رغم أن تقنيات التقدير هذه مفيدة في النماذج الأولية والإعدادات الأولية، فإن الأجزاء المعقدة أو المتطلبات الدقيقة في الإنتاج تستفيد من خبرة خدمة تشغيل CNC الاحترافية. بالنسبة للمكونات الحرجة، خاصة في الصناعات المنظمة مثل الأجهزة الطبية أو الطيران والفضاء، فإن التعاون مع مُصنّع يمتلك خبرة واسعة في تشغيل البلاستيك CNC يضمن استخدام المعلمات المثلى منذ البداية لتحقيق أعلى جودة ودقة وكفاءة اقتصادية.