كيف يختلف اختيار الأدوات لأنواع المواد البلاستيكية المختلفة؟
المبادئ الأساسية لاختيار الأدوات في تشغيل البلاستيك
يختلف اختيار الأدوات في تشغيل البلاستيك جذريًا عن قطع المعادن، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض التوصيل الحراري للبلاستيك، وطبيعته اللدنة اللزجة، وطابعه الكاشط في بعض الأنواع. الأهداف الرئيسية هي التحكم في توليد الحرارة، ومنع التصاق المادة (حافة التراكم)، وتحقيق عملية قطع نظيفة بالقص بدلاً من التمزق أو الذوبان. يؤدي الاختيار الخاطئ للأدوات مباشرة إلى سطح نهائي سيئ، وعدم دقة الأبعاد، والذوبان، والت delamination. في شركة Neway، تستخدم خدمة التشغيل الدقيق استراتيجيات أدوات مخصصة حسب نوع المادة لضمان أفضل النتائج عبر مجموعة واسعة من البوليمرات.
اعتبارات هندسة الأداة والطلاء حسب فئة المادة
فئة المادة | هندسة الأداة الموصى بها | مادة الأداة والطلاء | المعلمات الرئيسية والمنطق الفني |
|---|---|---|---|
• زوايا ميل إيجابية عالية (10°–20°) • حواف قطع حادة ومصقولة • مجاري تفريغ كبيرة (2–3 مجاري) • زوايا حلزونية عالية (40°–60°) | • كربيد صلب غير مطلي • كربيد مصقول • طلاء ماسي نانوي بلوري | المنطق: الزوايا العالية الحادة تقطع المادة بقص نظيف بدلاً من دفعها، مما يقلل من قوى القطع والحرارة. المجاري المصقولة والزوايا الحلزونية العالية تضمن تصريف الرقائق بكفاءة وتمنع إعادة القطع أو تراكم المادة. | |
البلاستيك الصلب والهش (مثل الأكريليك (PMMA)، البولي كربونات (PC)، البوليسترين) | • زوايا ميل صفرية أو سالبة قليلاً • تحضير حافة مصقولة (T-land صغيرة) • زوايا حلزونية قياسية (30°–45°) • مجرى مفرد أو مزدوج لأدوات O-flute | • كربيد صلب • كربيد مطلي بالماس • يمكن استخدام طلاء TiN | المنطق: الحافة القوية المصقولة تمنع التشقق المجهري عند الخروج من القطع. تساعد الهندسة على التحكم في الكسر لتحقيق قطع نظيف. أدوات O-flute ممتازة لتحقيق تشطيب بصري على الأكريليك. |
البلاستيك الكاشط والمملوء بالألياف (مثل المواد المملوءة بالسيراميك، النايلون المملوء بالألياف الزجاجية، PEEK المقوى بالكربون) | • زاوية ميل إيجابية مع حافة مقاومة للتآكل • زوايا حلزونية معتدلة • نواة قوية لصلابة الأداة | • ماسة متعددة البلورات (PCD) • كربيد مطلي بالماس • كربيد صلب (للتشغيل القصير) | المنطق: الألياف المقوية (الزجاجية أو الكربونية) كاشطة للغاية وستتسبب بتآكل سريع للأدوات العادية. يوفر طلاء الماس وPCD الصلابة اللازمة ومقاومة التآكل للحفاظ على حافة حادة وعمر طويل للأداة. |
المطاطيات الحرارية (TPE) والبولي يوريثان (PU) (مثل TPE، البولي يوريثان (PU)) | • حواف حادة للغاية تشبه السكين • زاوية ميل إيجابية عالية (>15°) • مجاري حلزونية عالية ومصقولة | • كربيد مصقول غير مطلي • فولاذ عالي السرعة (HSS) حاد لعمليات محددة | المنطق: هذه المواد مرنة وسهلة التمزق، لذلك يجب أن تكون الحافة حادة كالسيف لقصها بدقة بدلاً من شدها وتمزيقها. يمنع التلميع العالي التصاق المادة بالأداة. |
تفصيل حسب نوع المادة
• الأكريليك (PMMA) والبولي كربونات (PC): للمواد الشفافة التي تتطلب وضوحًا بصريًا، تُعد أداة O-flute (ذات المجرى الحلزوني المفرد) مثالية، حيث تنتج رقائق مستمرة وتشطيبًا مصقولًا على الحافة. تُستخدم الأدوات المطلية بالماس للإنتاج الكبير للحفاظ على حدة الحافة ومنع تعكر السطح.
• النايلون والأسيتال (POM/Delrin): هذه المواد شبه المتبلورة لزجة. يُعد استخدام أداة ذات 2 أو 3 مجاري حلزونية عالية ومصقولة أمرًا بالغ الأهمية. الحدة أساسية؛ فالأداة الباهتة قليلًا قد تسبب فورًا ذوبان المادة وخيوط القطع، وهو أمر شائع أثناء خدمة الطحن CNC.
• PEEK وPEI (Ultem): على الرغم من أنها مواد عالية الأداء، إلا أنها قد تكون لزجة في حالتها غير المملوءة. تشبه الاستراتيجية تلك المستخدمة مع النايلون، ولكن في الأنواع المقواة بالألياف الزجاجية أو الكربونية، يجب الانتقال فورًا إلى أدوات مقاومة للتآكل مثل PCD لضمان عمر اقتصادي للأداة ودقة في التشغيل متعدد المحاور.
• FR-4 وG10: هذه المواد المركبة من الإيبوكسي الزجاجي كاشطة للغاية. تُستخدم أدوات التوجيه ذات رؤوس الماس (PCD) كخيار قياسي. استخدام الكربيد سيؤدي إلى تآكل سريع وفقدان الدقة وضعف جودة الحافة بسبب خروج الألياف.
ملخص الخصائص الحرجة للأدوات
القاعدة العامة في تشغيل البلاستيك هي الحدة. بعد ذلك، يعتمد الاختيار على توازن بين: • زاوية الميل: تتحكم في طبيعة القطع بين القص والدفع. • زاوية الحلزون: تتحكم في سلاسة إخراج الرقائق. • عدد المجاري والتلميع: يحدد تصريف الرقائق ويمنع التصاق المادة. • الطلاء/مادة الأداة: يحدد عمر الأداة، خصوصًا مع المواد الكاشطة. يعتمد نجاح التشغيل، سواء في النماذج الأولية CNC أو التصنيع منخفض الحجم، على مطابقة هذه الخصائص مع سلوك البلاستيك المحدد لتقليل الحرارة والقوى وضمان جودة سطح عالية.
