Kunststoff-CNC-Bearbeitung: Funktionsweise, Vorteile und Arten

CNC-Kunststoffbearbeitung
CNC-Kunststoffbearbeitung
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=gUKX39m3Ns8

Kunststoff ist in der heutigen Fertigungsindustrie zweifelsohne unverzichtbar. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die CNC-Kunststoffbearbeitung eines der am häufigsten eingesetzten Verfahren im Fertigungssektor ist. Und obwohl für die Bearbeitung von Kunststoffen eine Vielzahl von Methoden eingesetzt werden kann, wird die CNC-Bearbeitung häufig als die beste Option angesehen, um präzise Ergebnisse zu erzielen.

Wenn Sie neu in der CNC-Kunststoffbearbeitung sind oder einfach nur eine Auffrischung suchen, ist diese Kurzanleitung genau das Richtige für Sie. Wir behandeln die Grundlagen der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen, einschließlich der verschiedenen Arten von Kunststoffen, die bearbeitet werden können, die Vorteile der CNC-Bearbeitung gegenüber anderen Methoden und sogar der CNC-Bearbeitungsdienst.

Was ist Kunststoff-CNC-Bearbeitung?

Bei der CNC-Kunststoffbearbeitung wird mit computergesteuerten Werkzeugen ein Teil des Materials eines Kunststoffblocks in einem subtraktiven Bearbeitungsprozess abgetragen. Dies steht im Gegensatz zu additive Fertigung Methoden wie der 3D-Druck, bei dem ein Produkt von Grund auf neu erstellt wird.

Die CNC-Bearbeitung von Kunststoff ermöglicht die Herstellung von Teilen mit engen Toleranzen und glatten Oberflächen. Sie können damit auch kleine und große Kunststoffteile herstellen, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind. Einige der Standardprodukte, die mit CNC-bearbeitetem Kunststoff hergestellt werden, sind:

  • Elektronische Komponenten wie Leiterplatten und Gehäuse
  •  Medizinische Geräte wie Implantate und Prothesen
  •  Kunststoffzahnräder und andere Komponenten für Maschinen
  •  Autoteile und vieles mehr!

Kunststoff für die CNC-Bearbeitung

Nicht jeder Kunststoff kann eine Maschine sein. Einige, wie Harzzu weich sind, während andere der Hitze nicht standhalten können. Der Kunststoff für die CNC-Bearbeitung muss mehreren Faktoren standhalten, darunter:

  • Die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs
  •  Die durch den Schneidprozess erzeugte Temperatur
  •  Der Typ des verwendeten Schneidgeräts

Daher sind einige Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung besser geeignet als andere. Nachfolgend sind einige der gängigen Arten von Kunststoffen, die mit CNC-Maschinen bearbeitet werden können, sowie ihre Eigenschaften aufgeführt:

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS): Mit einem ausgewogenen Verhältnis von Festigkeit und leichter Bearbeitbarkeit ist ABS einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe in der CNC-Bearbeitung. ABS ist außerdem hitzebeständig. Die CNC-Bearbeitung von ABS ist ein kosteneffizientes Verfahren, das Sie für eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich Prototypen, einsetzen können.

Polycarbonat (PC): PC ist ein starker und haltbarer Kunststoff, der häufig zur Herstellung von elektronischen Bauteilen und Linsen verwendet wird. Er ist außerdem hitze- und chemikalienbeständig, was ihn zu einem idealen Kunststoff für verschiedene industrielle Anwendungen macht.

Nylon (PA): Nylon ist durch die Kombination von Festigkeit und Hitzebeständigkeit ein guter Kunststoff für die CNC-Bearbeitung. Es ist außerdem kostengünstig und kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, einschließlich Prototypen und Produktionsserien.

Acryl (PMMA): Dieses CNC-Kunststoffmaterial ist ein klarer Kunststoff, der häufig für die Herstellung von Schildern, Displays und anderen Produkten verwendet wird, bei denen Transparenz erforderlich ist. Es ist auch stark und leicht zu bearbeiten, unter andere Eigenschaften.

Hochdichtes Polyethylen (HDPE): HDPE ist ein starker und haltbarer Kunststoff, der häufig zur Herstellung von Rohren und anderen Produkten verwendet wird, die hohen Temperaturen und Drücken standhalten müssen. Er ist außerdem chemikalienbeständig und lässt sich leicht bearbeiten.

Einrichten für die Kunststoffbearbeitung
Einrichten für die Kunststoffbearbeitung
Ressource: https://www.ctemag.com

Verfahren zur Kunststoffbearbeitung

Der erste Schritt im Prozess der CNC-Kunststoffbearbeitung ist die Erstellung eines CAD-Modells des gewünschten Teils. Anhand dieses Modells werden die Werkzeugwege erstellt, die die Schneidwerkzeuge während des Bearbeitungsprozesses führen.

Nachdem die Werkzeugwege erstellt wurden, werden sie in eine CNC-Maschine geladen. Die Maschine verwendet dann diese Anweisungen, um die Schneidewerkzeuge beim Abtragen von Material aus dem Kunststoffblock zu führen.

Die Menge an Material, die bei jedem Durchgang abgetragen wird, kann gesteuert werden, was bedeutet, dass sehr präzise Toleranzen erreicht werden können.

Nach Abschluss des Bearbeitungsprozesses ist das fertige Teil einsatzbereit. Die fertigen Teile können dann so verwendet werden, wie sie sind, oder weiteren Veredelungsprozessen unterzogen werden, wie z. B. Lackieren, Beschichten oder Eloxieren.

Vorteile der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen

Die CNC-Bearbeitung von Kunststoffteilen hat viele Vorteile, unter anderem:

  • Leichte Bearbeitbarkeit: Kunststoffe sind recht einfach zu bearbeiten und erfordern keine Spezialwerkzeuge wie manche Metalle.
  • Verfügbarkeit von Material: Sie können Kunststoff in fast jeder Farbe, Härte oder Größe erhalten, die Sie benötigen.
  • Geringe Kosten: Die CNC-Kunststoffbearbeitung ist im Allgemeinen eine sehr kostengünstige Methode zur Herstellung von Teilen.
  • Schnelle Produktion: CNC-Maschinen können Kunststoffteile sehr schnell herstellen, da das Material leicht zu bearbeiten ist.
  • Chemische Beständigkeit: Kunststoffe sind im Allgemeinen chemikalienbeständig und daher für bestimmte Umgebungen ideal geeignet.
  • Geringes Gewicht: Kunststoffteile sind in der Regel leichter als Metallteile, was für Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt, von Vorteil ist.

Es gibt auch einige Nachteile bei der Verwendung der CNC-Kunststoffbearbeitung zur Herstellung von Bauteilen oder Produkten:

  • Begrenzte Materialauswahl: Nicht alle Kunststoffe können mit CNC-Technik bearbeitet werden.
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit: Die meisten Kunststoffe haben schlechte Wärmeleitfähigkeitund können sich während des Bearbeitungsprozesses aufgrund der von den Schneidwerkzeugen erzeugten Hitze verziehen.
CNC-Kunststoff-Fräsen
CNC-Kunststoff-Fräsen
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=Rs8nZpzmZO0

CNC-Bearbeitung von Kunststoffen

Die CNC-Kunststoffbearbeitung umfasst eine Reihe verschiedener Arbeitsgänge. Je nach dem gewünschten Ergebnis und der Art des verwendeten Kunststoffs werden unterschiedliche Bearbeitungstechniken eingesetzt. Einige der gängigsten Arten der CNC-Kunststoffbearbeitung sind:

CNC-Drehen von Kunststoff

Beim CNC-Kunststoffdrehen wird das Werkstück auf einer Drehmaschine gedreht, während die Schneidwerkzeuge das Material abtragen. Dieses Verfahren eignet sich gut für die Herstellung zylindrischer Teile mit sehr engen Toleranzen. Die Spezifikationen des fertigen Produkts können durch die Einstellung der Drehzahl der Drehbank, der Schnitttiefe und des Vorschubs kontrolliert werden.

CNC-Fräsen von Kunststoff

Das CNC-Fräsen von Kunststoffen ähnelt dem herkömmlichen Fräsen, aber es wird ein computergesteuertes Schneidwerkzeug anstelle eines manuellen Werkzeugs verwendet. Das Schneidewerkzeug ist auf einer Spindel montiert und bewegt sich in mehrere Richtungen, während es Material vom Werkstück abträgt. Der beste Kunststoff für das CNC-Fräsen muss der dabei entstehenden Hitze standhalten können.

CNC-Bohren von Kunststoffen

Diese Art der Kunststoffbearbeitung ist genau das, wonach es klingt: Mit einem CNC-gesteuerten Bohrer werden Löcher in das Werkstück gebohrt. Dieses Verfahren wird häufig verwendet, um Vorbohrungen für größere Löcher oder Gewindelöcher für Schrauben und Bolzen zu erstellen. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik eingesetzt, wo es auf Präzision ankommt.

Kunststoff-CNC-Fräsen

Eine CNC-Kunststofffräse ist eine Maschine, die mit rotierenden Schneidwerkzeugen Material von einem Werkstück entfernt. Dieses Kunststoffbearbeitungsverfahren ähnelt der Bearbeitung mit einer Fräsmaschine, wird aber häufig für größere Teile verwendet. CNC-Fräsen eignen sich gut für die Herstellung von Schildern, Formteilen und dreidimensionalen (3D) Skulpturen.

Schlussfolgerung

Die CNC-Kunststoffbearbeitung ist zwar ein wichtiger Bereich mit seinen Vor- und Nachteilen, aber ein Bereich, der schnell wächst. Mit der Weiterentwicklung der Technologie werden auch die Möglichkeiten der CNC-Kunststoffmaschinen weiter zunehmen. Das bedeutet, dass immer mehr Teile mit immer größerer Präzision und Genauigkeit hergestellt werden können.

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