CNC 가공아크릴 생산세부

우리는 10년 넘게 CNC 기계를 통해 PMMA를 운영해 왔습니다. 다음 내용은 교과서 개요가 아닙니다.-아크릴이 카바이드를 만났을 때 실제로 어떤 일이 일어나는지 이해해야 하는 조달 엔지니어와 제품 개발자를 위해 작성된 수백 번의 생산 실행에서 축적된 메모입니다.

 

주조 또는 압출? 모든 대화가 여기서 시작되어야 하지만 실제로는 거의 그렇지 않습니다.

두 재료는 종이에서 동일하게 보입니다. 둘 다 PMMA이고, 둘 다 동일한 장비에 있으며, 두 사양 시트 모두 유사한 기계적 특성을 나열합니다. 작업 현장에서는 완전히 다른 종처럼 행동합니다. 캐스트 아크릴은 절단 영역에서 깔끔하게 배출되는 푹신한 칩 나선을 생성합니다.{3}}6061 알루미늄을 가공하는 것과 유사한 느낌입니다. 압출 스톡은 공구 자루를 감싸고 가공물에 다시 융합되는 끈적끈적한 고무 리본을 제공합니다. 제조 과정에서 압출 시트에 갇힌 내부 응력은 하류 문제를 야기합니다. 조립 후 몇 주 후에 특히 용제-결합 접합부 주변에 균열이 발생합니다.

디스플레이 및 광학 부품에 대한 표준 권장 사항은 20-30%의 가격 프리미엄에도 불구하고 주조 소재입니다. 그 근거는 간단한 수학-으로 더 빠른 사이클 시간, 더 적은 불량품, 응력 균열에 대한 콜백이 없습니다. 완벽한 선명도가 요구되지 않는 비용-중심 응용 분야의 경우 압출 성형이 적합할 수 있습니다. 그러나 가공 접근 방식은 완전히 바뀌었습니다. 스핀들 속도가 4,000RPM 아래로 떨어지고, 칩이 녹기 전에 밀어내기 위해 이송 속도가 증가하며, 가공 후 어닐링이 선택 사항이 아닌 필수가 되었습니다.

재료 인증서가 누락된 경우 빠른 식별: 화상 테스트. 물방울 없이 아크릴 크래클과 연기를 캐스트합니다. 압출된 제품은 조용히 녹아서 작은 물방울을 형성합니다. 조잡하지만 작동합니다.

온도 관리

PMMA의 유리전이온도는 제형에 따라 약 105{3}}116도입니다. 그 숫자는 생각보다 중요하지 않습니다. 실제 가공 임계값은 훨씬 낮으며-약 70도이며 이를 교차하면 재료가 절단에 반응하는 방식에 대한 모든 것이 변경됩니다.

다음에 발표된 연구폴리머(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)에서는 절삭 영역 온도에 따른 칩 형성을 추적했습니다. 70도 이하에서는 PMMA가 취성 모드에서 완전히 파손됩니다. 해당 임계값을 초과하면 재료는 점탄성 상태가 됩니다.-전단되기보다는 부드러워지고 번지고 변형됩니다. 버가 형성됩니다. 표면 품질이 저하됩니다. 칩이 부품에 다시 융합됩니다.

흔히 저지르는 실수는 마무리를 개선하기 위해 이송 속도를 줄이는 것입니다. 대부분의 재료에서 느린 이송은 더 나은 표면 품질을 의미합니다. 아크릴은 이 논리를 뒤집습니다. 느린 이송은 공구가 절단 부위에 머무르고, 마찰 열이 급증하고, 재료가 부드러워지고, 공구가 절단 대신 마찰을 일으킨다는 것을 의미합니다. 부품이 흐릿하게 나옵니다. 우리 운영자는 조기에 학습합니다. 의심스러운 경우 피드를 낮추지 말고 위로 올리십시오.

냉각은 액체가 아닌 압축 공기입니다. 일부 수용성-냉각수는 잔류물이 남아 있으면 PMMA에 응력 균열을 유발합니다. 따뜻한 아크릴에 닿는 차가운 유체의 열충격으로 인해 내부 응력이 발생합니다. 공기는 냉각 속도가 느리지만 두 가지 위험을 모두 제거합니다.

툴링 노트

단일-플루트 O-형상 엔드밀. 이것은 아크릴 가공 표준이며 수년 동안 사용되어 왔습니다. 형상-한 개의 절삭날, 거대한 칩 식수, 높은 포지티브 경사각(10-15도), 높은 여유 공간으로 인해 날이 날카로워지고 칩이 이동합니다.

다음은 Practical Machinist 포럼(practicalmachinist.com)의 기계공으로부터 들었을 때 처음에 무시했던 반직관적인 내용입니다. 마모된 고속-강은 때때로 날카로운 초경보다 표면 마감이 더 좋습니다. 그 설명은 무뎌진 가장자리가 절단되기보다는 빛난다는 것입니다. 우리는 테스트를 실행했습니다. 결과는 엇갈렸지만-비광학 표면에 대한 최종 패스에는 뭔가가 있었습니다.

코팅은 아크릴에 도움이 되는 것보다 더 해롭습니다. TiN, TiAlN 등-코팅이 가장자리에 미크론을 추가하여 도구를 효과적으로 둔하게 만듭니다. 내마모성이 중요한 단단한 재료의 경우 코팅이 적합합니다. 연질 플라스틱의 경우 가장자리가 광택 처리된 노출형 초경 또는 HSS가 코팅된 옵션보다 성능이 뛰어납니다.

진공 테이블 및 테이프 고정 장치의 하향 나선형은-리프트를 방지합니다. 기계적 클램핑-더 나은 칩 배출을 위한 상향 나선형. 공구 선택은 재료가 아닌 워크홀딩을 따릅니다.

표면 마감 옵션

가공만으로는 광학적 선명도를 얻을 수 없습니다. 최적화된 매개변수라도 Ra 1.6-3.2 μm 범위에서 눈에 띄는 도구 표시를 남깁니다. 유리와 같은 투명도를 얻으려면 2차 작업이 필요합니다.

기계적 연마는 통제된 옵션입니다. 표준 입자 진행: 320, 600, 1000, 2000, 그 다음 컴파운드로 휠 버핑. 노동집약적-. 일관된. 반복적으로 청소해야 하는 부품에 안전합니다.

화염 연마는 더 빠르고 탁월한 가장자리 선명도를 제공합니다-. "그러나"가 중요합니다. 이 공정에서는 특히 부품이 알코올- 기반 세척제와 접촉하는 경우 몇 주 또는 몇 달 후에 극심한 균열로 나타날 수 있는 표면 응력이 발생합니다. 우리는 납품 후 8주 후에 디스플레이 선반에 가는선 균열이 생겼습니다. 근본 원인은 최종 고객이 사용한 에탄올 세척 용액과 결합된 불꽃-연마된 가장자리로 추적됩니다. 그 프로젝트를 통해 우리는 문서에서 후처리 권장사항을-명시적으로 명시해야 했습니다.

디클로로메탄(DCM)을 사용한 증기 연마는 복잡한 형상을 잘 처리합니다. 노출시간 약 3초, 적절한 환기 필수. 결과는 연마된 주조 시트와 비교할 수 있는 93% 이상의 광 투과율-입니다. 프로토타입뿐만 아니라 생산 실행에도 지정할 수 있을 정도로 프로세스가 충분히 제어됩니다.

관용 현실

이 숫자는 자동으로 이루어지는 것이 아니라 달성 가능한 것을 나타냅니다. 제한 요인은 열 안정성과 고정입니다.

PMMA의 열팽창 계수는 28도에서 가공된 부품이 20도에서는 다르게 측정된다는 것을 의미합니다. 정밀한 작업을 위해 우리는 최종 절단 전 밤새 작업장에 재료를 준비한 다음 부품이 열 평형에 도달한 후 치수를 확인합니다. 벽 두께도 0.8mm 미만의 실제 공차에 영향을 미치며, 얇은 부분은 절삭력에 따라 휘어지고 치수 일관성이 저하됩니다.

알아야 할 실패 모드

가장자리 치핑은 일반적으로 둔한 도구 또는 잘못된 형상을 나타냅니다. 경사각이 높은 단일-플루트 초경이 대부분의 문제를 해결합니다.

녹거나 검어지는 현상은 공급 속도가 너무 느리거나 속도가 너무 빠르거나 둘 다를 의미합니다. RPM을 줄이기 전에 피드를 늘리세요.-직관에 어긋나지만 정확합니다.

조립 후-균열은 스트레스와 관련이 있습니다-. 가공 매개변수, 화염 연마 또는 두 가지 모두-결합 중 용매가 응력을 받는 표면에 접촉할 때 방출됩니다. 방지 방법은 용매 결합 전 80도에서 어닐링하는 것입니다. 가열 시간은 재료 두께(mm당 약 1시간)에 따라 조정되고 냉각 속도는 시간당 50°F 미만으로 유지됩니다.

Ouke Display는 심천에서 자체 CNC 기계 가공, 광택 처리, 조립을 포함하는 풀{0}}서비스 아크릴 제조 시설을 운영하고 있습니다.- ISO-인증 품질 관리, 대량 생산을 통한 프로토타입 생산 능력.