Mnoho průmyslových odvětví vyžaduje průhledné plastové díly, jako jsou automobilová světla, světlovody atd . Polykarbonát a akrylát jsou oblíbenými materiály pro výrobu optických a průhledných dílů. Výběr mezi polykarbonátem a akrylátem pro váš CNC projekt však může být náročný, protože oba materiály mají podobné vlastnosti. Proto je pochopení jedinečných vlastností těchto materiálů zásadní pro konečný výsledek vašeho CNC projektu. V tomto článku se budeme zabývat tím, co potřebujete vědět o CNC obrábění akrylátu a polykarbonátu, abyste si mohli vybrat nejlepší materiál pro svůj CNC projekt.
Akryl, také známý jako plexisklo nebo polymetylmetakrylát (PMMA), a polykarbonát jsou lehké, čiré termoplasty, které jsou CNC obráběny tak, aby vytvořily čiré díly. Akryl je známý svou pevností a čirostí, což z něj činí vynikající alternativu ke standardnímu sklu, zatímco polykarbonát je velmi houževnatý a odolný proti nárazu, což z něj činí ideální materiál pro aplikace, které vyžadují průhlednost a větší odolnost, jako je například bezpečnostní sklo.
Zatímco akryl (PMMA) a polykarbonát jsou si v mnoha ohledech podobné, mezi těmito dvěma běžnými materiály jsou některé důležité rozdíly, které mohou jeden materiál učinit lepším než druhý pro konkrétní aplikaci nebo ovlivnit proces CNC obrábění, a tím ovlivnit dobu výroby a náklady. .
CNC obrábění akrylátu a polykarbonátu: Co potřebujete vědět
Při CNC obrábění akrylátu je obvykle lepší zvolit litý akrylát než extrudovaný akrylát, protože u druhého jmenovaného je větší pravděpodobnost, že během obrábění praská nebo se odštípne. To znamená, že strategie dráhy nástroje je někdy třeba pečlivě volit, aby se zabránilo fragmentaci dílu. Vzhledem k tomu, že akryláty nejsou příliš odolné vůči teplu, je nutné k dosažení hladkého povrchu používat ostré řezné nástroje. Nízký bod tání akrylátu znamená, že při obrábění je také nutné používat nižší rychlosti posuvu při řezání než u jiných plastů, protože vyšší rychlosti posuvu vytvářejí větší tření a teplo a mohou poškodit díl. V případě potřeby lze akrylát před zpracováním uchovávat v chladničce, aby zůstal co nejchladnější.
CNC obrábění polykarbonátu. Polykarbonát je houževnatý a odolný proti nárazu, takže je vhodnější pro obrábění, zejména CNC frézování. Ostrost řezného nástroje je však při CNC obrábění polykarbonátu stále důležitá, protože polykarbonátová deska se může roztavit, pokud se během CNC obrábění vyvine příliš mnoho tepla. Vzhledem k tomu, že polykarbonát je méně křehký než akrylát, je obvykle snazší jej obrábět na CNC a umožňuje standardnější strategie dráhy nástroje. Navíc díky vyššímu rozsahu provozních teplot lze použít agresivnější strategie, které s menší pravděpodobností způsobí problémy, což potenciálně šetří čas a peníze.
Aplikace akrylu a polykarbonátu
Akryl i polykarbonát jsou lehké, zpracovatelné a mají jedinečné vlastnosti, díky kterým jsou vhodné pro řadu aplikací napříč průmyslovými odvětvími.
Akryl je oblíbený materiál v automobilovém, stavebním a leteckém průmyslu a běžně se používá v předmětech, jako jsou sušicí boxy, čočky, radiační štíty a exsikátory. Navíc jeho čirost, pevnost a vysoká odolnost proti nárazu z něj činí vynikající náhradu skla a běžně se používá ve sklenících, akváriích, teráriích, bezpečnostních bariérách a dalších.
Polykarbonát , stejně jako akryl, je oblíbený v automobilovém, leteckém a stavebním průmyslu, ale jeho tepelná odolnost a vysoká rozměrová stabilita ho činí velmi populárním i v lékařství, kde CNC polykarbonátové díly odolávají omezené sterilizaci v autoklávu a radiaci. Mezi jeho běžnější aplikace patří polykarbonát běžně používaný v maloobchodních prodejních displejích, obličejových štítech, stavebnictví, průhledných rozdělovačích, neprůstřelných oknech a dalších.
Výhody a nevýhody použití CNC akrylu k výrobě dílů
Akryl má řadu pozitivních vlastností, včetně:
Čirost: Akryl propouští až 92 % světla, takže je průhlednější než některé druhy skla a většina ostatních termoplastů. Lze jej také tónovat bez ztráty průhlednosti, i když lze z něj vyrobit i neprůhlednější akrylové díly. Navíc, pokud je doplněn UV stabilizátory, má lepší odolnost vůči UV záření a funguje v teplotním rozmezí 40–80 °C.
Pevnost: Akrylát je pevnější a odolnější proti nárazu než sklo. Většina druhů akrylátu je čtyřikrát až osmkrát pevnější než sklo.
Odolnost vůči vlivům prostředí: Akryl je přirozeně odolný vůči poškrábání, povětrnostním vlivům a UV záření, takže je ideální pro venkovní použití.
Chemická odolnost: Akryl je odolný vůči mnoha chemikáliím, včetně zásad, detergentů, čisticích prostředků a zředěných minerálních kyselin.
Hygroskopičnost: Akrylát má nízkou absorpci vlhkosti, což mu umožňuje zachovat si svou velikost i při venkovním použití.
Kompatibilita s nátěry: Akrylátové díly mohou být potaženy antistatickými, tvrdými nebo antireflexními vrstvami, aby se zlepšila kvalita jejich povrchu, prodloužila jejich životnost a zajistilo se, že splňují specifické požadavky.
Cenově dostupná cena: Navzdory své pevnosti, odolnosti a průhlednosti je akrylát relativně levný na výrobu a zpracování. Pro srovnání, polykarbonát je asi o 35–40 % dražší.
Barva: Akryl je k dispozici v různých barvách.
Nevýhody akrylu
CNC obrábění akrylu není bez nevýhod. Jak již bylo zmíněno, akryl je náchylnější k praskání a odštěpování než polykarbonát a jeho zpracování je o něco obtížnější, protože ztrácí strukturální integritu a začíná se tavit při teplotách nad 160 °C. Při navrhování akrylových dílů pro CNC obrábění je třeba mít na paměti relativně nízký bod tání, protože díky tomu se materiál snadněji deformuje při výrobě. Abyste se vyhnuli riziku roztavení a dosáhli vysoce kvalitního povrchu, je důležité používat správnou rychlost posuvu a hloubku průchodu. Aby se snížilo chvění a dosáhlo se vysoce kvalitních řezů, měly by být akrylové díly opracovány frézami, které mají krátké délky drážek a hloubky řezu, které jsou přibližně poloviční než průměr vrtáku.
Zamýšlené použití vašeho produktu také určí, zda je akrylát tou nejlepší volbou pro váš CNC projekt. Například velmi vysoká biokompatibilita akrylu z něj dělá dobrou volbu pro kostní implantáty, zubní protézy nebo jiné aplikace v kontaktu s pokožkou; stejně tak jeho odolnost vůči povětrnostním vlivům, UV záření a poškrábání jej předurčuje k použití v exteriéru. Na druhou stranu, akryl nemusí být nejlepší volbou pro nádoby na potraviny, které jsou vystaveny vysokým teplotám, jako jsou myčky nádobí nebo mikrovlnné trouby, protože akrylové části si zachovávají své rozměry pouze do 149 °F (65 °C), kde bodu začnou měknout.
Výhody a nevýhody CNC polykarbonátových výrobních dílů
Mezi výhody použití polykarbonátu patří:
Čirost: Polykarbonát je přirozeně průhledný termoplast s 88% propustností světla, který dokáže propouštět světlo stejně účinně jako sklo, díky čemuž je ideální pro čočky, osvětlení a neprůstřelné sklo. Stejně jako akrylát lze i polykarbonát barvit bez ztráty čirosti.
Rozmanitost: Na trhu je k dispozici několik variant polykarbonátu, včetně variant plněných sklem a variant splňujících normy FDA, takže si budete moci najít takovou, která splňuje potřeby vašeho CNC projektu.
Pevnost a odolnost proti nárazu: Polykarbonát má přibližně 200krát větší pevnost v tahu než sklo a je vysoce odolný proti nárazu. Proto se často používá v neprůstřelném skle a ochranných pomůckách.
Smrštění a rozměrová stálost: Polykarbonát si zachovává své rozměry za většiny podmínek a má nízké smrštění 0.6–0.9 %.
Odolnost vůči vlivům prostředí: Polykarbonát je přirozeně odolný vůči UV záření a odolá různým úrovním vlhkosti a kolísání teplot, což z něj činí vynikající materiál pro venkovní použití a brýle.
Chemická odolnost: Polykarbonát je odolný vůči široké škále chemikálií, včetně zředěných kyselin, olejů, vosků, alifatických uhlovodíků, alkoholů a tuků.
Hygroskopičnost: Polykarbonát je o něco méně hygroskopický než akrylát.
Kompatibilita s nátěry: Stejně jako akryl, i polykarbonátové komponenty mohou být potaženy antistatickými, tvrdými a antireflexními nátěry. Polykarbonát je také odolný vůči UV záření a zamlžování.
Vysoká obrobitelnost: Protože je polykarbonát velmi odolný a tepelně odolný, je snadněji obrobitelný než akrylát.
Zatímco polykarbonát nabízí mnoho výhod, existují také některé nevýhody použití polykarbonátu v projektech CNC obrábění, včetně vysokých nákladů a sklonu k promáčknutí. Protože se polykarbonát snadno poškrábe, je pravděpodobnější, že bude vyžadována konečná úprava, což je dále komplikováno skutečností, že pro polykarbonátové díly jsou vhodné pouze určité dokončovací procesy, jako je leštění parou a povlakování. Kromě toho má PC průměrnou odolnost proti povětrnostním vlivům, ale ne odolnost proti UV záření.
Také stojí za zmínku, že polykarbonátové díly jsou také náchylné k promáčknutí nebo dutinám v silnějších částech. Abyste tomu zabránili, je nejlepší rozdělit tlustší součásti na menší, tenčí části, které lze později sestavit.
Možnosti povrchové úpravy akrylem a polykarbonátem
Pro akrylát a polykarbonát je k dispozici celá řada možností povrchové úpravy, z nichž některé mohou pomoci připravit díly pro konečné použití z hlediska vzhledu a estetiky a dokonce zlepšit srozumitelnost:
Povrchová úprava po obrábění : Standardní a nejúspornější povrchová úprava, „po obrábění“ nebo „po frézování“, znamená, že není nutné žádné další následné zpracování dílu. Obrobené díly mají přesnou rozměrovou úpravu a mohou představovat rychlejší a dostupnější variantu výroby. V některých případech mohou mít obrobené díly malé, ale viditelné povrchové stopy po nástroji, skvrny nebo škrábance.
Tryskání: Tryskání je ekonomická metoda přípravy povrchu, která vytváří jednotný vzhled, má tendenci zanechávat matný nebo saténový povrch a je účinná při odstraňování stop po nástrojích a povrchových nedokonalostí.
Leštění napařováním: Tato možnost konečné úpravy využívá páru rozpouštědla k přeměně matných nebo neprůhledných povrchů na hladké, vysoce lesklé nebo opticky čiré povrchy. Leštění napařováním se často používá na dílech, kde jsou drsné povrchy nepřijatelné nebo kde je čistota kritická.
Obrobený povrch akrylových a polykarbonátových dílů je obvykle průsvitný, pokud je při řezání věnována dostatečná péče, ale může se stát téměř neprůhledným, pokud je materiál roztaven. Pokud dojde k roztavení, lze neprůhlednost povrchu vyřešit pomocí možností následného zpracování, jako je leštění parou. Je však třeba poznamenat, že CNC obrobený povrch akrylových a polykarbonátových dílů nebude opticky čistý, i když je možné dosáhnout optické čistoty, pokud se použijí diamantové nástroje, ale to musí být výslovně požadováno během procesu nabídky, protože to ovlivňuje optická čistota. Výrazně zvýšené náklady.
CNC obrobitelnost akrylu a polykarbonátu
Zvláštní pozornost by měla být věnována návrhu CNC obráběných akrylátů kvůli většímu potenciálu praskání napětím. S ohledem na to se doporučují ostré řezné nástroje, aby se zabránilo roztavení akrylu nebo vzniku trhlin; i když jsou tvrdokovové nože mnohem levnější, diamantové nože poskytují nejlepší povrchovou úpravu. Je také nutné použít relativně vysokou rychlost posuvu, aby se akryl neroztavil, ale mějte na paměti, že příliš rychlý posuv může mít za následek extrémně vysoký řezný tlak a zlomení.
Zatímco polykarbonát je obecně lepší pro CNC obrábění díky své tuhosti, houževnatosti, odolnosti a vyššímu bodu tání, nevýhodou je, že polykarbonát není tak průhledný jako akryl. Pokud však potřebujete vytvořit díly pro speciální účely, jako jsou ochranné pomůcky, pojistkové skříně nebo velké, odolné součásti, průhlednost nemusí být problém. Na druhou stranu, pokud navrhujete produkt, kde je transparentnost nejvyšší prioritou, CNC obrábění akrylu může stát za to.
Získejte vysoce kvalitní PC a PMMA díly s AN-Prototype
AN-Prototype je spolehlivý poskytovatel služeb pro CNC obrábění plastů vysoce kvalitních, vysoce přesných PC a PMMA dílů. Znalosti našich odborných inženýrů a mechaniků nám umožňují poskytovat kvalitní díly vyrobené z technických plastů, jako je akryl a polykarbonát.
Výběr správného materiálu pro váš výrobní projekt může být rozdílem mezi úspěchem a neúspěchem. Zatímco jsme prozkoumali klady a zápory akrylu a polykarbonátu, stojí za to připomenout, že to nejsou vaše jediné možnosti. Mnoho CNC obráběcích materiálů může být kompatibilních s designem vašeho dílu a zamýšlenou aplikací a výběr správného materiálu může být složitý proces.
Naštěstí výrobní partneři, jako je AN-Prototype, mohou snížit složitost a vyřešit problémy, kterým čelí některé materiály. Kromě toho, že vám pomůžeme rozhodnout, zda je pro váš díl nejvhodnější akrylát, polykarbonát nebo jiný materiál, může vám náš tým poskytnout nástroje a odborné znalosti, které potřebujete k zajištění co nejhladšího a nákladově nejefektivnějšího chodu výroby.
Nabízíme také komplexní možnosti obrábění, včetně CNC obrábění, 3D tisku, vakuového lití, rychlého obrábění a dalších. To vše nám pomáhá splnit vaše jedinečné požadavky, bez ohledu na to, jak úzké mohou být tolerance a povrchové úpravy. Kontaktujte nás ještě dnes a nechte nás zpracovat vaše prototypy a výrobu dílů s kratšími dodacími lhůtami a konkurenceschopnými cenami.
Závěr
Ve srovnání s akrylem nabízí CNC obráběný polykarbonát jedinečné vlastnosti požadované pro různé aplikace, díky čemuž jsou tyto materiály ideální náhradou skla. Tento článek porovnává rozdíly ve vlastnostech materiálů, aplikacích, zpracování a možnostech povrchové úpravy. Určení dokonalého materiálu pro váš produkt však bude záviset na vašich potřebách.
