Veel industrieën vereisen transparante plastic onderdelen, zoals autolampen, lichtgeleiders, enz. Polycarbonaat en acryl zijn populaire materialen voor het maken van optische en transparante onderdelen. Het kiezen tussen polycarbonaat en acryl voor uw CNC-project kan echter een uitdaging zijn, omdat de twee materialen vergelijkbare eigenschappen hebben. Daarom is het begrijpen van de unieke eigenschappen van deze materialen van cruciaal belang voor het uiteindelijke resultaat van uw CNC-project. In dit artikel bespreken we wat u moet weten over de CNC-bewerking van acryl en polycarbonaat, zodat u het beste materiaal voor uw CNC-project kunt kiezen.
Acryl, ook bekend als plexiglas of polymethylmethacrylaat (PMMA), en polycarbonaat zijn lichtgewicht, heldere thermoplastische materialen die CNC-gefreesd zijn om heldere onderdelen te creëren. Acrylaat staat bekend om zijn sterkte en helderheid, waardoor het een uitstekend alternatief is voor standaardglas, terwijl polycarbonaat zeer sterk en slagvast is, waardoor het een ideaal materiaal is voor toepassingen die transparantie en grotere duurzaamheid vereisen, zoals bij veiligheidsglas.
Hoewel acryl (PMMA) en polycarbonaat in veel opzichten vergelijkbaar zijn, zijn er enkele belangrijke verschillen tussen deze twee veel voorkomende materialen die het ene materiaal beter kunnen maken dan het andere voor een bepaalde toepassing, of het CNC-bewerkingsproces kunnen beïnvloeden, waardoor de doorlooptijd en kosten worden beïnvloed. .
CNC-bewerking van acryl en polycarbonaat: wat u moet weten
CNC-bewerking van acryl, het is meestal beter om gegoten acrylaat te kiezen dan geëxtrudeerd acrylaat, omdat de kans groter is dat dit laatste barst of afbladdert tijdens de bewerking. Dit betekent dat toolpath-strategieën soms zorgvuldig moeten worden gekozen om fragmentatie van onderdelen te voorkomen. Omdat acryl niet erg hittebestendig is, moeten scherpe snijgereedschappen worden gebruikt om een gladde oppervlakteafwerking te verkrijgen. Het lage smeltpunt van acryl betekent dat tijdens de bewerking ook lagere snijvoedingen dan andere kunststoffen moeten worden gebruikt, omdat hogere voedingen meer wrijving en hitte veroorzaken en het onderdeel kunnen beschadigen. Indien nodig kan acrylaat vóór verwerking in de koelkast worden bewaard, zodat het zo koel mogelijk blijft.
CNC-bewerking van polycarbonaat.Polycarbonaat is taai en slagvast, waardoor het beter geschikt is voor machinale bewerking, vooral CNC-frezen. De scherpte van het snijgereedschap is echter nog steeds belangrijk bij de CNC-bewerking van polycarbonaat, omdat de polycarbonaatplaat kan smelten als er te veel warmte wordt gegenereerd tijdens de CNC-bewerking. Omdat polycarbonaat minder bros is dan acryl, is het doorgaans gemakkelijker te CNC-bewerken en zijn meer standaard gereedschapspadstrategieën mogelijk. Bovendien kunnen, vanwege het hogere bedrijfstemperatuurbereik, agressievere strategieën worden gebruikt die minder snel problemen veroorzaken, waardoor mogelijk tijd en geld worden bespaard.
Acryl- en polycarbonaattoepassingen
Zowel acryl als polycarbonaat zijn lichtgewicht, verwerkbaar en hebben unieke eigenschappen die ze geschikt maken voor een reeks toepassingen in verschillende industrieën.
Acryl is een populair materiaal in de automobiel-, bouw- en ruimtevaartindustrie en wordt vaak gebruikt in onder meer droogboxen, lenzen, stralingsschermen en exsiccatoren. Bovendien maken de helderheid, sterkte en hoge slagvastheid het tot een uitstekende vervanger voor glas, en wordt het vaak gebruikt in kassen, aquaria, terraria, veiligheidsbarrières en meer.
polycarbonaat, Net als acryl is het populair in de auto-, ruimtevaart- en bouwsector, maar door zijn hittebestendigheid en sterke maatvastheid is het erg populair in de medische industrie, waar CNC-onderdelen van polycarbonaat bestand zijn tegen beperkte autoclaaf- en stralingssterilisatie. Onder de meest voorkomende toepassingen wordt polycarbonaat vaak gebruikt in winkeldisplays, gelaatsschermen, constructies, doorzichtige spruitstukken, kogelvrije ramen en meer.
Voor- en nadelen van het gebruik van CNC-acryl om onderdelen te maken
Acryl heeft een reeks positieve eigenschappen, waaronder:
duidelijkheid: Acryl laat tot 92% van het licht door, waardoor het transparanter is dan sommige soorten glas en de meeste andere thermoplastische materialen. Het kan ook worden gekleurd zonder dat dit ten koste gaat van de transparantie, hoewel er ook meer ondoorzichtige acrylonderdelen kunnen worden gemaakt. Bovendien is het, indien geformuleerd met UV-stabilisatoren, beter bestand tegen UV-straling en werkt het in het temperatuurbereik van 40-80°C.
Kracht: Acryl is sterker en slagvaster dan glas. De meeste soorten acryl zijn vier tot acht keer sterker dan glas.
Milieuweerstand: Acryl is van nature bestand tegen krassen, weersinvloeden en UV-straling, waardoor het ideaal is voor buitentoepassingen.
Chemische weerstand: Acryl is bestand tegen veel chemicaliën, waaronder alkaliën, reinigingsmiddelen, reinigingsmiddelen en verdunde minerale zuren.
Hygroscopiciteit: Acryl heeft een lage vochtopname, waardoor het zijn formaat behoudt bij gebruik buitenshuis.
Compatibiliteit met coatings: Acrylonderdelen kunnen worden gecoat met antistatische, hardcoat- of antireflectielagen om de oppervlaktekwaliteit te verbeteren, hun levensduur te verlengen en ervoor te zorgen dat ze aan specifieke eisen voldoen.
betaalbaar: Ondanks zijn sterkte, duurzaamheid en helderheid is acryl relatief goedkoop te vervaardigen en te verwerken. Ter vergelijking: polycarbonaat is ongeveer 35 – 40% duurder.
Kleur: Acryl is verkrijgbaar in verschillende kleuren.
Nadelen van acryl
CNC-bewerking van acryl is niet zonder nadelen. Zoals gezegd is acryl gevoeliger voor barsten en afbrokkelen dan polycarbonaat, en is het iets moeilijker te verwerken, omdat het zijn structurele integriteit verliest en begint te smelten bij temperaturen boven de 160°C. Bij het ontwerpen van acrylonderdelen voor CNC-bewerking moet u rekening houden met het relatief lage smeltpunt, omdat het materiaal hierdoor gemakkelijker vervormt tijdens de productie. Om het risico op smelten te vermijden en een hoogwaardige oppervlakteafwerking te bereiken, is het van cruciaal belang om de juiste voedingssnelheid en doorgangsdiepte te gebruiken. Om klapperen te verminderen en sneden van hoge kwaliteit te verkrijgen, moeten acrylonderdelen worden bewerkt met frezen met korte fluitlengtes en snedediepten die ongeveer de helft van de diameter van de boor bedragen.
Het beoogde gebruik van uw product bepaalt mede of acrylaat de beste keuze is voor uw CNC-project. De zeer hoge biocompatibiliteit van acryl maakt het bijvoorbeeld een goede keuze voor botimplantaten, kunstgebitten of andere toepassingen die in contact komen met de huid; Evenzo maakt de weerstand tegen weersinvloeden, UV-straling en krassen het ideaal voor gebruikte onderdelen buitenshuis. Aan de andere kant is acryl misschien niet de beste keuze voor voedselcontainers die worden blootgesteld aan hoge temperaturen, zoals vaatwassers of magnetrons, omdat acrylonderdelen hun afmetingen slechts behouden tot 149°C (65°F), waarbij punt waarop ze zachter worden.
Voor- en nadelen van CNC-productieonderdelen van polycarbonaat
Voordelen van het gebruik van polycarbonaat zijn onder meer:
duidelijkheid: Polycarbonaat is een natuurlijk transparant thermoplastisch materiaal met een lichttransmissie van 88% en kan licht net zo effectief doorlaten als glas, waardoor het ideaal is voor lenzen, verlichting en kogelvrij glas. Net als acryl kan polycarbonaat worden gekleurd zonder dat dit ten koste gaat van de helderheid.
Verscheidenheid: Er zijn verschillende polycarbonaatformuleringen op de markt, waaronder glasgevulde en FDA-conforme varianten, dus u zult er zeker een kunnen vinden die voldoet aan de behoeften van uw CNC-project.
Sterkte en slagvastheid: Polycarbonaat heeft ongeveer 200 maal de treksterkte van glas en is zeer slagvast. Als zodanig wordt het vaak gebruikt in kogelvrij glas en beschermende uitrusting.
Krimp en maatvastheid: Polycarbonaat behoudt onder de meeste omstandigheden zijn afmetingen en heeft een lage krimp van 0.6 – 0.9%.
Milieuweerstand: Polycarbonaat is van nature bestand tegen UV-straling en is bestand tegen variërende vochtigheidsniveaus en wisselende temperaturen, waardoor het een uitstekend materiaal is voor buitentoepassingen en brillen.
Chemische weerstand: Polycarbonaat is bestand tegen een grote verscheidenheid aan chemicaliën, waaronder verdunde zuren, oliën, wassen, alifatische koolwaterstoffen, alcoholen en vetten.
Hygroscopiciteit: Polycarbonaat is iets minder hygroscopisch dan acrylaat.
Compatibiliteit met coatings: Net als acryl kunnen polycarbonaatcomponenten worden gecoat met antistatische, hardcoat- en antireflectiecoatings. Polycarbonaat is ook UV- en anticondensbestendig.
Hoge bewerkbaarheid: Omdat polycarbonaat zeer duurzaam en hittebestendig is, is het gemakkelijker te bewerken dan acryl.
Hoewel polycarbonaat veel voordelen biedt, kleven er ook enkele nadelen aan het gebruik van polycarbonaat in CNC-bewerkingsprojecten, waaronder de hoge kosten en de neiging tot deuken. Omdat polycarbonaat gemakkelijk krast, is het waarschijnlijker dat afwerking nodig is, wat verder wordt gecompliceerd door het feit dat alleen bepaalde afwerkingsprocessen, zoals damppolijsten en coating, geschikt zijn voor polycarbonaatonderdelen. Bovendien heeft PC een gemiddelde weersbestendigheid, maar geen UV-bestendigheid.
Het is ook vermeldenswaard dat polycarbonaatonderdelen ook gevoelig zijn voor deuken of holtes in dikkere delen. Om dit te voorkomen, kun je dikkere componenten het beste opdelen in kleinere, dunnere onderdelen die later kunnen worden gemonteerd.
Afwerkingsopties van acryl en polycarbonaat
Er zijn verschillende afwerkingsopties beschikbaar voor acryl en polycarbonaat, waarvan sommige kunnen helpen bij het voorbereiden van onderdelen voor eindgebruikstoepassingen wat betreft uiterlijk en esthetiek, en zelfs de helderheid kunnen verbeteren:
Nabewerkte oppervlaktebehandeling: De standaard en meest economische oppervlaktebehandeling, “post-machinaal” of “post-milled”, betekent geen extra nabewerking van het onderdeel. De machinaal bewerkte onderdelen hebben een strakke maatafwerking en kunnen een snellere en meer betaalbare productieoptie vertegenwoordigen. In sommige gevallen kunnen bewerkte onderdelen kleine maar zichtbare gereedschapssporen, vlekken of krassen op het oppervlak vertonen.
Gritstralen: Gritstralen is een economische methode voor oppervlaktevoorbereiding die een uniform uiterlijk creëert, de neiging heeft een doffe of satijnen afwerking achter te laten en effectief is bij het verwijderen van gereedschapssporen en onvolkomenheden in het oppervlak.
Damppolijsten: Deze afwerkingsoptie maakt gebruik van oplosmiddeldamp om matte of ondoorzichtige oppervlakken om te zetten in gladde, hoogglanzende of optisch heldere oppervlakken. Damppolijsten wordt vaak gebruikt op onderdelen waar ruwe oppervlakken onaanvaardbaar zijn of waar helderheid van cruciaal belang is.
Het bewerkte oppervlak van acryl- en polycarbonaatonderdelen is meestal doorschijnend als er voldoende zorg wordt besteed aan het snijden, maar kan bijna ondoorzichtig worden als het materiaal wordt gesmolten. Als er smelting optreedt, kan de opaciteit van het oppervlak worden aangepakt met nabewerkingsopties zoals damppolijsten. Het is echter vermeldenswaard dat het CNC-gefreesde oppervlak van acryl- en polycarbonaatonderdelen optisch niet helder zal zijn, hoewel het mogelijk is om optische helderheid te bereiken als diamantgereedschappen worden gebruikt. Dit moet echter specifiek worden aangevraagd tijdens het offerteproces omdat dit invloed heeft op optische helderheid. Aanzienlijk hogere kosten.
CNC-bewerkbaarheid van acryl en polycarbonaat
Speciale aandacht moet worden besteed aan het ontwerp van CNC-gefreesd acrylaat vanwege het grotere potentieel voor spanningsscheuren. Met dit in gedachten worden scherpe snijgereedschappen aanbevolen om te voorkomen dat het acryl smelt of scheuren veroorzaakt; Hoewel hardmetalen messen veel goedkoper zijn, produceren diamantmessen de beste oppervlakteafwerking. Het is ook noodzakelijk om een relatief hoge voedingssnelheid te gebruiken om te voorkomen dat het acryl smelt, maar houd er rekening mee dat een te hoge voedingssnelheid kan resulteren in extreem hoge snijdruk en breuk.
Hoewel polycarbonaat over het algemeen beter is voor CNC-bewerking vanwege de stijfheid, taaiheid, duurzaamheid en het hogere smeltpunt, is het nadeel dat polycarbonaat niet zo transparant is als acryl. Als u echter onderdelen voor speciale doeleinden moet maken, zoals beschermende uitrusting, zekeringkasten of grote, stevige componenten, is transparantie wellicht geen probleem. Aan de andere kant, als u een product ontwerpt waarbij transparantie een topprioriteit is, kan het CNC-bewerking van acryl de moeite waard zijn.
Verkrijg hoogwaardige PC- en PMMA-onderdelen met AN-Prototype
AN-Prototype is een betrouwbare kunststof CNC-bewerkingsdienstverlener van hoogwaardige, uiterst nauwkeurige PC- en PMMA-onderdelen. De kennis van onze deskundige ingenieurs en monteurs stelt ons in staat kwaliteitsonderdelen te leveren die zijn gemaakt van technische kunststoffen zoals acryl en polycarbonaat.
Het kiezen van het juiste materiaal voor uw fabricageproject kan het verschil zijn tussen succes en mislukking. Hoewel we de voor- en nadelen van acryl en polycarbonaat hebben onderzocht, is het de moeite waard om te onthouden dat dit niet de enige opties zijn. Veel CNC-bewerkingsmaterialen kunnen compatibel zijn met het ontwerp en de beoogde toepassing van uw onderdeel, en het selecteren van het juiste materiaal kan een complex proces zijn.
Gelukkig kunnen productiepartners zoals AN-Prototype de complexiteit verminderen en de uitdagingen oplossen waarmee sommige materialen worden geconfronteerd. Ons team helpt u niet alleen bij het beslissen of acryl, polycarbonaat of een ander materiaal het beste bij u past, maar kan u ook voorzien van de tools en expertise die u nodig heeft om ervoor te zorgen dat de productie zo soepel en kosteneffectief mogelijk verloopt.
We bieden ook uitgebreide bewerkingsmogelijkheden, waaronder CNC-bewerking, 3D-printen, vacuümgieten, snelle gereedschappen en meer. Dit alles helpt ons om aan uw unieke eisen te voldoen, ongeacht hoe krappe toleranties en oppervlakteafwerkingen ook zijn. Neem vandaag nog contact met ons op en laat ons uw prototyping en onderdelenproductie verzorgen met kortere doorlooptijden en concurrerende prijzen.
Conclusie
Vergeleken met acryl biedt CNC-gefreesd polycarbonaat unieke eigenschappen die nodig zijn voor verschillende toepassingen, waardoor deze materialen een ideale vervanger voor glas zijn. Dit artikel vergelijkt de verschillen in materiaaleigenschappen, toepassingen, verwerkings- en oppervlaktebehandelingsmogelijkheden. Het bepalen van het perfecte materiaal voor uw product hangt echter af van uw behoeften.