Penggambaran umum pemesinan CNC, sering kali, melibatkan pengerjaan benda kerja logam. Namun, pemesinan CNC tidak hanya dapat diaplikasikan secara luas pada plastik, tetapi pemesinan CNC plastik juga merupakan salah satu proses pemesinan umum di beberapa industri.
Penerimaan pemesinan plastik sebagai proses produksi disebabkan oleh beragamnya material CNC plastik yang tersedia. Lebih jauh, dengan diperkenalkannya kontrol numerik komputer, proses menjadi lebih akurat, lebih cepat, dan cocok untuk membuat komponen dengan toleransi yang ketat. Seberapa banyak yang Anda ketahui tentang pemesinan CNC plastik? Artikel ini membahas material yang kompatibel dengan proses tersebut, teknik yang tersedia, dan hal-hal lain yang dapat membantu proyek Anda.
Plastik untuk Pemesinan CNC
Banyak plastik yang dapat diproses dengan mesin yang cocok untuk pembuatan komponen dan produk yang diproduksi oleh beberapa industri. Penggunaannya bergantung pada sifat-sifatnya, dengan beberapa plastik yang dapat diproses dengan mesin, seperti nilon, memiliki sifat mekanis yang sangat baik yang memungkinkannya untuk menggantikan logam. Berikut ini adalah plastik yang paling umum untuk pemrosesan plastik khusus:
ABS (Perut)
Acrylonitrile Butadiene Styrene, atau ABS, adalah material CNC ringan yang dikenal karena ketahanannya terhadap benturan, kekuatan, dan kemampuan mesin yang tinggi. Meskipun memiliki sifat mekanis yang baik, stabilitas kimianya yang rendah terbukti dari kerentanannya terhadap minyak, alkohol, dan pelarut kimia lainnya. Selain itu, stabilitas termal ABS murni (yaitu, ABS tanpa aditif) rendah, karena polimer plastik akan terbakar bahkan setelah api dihilangkan.
Kelebihan
Ringan tanpa kehilangan kekuatan mekanisnya.
Polimer plastik sangat dapat dikerjakan dengan mesin, membuatnya menjadi bahan pembuatan prototipe cepat yang sangat populer.
ABS memiliki titik leleh rendah yang cocok (ini penting untuk proses pembuatan prototipe cepat lainnya seperti pencetakan 3D dan pencetakan injeksi).
Memiliki kekuatan tarik yang tinggi.
ABS memiliki daya tahan tinggi, yang berarti umur pemakaiannya lebih panjang.
Itu terjangkau.
Kontra
Ia mengeluarkan asap plastik panas ketika terkena panas.
Anda memerlukan ventilasi yang tepat untuk mencegah penumpukan gas tersebut.
Ia memiliki titik leleh rendah yang dapat menyebabkan deformasi akibat panas yang dihasilkan oleh mesin CNC.
Aplikasi
ABS merupakan termoplastik rekayasa yang sangat populer dan digunakan oleh banyak layanan pembuatan prototipe cepat dalam pembuatan produk karena sifatnya yang sangat baik dan harganya yang terjangkau. ABS dapat diaplikasikan dalam industri listrik dan otomotif untuk membuat komponen seperti tutup keyboard, penutup elektronik, dan komponen dasbor mobil.
Nilon
Nilon atau poliamida adalah polimer plastik dengan gesekan rendah yang memiliki ketahanan tinggi terhadap benturan, kimia, dan abrasi. Sifat mekanisnya yang sangat baik, seperti kekuatan (76mPa), daya tahan, dan kekerasan (116R), membuatnya sangat cocok untuk pemesinan CNC dan semakin meningkatkan aplikasinya dalam industri manufaktur komponen otomotif dan medis.
Kelebihan
Sifat mekanik yang sangat baik.
Memiliki kekuatan tarik yang tinggi.
Hemat biaya.
Ini adalah polimer ringan.
Tahan terhadap panas dan bahan kimia.
Kontra
Memiliki stabilitas dimensi yang rendah.
Nilon dapat menyerap kelembapan dengan mudah.
Rentan terhadap asam mineral kuat.
Aplikasi
Nilon adalah termoplastik rekayasa berkinerja tinggi yang dapat diaplikasikan untuk pembuatan prototipe dan pembuatan komponen asli dalam industri medis dan otomotif. Komponen yang diproduksi dari material CNC meliputi bantalan, ring, dan tabung.
Akrilik
Akrilik atau PMMA (Poly Methyl Methacrylate) populer dalam pemesinan CNC plastik karena sifat optiknya. Polimer plastik tersebut tembus cahaya dan tahan gores, sehingga dapat diaplikasikan dalam industri yang membutuhkan sifat tersebut. Selain itu, bahan ini memiliki sifat mekanik yang sangat baik, terbukti dari ketangguhan dan ketahanannya terhadap benturan. Dengan harganya yang murah, pemesinan CNC akrilik telah menjadi alternatif pengganti polimer plastik seperti polikarbonat dan kaca.
Kelebihan
Ringan.
Akrilik sangat tahan terhadap bahan kimia dan UV.
Memiliki kemampuan mesin yang tinggi.
Akrilik memiliki ketahanan kimia yang tinggi.
Kontra
Tidak begitu tahan terhadap panas, benturan, dan abrasi.
Dapat retak jika terkena beban berat.
Tidak tahan terhadap zat organik terklorinasi/aromatik.
Aplikasi
Akrilik dapat digunakan untuk menggantikan bahan-bahan seperti polikarbonat dan kaca. Oleh karena itu, akrilik dapat digunakan dalam industri otomotif untuk membuat pipa lampu dan penutup lampu sein mobil, serta dalam industri lain untuk membuat panel surya, kanopi rumah kaca, dll.
POM
POM atau Delrin (nama komersial) adalah material plastik CNC yang sangat mudah dikerjakan dengan mesin, dipilih oleh banyak layanan permesinan CNC karena kekuatannya yang tinggi dan ketahanannya terhadap panas, bahan kimia, serta keausan. Ada beberapa jenis Delrin, tetapi sebagian besar industri mengandalkan Delrin 150 dan 570 karena dimensinya yang stabil.
Kelebihan
Mereka adalah bahan plastik CNC yang paling dapat dikerjakan mesin.
Mereka memiliki ketahanan kimia yang sangat baik.
Mereka memiliki stabilitas dimensi yang tinggi.
Memiliki kekuatan tarik dan daya tahan tinggi, memastikan umur pakai yang lebih panjang.
Kontra
Daya tahannya terhadap asam buruk.
Aplikasi
POM digunakan di berbagai industri. Misalnya, di sektor otomotif, POM digunakan untuk memproduksi komponen sabuk pengaman. Industri peralatan medis menggunakannya untuk memproduksi pena insulin, sementara sektor barang konsumen menggunakan POM untuk membuat rokok elektronik dan meteran air.
PE
Plastik polietilena berdensitas tinggi merupakan termoplastik dengan ketahanan tinggi terhadap tekanan dan bahan kimia korosif. Plastik ini menawarkan sifat mekanis yang sangat baik seperti kekuatan tarik (4000PSI) dan kekerasan (R65) dibandingkan dengan plastik sejenisnya, LDPE yang menggantikannya dalam aplikasi dengan persyaratan tersebut.
Kelebihan
Ini adalah plastik fleksibel yang dapat dikerjakan dengan mesin.
Sangat tahan terhadap tekanan dan bahan kimia.
Ia memiliki sifat mekanik yang sangat baik.
ABS memiliki daya tahan tinggi, yang berarti umur pemakaiannya lebih panjang.
Kontra
Daya tahannya terhadap sinar UV buruk.
Aplikasi
HDPE memiliki berbagai aplikasi, termasuk pembuatan prototipe, pembuatan roda gigi, bantalan, pengemasan, isolasi listrik, dan peralatan medis. HDPE sangat ideal untuk pembuatan prototipe karena dapat dikerjakan dengan cepat dan mudah, dan biayanya yang rendah membuatnya sangat cocok untuk membuat beberapa iterasi. Selain itu, HDPE merupakan material yang baik untuk roda gigi karena koefisien gesekannya yang rendah dan ketahanan aus yang tinggi, dan untuk bantalan, karena dapat melumasi sendiri dan tahan terhadap bahan kimia.
Plastik PE
LDPE adalah polimer plastik yang kuat dan fleksibel dengan ketahanan kimia yang baik dan suhu rendah. Polimer ini banyak digunakan dalam industri manufaktur komponen medis untuk membuat prostetik dan ortotik.
Kelebihan
Kuat dan fleksibel.
Sangat tahan terhadap korosi.
Mudah untuk disegel menggunakan teknik panas seperti pengelasan.
Kontra
Tidak cocok untuk bagian yang memerlukan ketahanan terhadap suhu tinggi.
Ia memiliki kekakuan dan kekuatan struktural yang rendah.
Aplikasi
LDPE sering digunakan untuk memproduksi roda gigi dan komponen mekanis khusus, komponen listrik seperti isolator dan casing untuk perangkat elektronik, serta komponen dengan tampilan mengilap atau mengilap. Selain itu, koefisien gesekannya yang rendah, resistansi isolasi yang tinggi, dan daya tahannya menjadikannya material yang ideal untuk aplikasi berkinerja tinggi.
Polikarbonat
PC adalah polimer plastik yang kuat namun ringan dengan sifat tahan panas dan isolasi listrik. Seperti akrilik, PC dapat menggantikan kaca karena sifat transparannya yang alami.
Kelebihan
Ini lebih efisien daripada kebanyakan termoplastik rekayasa.
Secara alami ia transparan dan dapat mentransmisikan cahaya.
Ia menyerap warna dengan sangat baik.
Ia memiliki kekuatan tarik dan daya tahan tinggi.
PC tahan terhadap asam encer, minyak, dan lemak.
Kontra
Bahan ini akan rusak setelah terkena air dengan suhu di atas 60°C dalam jangka waktu lama.
Rentan terhadap keausan hidrokarbon.
Warnanya akan menguning seiring waktu setelah terpapar sinar UV dalam jangka waktu lama.
Aplikasi
Berdasarkan sifatnya yang ringan, polikarbonat dapat menggantikan bahan kaca. Oleh karena itu, polikarbonat digunakan dalam pembuatan kacamata pengaman dan CD/DVD. Selain itu, polikarbonat juga cocok untuk pembuatan peralatan bedah dan pemutus arus.
Metode Pemesinan CNC Plastik
Pemesinan komponen plastik CNC melibatkan penggunaan mesin yang dikendalikan komputer untuk menghilangkan sebagian polimer plastik guna membentuk produk yang diinginkan. Proses produksi subtraktif dapat menghasilkan banyak sekali komponen dengan toleransi, keseragaman, dan akurasi yang ketat menggunakan metode berikut.
Pembubutan CNC
Pembubutan CNC adalah teknik pemesinan yang melibatkan menahan benda kerja pada mesin bubut dan memutarnya terhadap alat pemotong dengan cara memutar atau membubut. Ada juga beberapa jenis pembubutan CNC, termasuk:
Pembubutan CNC lurus atau silinder cocok untuk pemotongan besar.
Pembubutan CNC taper cocok untuk membuat bagian dengan bentuk seperti kerucut.
Ada beberapa pedoman yang dapat Anda manfaatkan dalam pembubutan CNC plastik, termasuk:
Pastikan sisi pemotongan memiliki sisi belakang negatif untuk meminimalkan gesekan.
Tepi pemotongan harus memiliki sudut relief yang besar.
Poles permukaan benda kerja untuk hasil akhir permukaan yang lebih baik dan mengurangi penumpukan material.
Kurangi laju umpan untuk meningkatkan presisi pemotongan akhir (gunakan laju umpan 0,015 IPR untuk pemotongan kasar dan 0,005 IPR untuk pemotongan presisi).
Sesuaikan sudut jarak, sisi, dan sudut kemiringan dengan bahan plastik.
Penggilingan CNC
Penggilingan CNC melibatkan penggunaan pemotong penggilingan untuk membuang material dari benda kerja guna mendapatkan bagian yang dibutuhkan. Ada beberapa mesin penggilingan CNC yang dibagi menjadi penggilingan 3 sumbu dan penggilingan multi-sumbu.
Di satu sisi, mesin milling CNC 3-sumbu dapat bergerak dalam tiga sumbu linier (kiri ke kanan, maju mundur, atas dan bawah). Hasilnya, sangat cocok untuk membuat komponen dengan desain sederhana. Di sisi lain, mesin milling multi-sumbu dapat bergerak dalam lebih dari tiga sumbu. Hasilnya, sangat cocok untuk pemesinan CNC komponen plastik dengan geometri rumit.
Ada beberapa pedoman yang dapat Anda manfaatkan dalam penggilingan CNC plastik, termasuk:
Mesin termoplastik yang diperkuat dengan karbon atau kaca dengan perkakas karbon.
Tingkatkan kecepatan spindel dengan menggunakan klem.
Kurangi konsentrasi tegangan dengan menciptakan sudut internal yang membulat.
Pendinginan langsung pada router untuk menyebarkan panas.
Pilih kecepatan putaran.
Bersihkan bagian plastik setelah penggilingan untuk meningkatkan penyelesaian permukaan.
Pengeboran CNC
Pengeboran CNC plastik melibatkan pembuatan lubang pada benda kerja plastik menggunakan bor yang dipasang dengan mata bor. Ukuran dan bentuk mata bor menentukan ukuran lubang. Selain itu, mata bor juga berperan dalam evakuasi serpihan. Jenis-jenis mesin bor tekan yang dapat Anda gunakan meliputi bangku, tegak, dan radial.
Ada beberapa pedoman yang dapat Anda gunakan dalam pengeboran CNC plastik, termasuk:
Pastikan Anda menggunakan mata bor CNC yang tajam untuk menghindari pemberian tekanan pada benda kerja plastik.
Gunakan mata bor yang tepat. Misalnya, mata bor dengan sudut 90 hingga 118° dengan sudut bibir 9 hingga 15° cocok untuk sebagian besar termoplastik (untuk akrilik, gunakan penggaruk 0°).
Pastikan pengeluaran serpihan mudah dengan memilih mata bor yang tepat.
Gunakan sistem pendingin untuk mengurangi lebih banyak panas yang dihasilkan selama proses pemesinan.
Untuk melepaskan bor CNC tanpa kerusakan, pastikan kedalaman pengeboran kurang dari tiga atau empat kali diameter bor. Kurangi juga laju umpan saat bor hampir keluar dari material.
Alternatif untuk Pemesinan Plastik
Selain pemesinan komponen plastik CNC, proses pembuatan prototipe cepat lainnya dapat menjadi alternatif. Berikut ini adalah beberapa proses umum:
Cetakan Injeksi
Ini adalah proses produksi massal yang populer untuk mengerjakan benda kerja plastik. Pencetakan injeksi melibatkan pembuatan cetakan dari aluminium atau baja tergantung pada faktor-faktor seperti keawetannya. Setelah itu, plastik cair disuntikkan ke dalam rongga cetakan, didinginkan, dan dibentuk sesuai bentuk yang diinginkan.
Cetakan injeksi plastik cocok untuk pembuatan prototipe dan pembuatan komponen asli. Selain itu, metode ini hemat biaya dan cocok untuk komponen dengan desain yang rumit dan sederhana. Selain itu, komponen cetakan injeksi hampir tidak memerlukan pekerjaan tambahan atau perawatan permukaan.
Percetakan 3D
Percetakan 3D merupakan metode pembuatan prototipe yang paling umum digunakan dalam bisnis skala kecil. Proses manufaktur aditif merupakan alat pembuatan prototipe cepat yang terdiri dari teknologi seperti Stereolithography (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), dan Selective Laser Sintering (SLS) yang digunakan untuk mengerjakan termoplastik seperti nilon, PLA, ABS, dan ULTEM.
Setiap teknologi melibatkan pembuatan model digital 3D dan pembuatan komponen yang diinginkan lapis demi lapis. Ini seperti pemesinan CNC plastik, meskipun pemborosan materialnya lebih sedikit, tidak seperti yang terakhir. Lebih jauh, teknologi ini menghilangkan kebutuhan akan perkakas dan lebih cocok untuk membuat komponen dengan desain yang rumit.
Pengecoran Vakum
Pengecoran vakum atau pengecoran poliuretana/uretana melibatkan cetakan silikon dan resin untuk membuat salinan pola induk. Proses pembuatan prototipe cepat cocok untuk membuat plastik dengan kualitas tinggi. Lebih jauh lagi, salinan tersebut dapat digunakan untuk memvisualisasikan ide atau mengatasi cacat desain.
Aplikasi Industri Mesin CNC Plastik
Pemesinan CNC plastik dapat diaplikasikan secara luas karena manfaatnya seperti akurasi, presisi, dan toleransi yang ketat. Aplikasi industri umum dari proses ini meliputi:
Industri Medis
Pemesinan plastik CNC saat ini dapat diaplikasikan dalam pembuatan komponen mesin medis seperti anggota tubuh palsu dan jantung buatan. Tingkat akurasi dan pengulangannya yang tinggi memungkinkannya memenuhi standar keamanan ketat yang dipersyaratkan oleh industri. Selain itu, ada banyak sekali pilihan material, dan menghasilkan bentuk yang kompleks.
Komponen Otomotif
Baik perancang maupun teknisi mobil menggunakan mesin CNC Plastik untuk membuat komponen dan prototipe otomotif secara langsung. Plastik banyak digunakan dalam industri untuk membuat komponen plastik CNC khusus seperti dasbor karena ringan, yang mengurangi konsumsi bahan bakar. Selain itu, plastik tahan terhadap korosi dan keausan, yang dialami sebagian besar komponen otomotif. Selain itu, plastik dapat dibentuk menjadi bentuk yang rumit dengan mudah.
Suku Cadang Dirgantara
Pembuatan komponen kedirgantaraan memerlukan metode produksi yang memiliki presisi tinggi dan toleransi yang ketat. Oleh karena itu, industri memilih pemesinan CNC dalam merancang, menguji, dan membangun berbagai komponen mesin kedirgantaraan. Material plastik dapat digunakan karena cocok untuk bentuk yang rumit, kuat, ringan, dan tahan bahan kimia tinggi, serta tahan panas.
Industri Elektronik
Industri elektronik juga menyukai pemesinan plastik CNC karena presisi dan pengulangannya yang tinggi. Saat ini, proses ini digunakan untuk membuat komponen elektronik plastik yang dikerjakan dengan mesin CNC seperti penutup kabel, papan tombol perangkat, dan layar LCD.
Kapan Memilih Mesin CNC Plastik
Memilih dari sekian banyak proses produksi plastik yang dibahas di atas bisa jadi sulit. Oleh karena itu, berikut ini beberapa pertimbangan yang dapat membantu Anda memutuskan apakah pemesinan CNC plastik merupakan proses yang lebih baik untuk proyek Anda:
Jika Desain Prototipe Plastik dengan Toleransi Ketat
Pemesinan plastik CNC merupakan metode yang lebih baik untuk membuat komponen dengan desain yang memerlukan toleransi ketat. Mesin penggilingan CNC konvensional dapat mencapai toleransi ketat sekitar 4 μm.
Jika Prototipe Plastik Memerlukan Permukaan Akhir yang Berkualitas
Mesin CNC menawarkan hasil akhir permukaan berkualitas tinggi sehingga cocok jika proyek Anda tidak memerlukan proses penyelesaian permukaan tambahan. Hal ini tidak seperti pencetakan 3D, yang meninggalkan bekas lapisan selama pencetakan.
Jika Prototipe Plastik Memerlukan Material Khusus
Pemesinan CNC plastik dapat digunakan untuk memproduksi komponen dari berbagai macam bahan plastik, termasuk komponen dengan sifat khusus seperti ketahanan suhu tinggi, kekuatan tinggi, atau ketahanan kimia tinggi. Hal ini menjadikannya pilihan ideal untuk membuat prototipe dengan persyaratan khusus.
Jika Produk Anda Dalam Tahap Pengujian
Pemesinan CNC mengandalkan model 3D yang mudah diubah. Karena tahap pengujian memerlukan modifikasi terus-menerus, pemesinan CNC memungkinkan desainer dan produsen membuat prototipe plastik fungsional untuk menguji dan memecahkan masalah cacat desain.
· Jika Anda Membutuhkan Pilihan Ekonomis
Seperti metode produksi lainnya, pemesinan CNC plastik cocok untuk membuat komponen dengan biaya yang efektif. Plastik lebih murah daripada logam dan material lain, seperti komposit. Selain itu, kontrol numerik komputer lebih akurat, dan prosesnya cocok untuk desain yang rumit.
Kesimpulan
Pemesinan plastik CNC merupakan proses yang diterima secara luas secara industri karena keakuratan, kecepatan, dan kesesuaiannya untuk membuat komponen dengan toleransi yang ketat. Artikel ini membahas berbagai material pemesinan CNC yang kompatibel dengan proses tersebut, teknik yang tersedia, dan hal-hal lain yang dapat membantu proyek Anda.
Memilih teknik pemesinan yang tepat bisa sangat menantang, sehingga mengharuskan Anda untuk melakukan outsourcing ke penyedia layanan CNC plastik. Di GuanSheng, kami menawarkan layanan pemesinan CNC plastik khusus dan dapat membantu Anda membuat berbagai komponen untuk pembuatan prototipe atau penggunaan langsung berdasarkan kebutuhan Anda.
Kami memiliki beberapa material plastik yang cocok untuk pemesinan CNC dengan proses pemilihan yang ketat dan efisien. Selain itu, tim teknik kami dapat memberikan saran pemilihan material dan saran desain yang profesional. Unggah desain Anda hari ini dan dapatkan penawaran harga instan dan analisis DfM gratis dengan harga yang kompetitif.
Waktu posting: 13-Nov-2023