Návod na obrábění technických plastů

Zpracování Polyamidu PA6

Při opracování je potřebné používat jen ostré nástroje v provedení určeném na obrábění hliníku a bronzu, s použitím vysoké řezné rychlosti a malého posunu. Při strojním (třískovém) obrábění doporučujeme dodržovat podmínky uvedené v tabulce:

Způsob obrábění

Při vyšších rychlostech obrábění se doporučuje chlazení vzduchem, chladící emulzí, vodou nebo olejem.Velmi citlivé je vrtání masivních bloků (válců). U odlitků o průměru větším než 100 mm působí vnitřní pnutí, které může být příčinou prasknutí při neopatrném vrtání. Proto doporučujeme dodržovat tyto zásady:

Základní otvor vrtat ostrým spirálovým vrtákem o průměru menším než 10 mm při řezné rychlosti do cca 500 ot/min. a posuvu menším než 0,1 mm/ot.. Je třeba zajistit dostatečné chlazení vodou nebo chladící emulzí. Předvrtaný otvor se doporučuje postupně zvětšovat, např. při průměru 10 mm postupovat dále průměry 15, 20, 30 mm atd. a při dostatečně velkém průměru dále postupovat soustružením.

Zpracování plexiskla - akrylon (PMMA)

Zpracování polytanu - polyuretan

Tvrdé typy polytanu od 80° Sh lze dobře obrábět, zatímco měkké mají snahu uhýbat nástroji.

Doporučené podmínky pro podélné soustružení jsou:

Posuv nástroje z rychlořezné oceli je 0,1 až 0,2 mm/ot.

Pro tvrdosti 65° a 80° Sh řezná rychlost 300 až 500 m/min a pro tvrdosti 90° a 95° Sh – 100 až 150 m/min. Úhly na nástroji α =12 °, β = 53 °, λ = 25 °.

Pro relativní měkkost polytanu vůči oceli se doporučuje řezat jen hrubé závity.

Při frézování se používá řezných rychlostí 250 až 400 m/min. Nástroj je z rychlořezné oceli o volném úhlu α = 10° a λ = 20°. Nedoporučuje se užívat nástrojů s větším počtem zubů, neboť odběr třísky je obtížný.

NÁVOD NA OBRÁBĚNÍ POLOTOVARŮ TECHNICKÝCH PLASTŮ

Polotovary technických plastů (tyče, trubky, desky, atd.) lze snadno obrábět na běžných kovoobráběcích a dřevoobráběcích strojích.

VŠEOBECNÁ DOPORUČENÍ

S ohledem na špatnou tepelnou vodivost a relativně nízký bod tání termoplastů je nutno zajistit, aby při obrábění vznikalo co nejméně tepla a současně aby co nejméně přecházelo na plastový obrobek. Zabrání se tak deformací, vzniku napětí v obrobku, změnám barvy a natavení povrchu.

Proto je nutno dodržet následující doporučení:

• nástroje musí být udržovány neustále ostré a hladké
• posuv by měl být co největší
• nástroje musí mít takový tvar, aby se obráběného materiálu dotýkaly jen řeznou plochou
• musí být zajištěn co nejlepší odvod třísky
• při operacích, kdy vzniká nadměrné teplo (např. při vrtání), je vhodné použít chladící médium

Síla nutná pro obrábění technických plastů je nižší, než síla nutná pro obrábění kovů a navíc příliš vysoké upínací síly vedou k pružné deformaci obrobku, což má vliv na přesnost obrábění. Proto je nutno snížit upínací tlaky a při obrábění např. tenkostěnných pouzder je nezbytné obrobek podpírat.

ŘEZNÉ NÁSTROJE

Pro většinu polotovarů je vhodná rychlořezná ocel. Pro větší výrobní dávky je vhodné volit karbidové, keramické a diamantové řezné nástroje. Tyto jsou nezbytné pro obrábění materiálů vyztužených skleněnými vlákny a/nebo uhlíkem. Pro CELAZOLE a TORLON jsou nejlepší nástroje diamantové.

CHLAZENÍ

Mimo vrtání a řezání pásovou pilou zvláště velké průměry, obecně není potřeba chlazení. Chlazení povrchu obrobku však vždy vede k lepší kvalitě povrchu a nižším tolerancím. Jsou vhodné běžné chladící emulze pro obrábění. Tyto však nesmí být použity pro chlazení amorfních materiálů (PC 1000, PPSU 1000, PEI 1000, PSU 1000 a SEMITRON ESd 410C), které jsou náchylné k vnitřnímu popraskání po použití těchto médií. Pro chlazení těchto materiálů je nutné použít čistou vodu nebo stlačený vzduch. Stlačený vzduch je rovněž velmi vhodný z důvodu dobrého odvodu třísky mezi řeznou plochou a obrobkem.

TOLERANCE

Tolerance obrábění pro termoplasty jsou významně vyšší než tolerance pro kovové součásti. Je to způsobeno zvýšeným koeficientem tepelné roztažnosti, bobtnáním vlivem absorpce vlhkosti a možnými deformacemi způsobenými vnitřním pnutím během obrábění. Deformace se objevují zejména tehdy, kdy obráběním vznikají asymetrické nebo velké změny v průměru (např. pouzdra vyráběná z velkých tyčí kruhového průřezu) nebo hluboké drážky při frézování. V těchto případech, podle požadavků na toleranci, může nastat nutnost tepelné úpravy (odstranění vnitřního pnutí) po předběžném obrobení (min. přesah 3 % průměru) a před konečným obrobením součástí, (návod na tepelné úpravy před a po obrábění na požádání zašleme nebo vypracujeme). Podle empirického pravidla pro soustružené nebo frézované součásti lze přijmout toleranci 0,1 - 0,2 %  jmenovitého rozměru, ale pro malé součásti je minimální tolerance pouze 0,05 mm. Přesnějších tolerancí lze dosáhnout u High -Tech materiálů jako je CELAZOLE, TORLON, řada PEEKů a TECHTRON.

PTFE je nutno obrábět při minimální teplotě 23°C. Zabrání se tak změně rozměrů, ke které dochází při teplotě cca. 20°C (inverzní bod struktury PTFE).

SOUSTRUŽENÍ

Dlouhé "řetězce" třísek je nutno vhodným způsobem při práci odstraňovat, aby se nazamotaly do upínací hlavy, nástroje nebo obrobku.

FRÉZOVÁNÍ

Lze používat frézy pro lehké kovy. Okružní frézy jsou výhodnější, neboť umožňují lepší odstraňování pilin.

VRTÁNÍ

Naprosto vyhovují vysokorychlostní šroubové vrtáky. Při vrtání produkujícím velké množství tepla použijte chladící kapalinu. Pro lepší odvádění tepla a odstraňování třísek je nutné vrták často vytahovat, zejména při vrtání hlubokých děr. Pro vrtání otvorů o velkém průměru se doporučuje používat vrtáky se ztenčeným dříkem, aby se snížilo tření a následně i tvorba tepla. Při vrtání velkých otvorů se rovněž doporučuje vrtat postupně - tzn. otvor o průměru 50 mm  by měl být vyvrtán postupně na průměr 15, 35 a 50 mm.

VYSTRUŽOVÁNÍ

Používají se výstružníky s přímými nebo šroubovitými drážkami. Musí být velmi dobře ostřené kvůli špatnému odstraňování třísek a pružnosti termoplastů.

ŘEZÁNÍ

Vyhovují pásové, kotoučové nebo přímočaré pily s dostatečně vzdálenými zuby, aby bylo zajištěno dobré odstraňování pilin. Zuby by měly mít dostatečný rozvod, aby nedocházelo ke svírání materiálu za řeznou plochou a v případě potřeby navíc použít rozpínací klíny.

POZOR: ERTALON 66-GF30, TORLON 4301, TORLON 4501, TORLON 5530, KETRON PEEK-HPV, KETRON PEEK-GF30, KETRON PEEK-CA30, TECHTRON HPV PPS, SEMITRON ESd 410C a SEMITRON ESd 520HR je potřeba řezat pásovou pilou s roztečí zubů 4 - 6 mm (CELAZOLE 2 - 3 mm). Nepoužívejte pro řezání těchto materiálů kotoučové pily, většinou jejich použití vede k popraskání materiálu.

OCHRANNÉ BALENÍ PROTI VLHKOSTI

Obrobené součástí z takových polymerů, které přijímají vlhkost z okolního prostředí, je nutno po obrobení ošetřit nebo skladovat tak, aby se zabránilo nabobtnání a tudíž změnám v jejich rozměrech. Pro udržení velmi přesných tolerancí obrobků z materiálů ERTALON / NYLATRON, CELAZOLE, TORLON a SEMITRON je vhodné je skladovat v ochranném plastikovém obalu (sáčku) s pohlcovači vlhkosti.

Jednoduché opracování polyamidu:

Při opracování je potřebné používat jen ostré nástroje v provedení určeném na obrábění hliníku a bronzu, s použitím vysoké řezné rychlosti a malého posunu.

Na dosáhnutí vyšší přesnosti je třeba obrábět postupně tak pomalu, aby materiál mohl vychladnout. Při zpracovávání větších průměrů doporučujeme díl předvrtat.

Po opracování se mají všechny vnitřní hrany zaoblit, aby se snížilo riziko lomu.