ماشین کاری ورق های مهندسی مانند پلیآمید (PA6) و پلیاستال (POM) اگر با همان ذهنیت و پارامترهایی انجام شود که برای فلزات در نظر گرفته میشود، نتیجهای جز خرابی قطعه، سوختن سطح و کاهش عمر ابزار نخواهد داشت. تفاوتهای ذاتی بین فلز و پلاستیک، از جمله ضریب انبساط حرارتی بالاتر، تمایل به نرم شدن تحت حرارت، برگشتپذیری ابعادی و چسبندگی به ابزار، باعث میشوند که اپراتور نیاز به تنظیمات کاملاً متفاوتی برای CNC داشته باشد. در این مقاله به بررسی پنج اشتباه کلیدی در ماشینکاری این دسته از مواد میپردازیم و راهکارهایی عملی برای بهبود فرآیند ارائه خواهیم داد.
یکی از رایجترین خطاها، استفاده از ابزارهای برشی است که برای فلزات طراحی شدهاند. این ابزارها معمولاً زاویه براده و مارپیچ تندتری دارند و برای حذف برادههای سخت و مقاوم طراحی شدهاند، اما هنگام کار با پلاستیکها ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد، چسبندگی ماده به ابزار، یا حتی پارگی لبهها شوند. ابزار مناسب برای ماشینکاری میلگرد پلیاستال POM باید زاویه براده مثبت داشته باشد، تیز و روان برش دهد و در صورت امکان از روکشهای ضدچسبندگی بهره ببرد. برای مثال، تیغههایی با زاویه مارپیچ ملایم و ساختار تکلبه در برابر چسبندگی پلیمر بسیار مؤثرند. انتخاب ابزار مناسب، کلید شروع یک فرآیند تمیز و بدون تنش است.
یکی از چالشهای مهم، انتخاب صحیح سرعت دوران ابزار (RPM) و نرخ پیشروی (Feedrate) است. اگر دور ابزار بیش از حد بالا باشد، اصطکاک با سطح قطعه باعث افزایش شدید دما شده و در نتیجه سطح قطعه ذوب یا حتی سیاه میشود. از طرفی، اگر سرعت بیش از حد کم باشد، کیفیت سطح نهایی کاهش مییابد، لرزش در قطعه افزایش پیدا میکند و خطوط ناخواسته ظاهر میشود. برای شروع ماشینکاری با POM معمولاً دور بین 3000 تا 6000 RPM مناسب است، در حالیکه برای ورق پلی آمید ضدسایش بسته به شرایط بین 2000 تا 4000 RPM توصیه میشود. البته پارامترهای دقیق باید بر اساس قطر ابزار، نوع دستگاه تراش و خنککاری نهایی تنظیم شوند.
برخلاف فلزات که پس از ماشینکاری معمولاً پایدار باقی میمانند، پلاستیکها ممکن است تحت اثر تنش داخلی یا گرمای ناشی از برش، بعد از پایان ماشینکاری دچار تغییر شکل شوند. این پدیده بهویژه در قطعات بزرگتر و یا با مقاطع ضخیمتر بیشتر دیده میشود. در چنین شرایطی، قطعه تاب برداشته یا حتی ابعاد آن از تلرانس خارج میشود. برای مقابله با این مشکل، معمولاً آنیل کردن یا تنشزدایی حرارتی پیش از ماشینکاری توصیه میشود. همچنین میتوان عملیات ماشینکاری را در دو مرحله انجام داد و بین مراحل، قطعه را مدتی در دمای محیط قرار داد تا تنشها آزاد شوند.
برادههای حاصل از ماشین کاری ورق های مهندسی برخلاف فلزات معمولاً سبک و نرماند، اما در صورت بالا بودن حرارت میتوانند به ابزار بچسبند، به سطح قطعه بازگردند و باعث آسیب به آن شوند. این موضوع بیشتر در هنگام ماشینکاری پیوسته و بدون خنککاری دیده میشود. استفاده از خنککننده مناسب مثل هوای فشرده یا اسپریهای خنککننده تخصصی، یکی از راهحلهای مؤثر برای کنترل دما و کاهش چسبندگی پلیمر است. برخلاف فلزات، استفاده از خنککاری آبی ممکن است برای برخی پلاستیکها مانند میلگرد پلیآمید PA6 منجر به جذب رطوبت و تغییر ابعاد بعدی شود، بنابراین انتخاب نوع خنککاری اهمیت زیادی دارد.
یکی دیگر از تفاوتهای فلزات و پلاستیکها، ضریب بالای انبساط حرارتی در مواد مهندسی است. مثلاً پلیاستال و پلیآمید در مقایسه با آلومینیوم چند برابر بیشتر منبسط میشوند. این موضوع در طراحی قطعاتی که در دماهای متغیر کار میکنند بسیار حیاتی است. قطعهای که در دمای اتاق دقیق ماشینکاری شده، ممکن است در حین عملکرد به دلیل افزایش دما از تلرانس خارج شود. بنابراین طراحی باید با در نظر گرفتن رفتار حرارتی متریال انجام شود، نه صرفاً با تلرانسهای مکانیکی مرسوم در فلزات. در صورت نیاز به دقت بالا، حتی در مرحله طراحی هم باید مشاوره با متخصص متریال در نظر گرفته شود.
موفقیت در ماشینکاری پلاستیکهای مهندسی نیاز به رعایت چند نکته طلایی دارد. استفاده از ابزار تکلبه با زاویه مناسب، کنترل دقیق ارتعاش با استفاده از قید و بست مطمئن، و اجرای ماشینکاری مرحلهای برای توزیع یکنواخت تنش در قطعه از جمله این موارد است. همچنین بهتر است همواره بین مراحل برادهبرداری، وقفههایی برای خنک شدن قطعه لحاظ شود. این موارد نه تنها باعث افزایش عمر ابزار و کیفیت سطح نهایی میشود، بلکه احتمال بازگشت تغییر شکل را نیز کاهش میدهد.
ماشینکاری پلاستیکهای مهندسی، برخلاف تصور رایج، کاری ساده و سرسری نیست. هر اشتباه در تنظیمات یا انتخاب ابزار، میتواند به سوختن سطح، خرابی قطعه، یا حتی شکستن ابزار منجر شود. با شناخت دقیق رفتار مواد POM و PA6 در برابر حرارت، تنش، و سرعت، و همچنین رعایت اصولی که در این مقاله مطرح شد، میتوان فرآیند ماشینکاری را بهینهسازی کرد. در نهایت، تفاوت در جزئیات است که یک کارگاه حرفهای را از سایرین متمایز میسازد.
اگر میخوای هیچوقت قطعهت نسوزه یا ابزار کارت گیر نکنه، همین الان فرم مشاوره رایگان رو پر کن تا تیم مهندسی پکیلون راهنمایی کامل برای ماشینکاری یا انتخاب متریال مناسب بهت ارائه بده.
