Wytyczne Obróbki Tworzyw

Informacje ogólne
Tworzywa konstrukcyjne bardzo łatwo poddają się obróbce wiórowej. Przy zastosowaniu klasycznych maszyn i technologii służących do obróbki metalu bądź drewna można uzyskać oczekiwane formy detali gotowych.

Należy jedynie pamiętać, że dłuższą żywotność narzędzi uzyskamy poprzez zastosowanie narzędzi wykonanych ze stali szybkotnących HSS lub węglików spiekanych w stosunku do osprzętu ze stali węglowych.

Tworzywa konstrukcyjne cechuje dużo niższa temperatura topnienia oraz przewodność cieplna niż w przypadku metali. Aby uzyskać oczekiwane tolerancje wymiarowe oraz uniknąć kłopotów związanych ze złą powierzchnią detalu gotowego należy zwrócić szczególną uwagę na następujące informacje i zalecenia:

• narzędzia służące do obróbki tworzyw powinny być gładkie i dobrze naostrzone – zaleca się tu polerowanie ostrzy po szlifowaniu powierzchni natarcia i przyłożenia
• nigdy nie należy stosować narzędzi bezpośrednio po obróbce metalu – bez wcześniejszego ostrzenia
• należy zadbać o prawidłowe i stałe odprowadzanie wiórów
• należy zastosować ustawienia kątów narzędzi, prędkości posuwów i prędkości obrotowe wrzeciona zgodnie ze wskazaniami producenta tworzyw / dystrybutora
• niektóre materiały wymagają chłodzenia w trakcie obróbki – w szczególności materiały wypełnione włóknem szklanym oraz materiały wysoko sprawne np. PEEK

Chłodzenie
W porównaniu do metali wszystkie tworzywa są złymi przewodnikami ciepła. W przypadku grupy termoplastów temperatury powyżej punktu mięknięcia prowadzą do powstania zamazanych powierzchni, a nawet do uszkodzenia termicznego materiału. Ostre narzędzia, prawidłowe kąty ostrza narzędzi i wysokie prędkości skrawania gwarantują najlepiej to, że nie zostaną przekroczone temperatury dopuszczalne.

Chłodzenie wodą lub emulsją olejową zalecane jest szczególnie gdy istnieje ryzyko nadmiernego spiętrzenia ciepła, np. przy cięciu dużych średnic prętów lub ich nawiercania.

Wiercenie
Do wiercenia tworzyw konstrukcyjnych najlepiej sprawdzają się wiertła ze stali szybkotnących. Otwory można wykonywać również wykorzystując tokarki czy frezarki.

Szczególną uwagę należy zwrócić na nawierty wykonywane w dużych blokach tworzyw wysokokrystaliczych z grupy PA6-G. Podczas obróbki tego materiału wydziela się dużo ciepła, które nie może być odprowadzone na zewnątrz z uwagi na izolacyjne właściwości tworzywa. Ten miejscowy wzrost temperatury prowadzi do wewnętrznego wydłużenia względnego materiału, co wywołuje naprężenia ściskające tworzywa. Przegrzanie materiału może powodować rozerwania bloku i podziału materiału w nieobrabianych miejscach.

Aby uniknąc tego typu sytuacji należy dokonywać nawiertów wstępnych przelotowych małych średnic, często wycofywać narzędzie skrawające w celu odprowadzenia wiórów, z nawet stosować chłodzenie cieczą lub sprężonym powierzem.

Frezowanie
Operację frezowania tworzyw konstrukcyjnych można dokonywać zarówno na obrabiarkach konwencjonalnych jak i numerycznie sterowanych (CNC). Dobrą jakosć powierzchni i zadowalającą tolerancję wymiarową uzyskuje się przy dość wysokich prędkościach skrawania oraz średnich przesuwach. W celu najlepszego odprowadzenia wiórów zaleca się stosowanie frezów o dużej podziałce.

Toczenie
Półfabrykaty tworzyw mogą być z powodzeniem poddane operacji toczenia w oparciu o narzędzia i osprzęt wykorzystywany przy obróbce metali kolorowych. Należy jedynie pamiętać o stosowaniu naostrzonych narzędzi skrawających.

Przy toczeniu długich elementów może istnieć potrzeba stosowania dodatkowej podtrzymki.

Chłodzenie materiału następuje wraz z odprowadzeniem wiórów wstążkowych, dlatego należy zapewnić prawidłowe usuwanie wiórów płynących.

Struganie
Tworzywa konstrukcyjne mągą być strugane na maszynach grubościówkach i wygładzarkach stosowanych do obróbki drewna. Prędkości stugania zależą od rodzajów struganego tworzywa konstrukcyjnego.

Cięcie
Tworzywa konstrukcyjne mogą być cięte piłą tarczową, taśwową i ramową. Prędkości cięcia zależą od rodzajów tworzywa oraz wielkości ciętych bloków.

Gwintowanie
Gwintowanie tworzyw wykonuje się z wykorzystaniem typowych dla metali urządzeń, tokarki lub gwintowników i narzynek. Wykonuje się gwinty zarówno okrągłe, jak również V.