CNC-Bearbeitung von Polycarbonat (PC)

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Wissenschaft und Technologie entwickeln sich kontinuierlich weiter. Polycarbonat (PC) Polycarbonat wird zunehmend im Maschinenbau eingesetzt. Polycarbonat ist ein Hochleistungskunststoff. Er findet breite Anwendung im Bauwesen, in der Elektronik, im Automobilbau, in der Medizin und in Alltagsgegenständen. Es verfügt über hervorragende mechanische, optische und verarbeitungstechnische Eigenschaften. Diese machen es zu einem wichtigen Werkstoff in den anspruchsvollen Bereichen Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Sicherheitsausrüstung. Im Folgenden erläutern wir, warum wir CNC-Bearbeitung für Polycarbonat verwenden. Anschließend werden die Eigenschaften von Polycarbonat erläutert. Außerdem geben wir Tipps zur CNC-Bearbeitung von Polycarbonat. Dies dient Ihrem Verständnis. Los geht's!

Was ist Polycarbonat?

Polycarbonat (PC) ist ein flexibler Thermoplast. Es hat keinen festen Schmelzpunkt und wird vor dem Schmelzen weich. Polycarbonat wird üblicherweise in transparenten und schwarzen Streifen und Platten verkauft. Darüber hinaus ist Polycarbonat eine stärkere und flexiblere Alternative zu normalem Glas, wenn Teile mit hoher Lichtdurchlässigkeit benötigt werden. Es ist leicht und weist eine geringe Kristallinität auf, da es aus amorphen Molekülen besteht. Polycarbonat ist hitzebeständiger und schlagfester als andere Kunststoffe wie Plexiglas.

PC ist ein flexibler technischer Kunststoff mit vielen hervorragenden Eigenschaften. Polycarbonat ist in verschiedenen Qualitäten erhältlich, weist aber im Allgemeinen die folgenden mechanischen Eigenschaften auf:

Hohe Bruch- und SchlagfestigkeitPolycarbonat ist bekannt für seine hohe Härte und seine Widerstandsfähigkeit gegen Stöße. Es wird daher häufig in Hochleistungsumgebungen eingesetzt.
Beständig gegen UV-StrahlungEinige Polycarbonat-Typen sind extrem beständig gegen UV-Strahlung. Sie zersetzen sich nicht bei direkter Sonneneinstrahlung.
Hitze- und feuerbeständigPolycarbonat ist bis zu 140 °C temperaturbeständig. Es eignet sich daher ideal für medizinische Anwendungen, die eine wiederholte Sterilisation erfordern.
Chemisch beständig. Polycarbonat weist eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber Alkoholen, Fetten, anorganischen Säuren und aliphatischen Kohlenwasserstoffen auf.
Hervorragende DimensionsstabilitätDieser Thermoplast schrumpft nicht nennenswert (zwischen 0,6% und 0,9%). Er behält daher in den meisten Fällen seine Form.
Transparenz und KlarheitDie amorphe Struktur von Polycarbonat-Kunststoff verleiht ihm ein hohes Maß an Transparenz und Klarheit. Es lässt außerdem 90 % Licht durch und hat einen Brechungsindex von 1,548. Daher ist es eine beliebte Alternative zu Glas.

Gängige Arten von Polycarbonat

Es gibt verschiedene Polycarbonat-Typen mit jeweils unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften. Verschiedene Typen eignen sich für unterschiedliche Aufgaben in unterschiedlichen Bereichen. Die folgenden Polycarbonat-Typen werden üblicherweise für die CNC-Bearbeitung verwendet:

Allzweck-Polycarbonat

Dieses Polycarbonat ist extrem robust und weist eine hervorragende Transparenz auf. Universal-Polycarbonat hat eine glatte Oberfläche und ein schönes Aussehen. Es ist zudem hoch UV-beständig und daher ideal für den Außenbereich geeignet.

Glasgefülltes Polycarbonat

Dieses Polycarbonat ist sehr robust, schlagzäh und zäh. Es ist ein idealer Ersatz für Metall und technische Kunststoffe. Die Zugabe von 10–40%-Glasfasern verstärkt es zusätzlich. Daher kann es als Metallersatz bei der Herstellung von Industrieteilen eingesetzt werden.

Polycarbonat in mechanischer Qualität

Dieses Polycarbonat ist sehr formstabil. Es verfügt über hervorragende elektrische Eigenschaften, einen hohen Elastizitätsmodul und Schlagfestigkeit. Teile aus mechanischem Polycarbonat werden häufig in Situationen eingesetzt, in denen viel Arbeit erledigt werden muss.

AMGARDTM Polycarbonat

AMGARDTM Polycarbonat ist ein einzigartiger Industriekunststoff. Es enthält Silberionen, die das Wachstum von Mikroorganismen auf seiner Oberfläche verhindern. Dieses Polycarbonat eignet sich ideal für die Herstellung von medizinischen Geräten und Instrumenten, Schutzschilden und anderen Gegenständen, die eine bakterien- und schimmelfreie Oberfläche benötigen.

TUFFAK Polycarbonat

TUFFAK ist ein flexibler Polycarbonat-Kunststoff, der doppelt so stark wie Glas ist. Er kann auf verschiedene Arten hergestellt werden, unter anderem durch CNC-Bearbeitung und Thermoformen. TUFFAK-Polycarbonat hat eine sehr gute Dimensionsstabilität und ist mit Klebstoffen, Farben und Lösungsmitteln kompatibel.

Warum Polycarbonat für die CNC-Bearbeitung verwenden?

Gute mechanische Eigenschaften

Polycarbonat ist robust und steif. Es hält der Schnittkraft und dem Druck bei der Bearbeitung stand. Dadurch bleiben die bearbeiteten Teile in Größe und Form präzise.

Ausgezeichnete Zähigkeit

Polycarbonat ist robust. Es lässt sich kaum reißen oder brechen. Diese Zähigkeit sorgt für Stabilität und Sicherheit bei der Verarbeitung. Dies gilt insbesondere bei komplexen Formen.

Gute Dimensionsstabilität

Polycarbonat behält seine Form auch bei schwankenden Temperaturen und Feuchtigkeit. Diese Stabilität gewährleistet, dass die bearbeiteten Teile die richtige Größe und Form behalten. Bei Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen sind die Größenänderungen gering. Dies trägt zur Präzision der Bearbeitung bei.

Gute Transparenz

Polycarbonat ist durchsichtig. Es kann zu durchsichtigen oder halbdurchsichtigen Teilen verarbeitet werden. Glatte und ansprechende Teile werden aus durchsichtigen Materialien hergestellt. Daher werden sie häufig für Teile und optische Komponenten verwendet, die einer Sichtprüfung bedürfen. Sie sind das ideale Material für die Herstellung durchsichtiger oder optischer Teile.

Hervorragende Temperaturanpassungsfähigkeit

Polycarbonat ist formstabil und auch bei hohen Temperaturen belastbar. Der Dauergebrauchstemperaturbereich liegt typischerweise zwischen -40 °C und 120 °C, kurzzeitig hält es sogar Temperaturen bis zu 140 °C stand. Diese Hitzebeständigkeit macht Polycarbonat für den Einsatz in Hochtemperaturumgebungen geeignet. Beispielsweise in Lampenschirmen für Autos, Gehäusen elektronischer Geräte und Beleuchtungskörpern.

Polycarbonat hingegen behält auch bei niedrigen Temperaturen seine gute Zähigkeit und Schlagfestigkeit. Selbst bei Temperaturen von bis zu -40 °C bleibt es stabil. Daher eignet es sich gut für den Einsatz bei kaltem Wetter, beispielsweise in Outdoor-Ausrüstung und Luft- und Raumfahrtteilen.

Gute Bearbeitbarkeit

Polycarbonat lässt sich leicht bearbeiten. Es ermöglicht einfaches Schneiden, Bohren und Fräsen mit Standard-CNC-Maschinen. Es ermöglicht auch die CNC-Bearbeitung zur Herstellung vieler komplexer Formen und Strukturen. Dies erleichtert CNC-Bearbeitung und gewährleistet die Qualität des Endprodukts unter verschiedenen Prozessparametern. Außerdem verursacht Polycarbonat bei der Bearbeitung keine übermäßige Hitze und keinen Verschleiß. Dies verlängert die Werkzeuglebensdauer.

Überlegene Bearbeitbarkeit von Polycarbonat

Bei der CNC-Bearbeitung weist Polycarbonat mehrere hervorragende Bearbeitungseigenschaften auf:

Geringe Schnittkraftanforderungen: Polycarbonat ist relativ weich, sodass beim Schneiden weniger Schneidkraft erforderlich ist. Dies trägt dazu bei, die Belastung der Werkzeugmaschine zu reduzieren, die Werkzeuglebensdauer zu verlängern und den Energieverbrauch zu senken.
Hochpräzises Formen: Es ermöglicht eine hochpräzise Bearbeitung und weist eine bessere Dimensionsstabilität auf. Darüber hinaus weisen die bearbeiteten Teile geringere Maßabweichungen auf und können die Anforderungen von Anwendungen mit höheren Genauigkeitsanforderungen erfüllen.
Gute Oberflächenbeschaffenheit: Die Oberfläche ist nach der Bearbeitung glatt und eben und weist einen geringen Rauheitswert auf. Auch ohne große Nachbearbeitung wird ein ansprechendes Erscheinungsbild erzielt.
Geringer Werkzeugverschleiß: Geringer Werkzeugverschleiß, reduziert die Häufigkeit und die Kosten des Werkzeugwechsels.
Bessere thermische Stabilität: Die während des Bearbeitungsprozesses erzeugte Wärme hat einen relativ geringen Einfluss auf die Leistung und trägt dazu bei, die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität aufrechtzuerhalten.

Hervorragende mechanische und optische Eigenschaften

Heutzutage wird bei CNC-Maschinen gerne Polycarbonat verwendet. Dies liegt vor allem daran, dass es über hervorragende mechanische und optische Eigenschaften verfügt.

Mechanische Eigenschaften

Schlagfestigkeit: Polycarbonat (PC) ist ein robustes Material mit hervorragender Schlagfestigkeit. Das bedeutet, dass PC-Materialien auch in Umgebungen mit hoher Belastung oder Stoßbelastung ihre Integrität und strukturelle Stabilität behalten. Diese Eigenschaft macht CNC-gefräste PC-Teile äußerst langlebig und widerstandsfähig gegen Beschädigungen.
Thermische Stabilität: PC-Materialien sind thermisch stabil und behalten ihre mechanischen Eigenschaften auch bei erhöhten Temperaturen. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur liegt üblicherweise bei 110–150 °C. Das bedeutet, dass die Hitze bei der CNC-Bearbeitung das PC-Material weder verformt noch beschädigt.
Elektrische Isolierung: PC-Materialien verfügen über gute elektrische Isolationseigenschaften und eignen sich daher ideal für den Einsatz in elektronischen und elektrischen Anwendungen. Bei der CNC-Bearbeitung ermöglicht diese Eigenschaft PC-Komponenten die Isolierung von Strom und Spannung. Dies sorgt für Sicherheit und Stabilität der Geräte.

Optische Eigenschaften

Hohe Transparenz: PC-Materialien zeichnen sich durch eine hohe Lichtdurchlässigkeit mit einer Lichtdurchlässigkeitsrate von über 90% aus. Dies verschafft PC-Teilen einen klaren Vorteil in Anwendungsszenarien wie der Herstellung optischer Komponenten oder transparenter Gehäuse. Diese Transparenz bleibt bei der CNC-Bearbeitung erhalten, was zu einem Endprodukt mit hervorragender Optik führt.
Hoher Brechungsindex: Mit einem Brechungsindex von etwa 1,585–1,586 haben PC-Materialien einen hohen Brechungsindex. Dieser hohe Brechungsindex macht PC transparent. Es kann Glas und andere teure Materialien ersetzen und so Kosten sparen.
Lichtbeständigkeit: PC-Materialien zeichnen sich durch hervorragende Lichtbeständigkeit aus, behalten ihre Transparenz auch bei langfristiger UV-Bestrahlung und sind alterungsbeständig. Dies verleiht PC-Teilen eine hohe Haltbarkeit im Außenbereich oder bei Anwendungen, die eine langfristige Lichteinwirkung erfordern.

Vorteile der CNC-Bearbeitung von Polycarbonat

Vielseitigkeit der Verarbeitungsmöglichkeiten: Polycarbonat kann bearbeitet werden mit einem Vielzahl von CNC-Bearbeitungsverfahren, einschließlich Fräsen, Drehen, Bohren und Schneiden. Dadurch eignet es sich hervorragend für eine Vielzahl von Fertigungsanwendungen, von der einfachen Flachbettbearbeitung bis hin zur Herstellung komplexer 3D-Strukturen.
Hohe Bearbeitungseffizienz: Der hohe Automatisierungsgrad und die Möglichkeit, die Bearbeitung schnell und kontinuierlich durchzuführen, steigern die Produktivität erheblich. Dies ist besonders vorteilhaft für die Massenproduktion und das Rapid Prototyping.
Geringe Eigenspannungsentwicklung: Bei der CNC-Bearbeitung ist die Wahrscheinlichkeit von Eigenspannungen in Polycarbonat geringer. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit von Verformungen nach der Bearbeitung. Dies ist entscheidend für Anwendungen, die eine hohe Dimensionsstabilität erfordern.
Hohe Genauigkeit und Konsistenz: Die Fähigkeit, eine sehr hohe Maß- und Formgenauigkeit zu erreichen, stellt sicher, dass jedes bearbeitete Polycarbonatteil ein hohes Maß an Konsistenz aufweist und strenge Industriestandards und Designanforderungen erfüllt.
Fähigkeit zur Verarbeitung komplexer Formen: Wir können problemlos Polycarbonatteile mit komplexen Formen herstellen. Diese Formen umfassen innere Strukturen und Außenkonturen. Sie entsprechen exakt dem Design.
Gute Oberflächenqualität: Die Oberfläche von CNC-bearbeiteten Teilen ist glatt und eben, wodurch der Bedarf an nachfolgenden Oberflächenbehandlungsprozessen reduziert und Zeit und Kosten gespart werden.
Hohe Materialausnutzung: Durch präzise Programmierung und Bahnplanung lässt sich der Materialabfall minimieren. Dies senkt die Produktionskosten.
Wiederholbarkeit: Bei der CNC-Bearbeitung können, solange Programmierung und Einstellungen gleich bleiben, immer wieder dieselben Teile hergestellt werden. Dies gewährleistet die Stabilität der Produktqualität und verbessert die Produktionseffizienz erheblich.

CNC-Bearbeitung von Polycarbonatteilen – Anwendungen

Bereich Elektro- und Elektronikgeräte: Polycarbonat ist robust und isolierend. Es eignet sich gut zur Herstellung von elektrischen Steckverbindern, Klemmen und anderen isolierenden Teilen. Diese Teile gewährleisten die Sicherheit und Zuverlässigkeit elektrischer Systeme.
Automobilbereich: Polycarbonat ist robust und hitzebeständig. Es eignet sich gut für die Herstellung von Scheinwerfer- und Rücklichtabdeckungen sowie Instrumententafeln. Diese Teile müssen langlebig sein und eine gute optische Leistung bieten.
Konstruktion: Polycarbonat ist transparent und witterungsbeständig. Diese Eigenschaften machen es ideal für transparente Dächer, Lichtabdeckungen und Fenster im Bauwesen. Sie sorgen für natürliches Licht und sparen Energie.
Medizinprodukte: Polycarbonat ist biokompatibel und sterilisierbar. Daher eignet es sich für die Herstellung von chirurgischen Instrumenten, Spritzen und Diagnosegeräten. Es gewährleistet eine sichere Anwendung im medizinischen Bereich.
Luft- und Raumfahrt: In der Luft- und Raumfahrt werden Flugzeugfenster und -luken aus Polycarbonat hergestellt. Dank seines geringen Gewichts und seiner hohen Stoßfestigkeit sorgt es für sichere und effiziente Flüge.
Optisches Feld: Polycarbonat verfügt über hervorragende optische Eigenschaften. Es wird zur Herstellung vieler Linsentypen, beispielsweise von Kameraobjektiven, verwendet.

CNC-Bearbeitungsoptionen für Polycarbonatteile

Polycarbonat ist anfällig für Kratzer, daher gibt es verschiedene Oberflächenbehandlungen. Diese Oberflächenbehandlungen tragen dazu bei, die physikalischen Eigenschaften der PC-Teile nach der Bearbeitung zu verbessern. Dadurch sind sie für den Einsatz in der Praxis besser geeignet. Im Folgenden sind einige der Oberflächenbehandlungen für Polycarbonat aufgeführt:

Bearbeitung

Die spanende Bearbeitung ist eine gängige und kostengünstige Bearbeitungsmethode. Sie eignet sich für bearbeitete Teile, die keiner weiteren Bearbeitung bedürfen. Bearbeitete Teile können feine Werkzeugspuren oder Kratzer auf der Oberfläche aufweisen. Es ist jedoch eine kostengünstigere und schnellere Produktionsmethode.

Es ist zu beachten, dass durch die Bearbeitung keine optisch klare Oberfläche von Polycarbonatteilen erzielt werden kann. Dies kann durch die Bearbeitung von Polycarbonatteilen mit Diamantwerkzeugen erreicht werden. Daher müssen Kunden diese Oberflächenbehandlung direkt im Angebotsprozess anfordern. Dies kann die Bearbeitungskosten erhöhen.

Dampfpolieren

CNC-bearbeitete Teile weisen oft sichtbare Werkzeugspuren auf, die das Erscheinungsbild des Produkts verändern können. Dampfpolieren wird häufig eingesetzt, um Kratzer und Werkzeugspuren von bearbeiteten Polycarbonatteilen zu entfernen. Dazu wird das Teil in eine Lösung gelegt, die mit der Oberfläche reagiert und diese schmilzt. Dadurch fließt das Material und verdeckt die Werkzeugspuren.

Die Oberfläche eines CNC-bearbeiteten Polycarbonatteils ist üblicherweise transparent. Wird sie jedoch während des Bearbeitungsprozesses geschmolzen, kann sie nahezu undurchsichtig werden. Nach der Bearbeitung eignet sich Dampfpolieren hervorragend, um die Oberfläche zu glätten und ihr einen gleichmäßig hohen Glanz oder ein vollkommen klares Aussehen zu verleihen. Diese Oberflächenbehandlung eignet sich jedoch nicht für Komponenten, die optisch transparent sein müssen.

Polieren

Dieses Verfahren verbessert das Erscheinungsbild von Werkzeugspuren auf der Oberfläche bearbeiteter Polycarbonatteile. Ein schnell rotierendes Baumwollpolierrad glättet die Oberfläche des Teils. Dieses Verfahren eignet sich ideal für die Bearbeitung großer Teile mit glatten Außenflächen. Allerdings erzielt das Polieren bei bearbeitetem Polycarbonat nicht den gleichen Poliereffekt wie das Dampfpolieren.

Kratzfeste Beschichtung

Einer der Nachteile von Polycarbonat ist seine Kratzempfindlichkeit. Wir können CNC-gefräste Polycarbonatteile beschichten. Dies reduziert Kratzer und verbessert die optische Klarheit.

Expertentipps zur CNC-Bearbeitung von Polycarbonat

Die Anwendungsgebiete von Polycarbonat erweitern sich ständig. Yonglihao Machinery ist seit vielen Jahren ein CNC-Bearbeitungs- und Fertigungsunternehmen. Das Unternehmen verfügt über umfassende Erfahrung und Kompetenz in der CNC-Bearbeitung von Polycarbonat. Hier einige Tipps zur Bearbeitung von Polycarbonat:

Werkzeugauswahl

Verwenden Sie beim Bearbeiten scharfe Werkzeuge. Sie sorgen für glatte Schnitte und reduzieren Delamination und Grate. Wählen Sie ein Werkzeugmaterial, das sich für die Bearbeitung von Polycarbonat eignet. Wolframstahl oder Schnellarbeitsstahl sind beispielsweise eine gute Wahl.

Wählen Sie die passenden Schnittparameter

Schneidparameter sind wichtige Faktoren für die Verarbeitungseffizienz und Produktqualität. Bei Polycarbonat gewährleisten die richtigen Schneidparameter eine schnelle Verarbeitung und eine gute Produktqualität. Generell sollte die Schneidgeschwindigkeit von Polycarbonat moderat sein, üblicherweise 2500 bis 3000 U/min. Eine zu hohe Geschwindigkeit führt zu Überhitzung und Schmelzen des Materials, eine zu niedrige Geschwindigkeit führt zu einem ungleichmäßigen Schnitt.

Darüber hinaus minimiert eine angemessene Vorschubgeschwindigkeit Vibrationen und Materialabrieb. Die empfohlene Vorschubgeschwindigkeit beträgt 800 bis 1200 mm/min. Passen Sie die Parameter jedoch an die Bearbeitungsanforderungen und die Werkzeugwahl an. Die Schnitttiefe sollte ebenfalls geringer sein, um Materialrisse oder eine Überhitzung des Werkzeugs zu vermeiden. Üblicherweise wird eine Schnitttiefe zwischen 0,5 und 2 mm empfohlen. Beachten Sie jedoch, dass die optimalen Schnittparameter nicht festgelegt sind und entsprechend dem Werkzeugverschleiß, der spezifischen Zusammensetzung und den Eigenschaften des PC-Materials sowie den Verarbeitungsanforderungen ausgewählt werden müssen.

Verwendung von Kühlmittel

Wir verwenden Kühlmittel zur Werkzeugkühlung. Dies reduziert den Verschleiß und verbessert die Oberflächenqualität. Die Wahl des Kühlmittels sollte auf den Eigenschaften des Kunststoffs und den Bearbeitungsanforderungen basieren.

Werkzeugwegplanung

Planen Sie den Werkzeugweg so, dass die Schnittkraft reduziert und Spannungen vermieden werden. Minimieren Sie die Kraftkonzentration. Die schrittweise Vertiefung des Schneidverfahrens kann die Bearbeitungsqualität verbessern.

Klemmen und Fixieren

Um das Polycarbonat während der Bearbeitung an Ort und Stelle zu halten, verwenden Sie Vakuumsauger, Klemmen oder doppelseitiges Klebeband. Sie verhindern, dass sich das Material bewegt. Reduzieren Sie Materialvibrationen durch zusätzliche Klemmpunkte. Sie können auch vibrationsdämpfende Unterlegscheiben verwenden. Diese Maßnahmen gewährleisten einen reibungslosen Schnitt und eine hohe Oberflächenqualität.

Nachbehandlung

Wir führen bei Bedarf Nachbehandlungen durch. Dazu gehören Polieren und Schleifen. Diese Schritte verbessern das Finish und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche. Zum Polieren der Oberfläche kann feines Schleifpapier oder Polierpaste verwendet werden, um das Oberflächenfinish zu verbessern.

Abschluss

Die CNC-Bearbeitung von Polycarbonat ist ein wichtiges Werkzeug in der modernen Fertigung. Dies liegt an der hohen Festigkeit und Verarbeitungsflexibilität. Sie ermöglicht die Herstellung hochwertiger Teile. Darüber hinaus können Produkte durch verbesserte Bearbeitung und Nachbehandlung verbessert werden. Wissenschaft und Technologie entwickeln sich weiter. Die Verarbeitungstechnologie reift heran. Die CNC-Bearbeitung von Polycarbonat wird schon bald ihre einzigartigen Vorteile und vielfältigen Einsatzmöglichkeiten unter Beweis stellen. Sie wird bessere und schnellere Lösungen für viele Branchen bieten. Wenn Sie Teile aus Polycarbonat benötigen, kontaktieren Sie uns bitte unter Yonglihao Machinery. Wir beraten Sie gerne und bieten Ihnen kompetente Bearbeitungslösungen und Produkte.