Usinage CNC du polycarbonate (PC)

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La science et la technologie se développent continuellement. Polycarbonate (PC) Le polycarbonate est de plus en plus utilisé dans la fabrication de machines. Il est un plastique haute performance. Il est largement utilisé dans la construction, l'électronique, l'automobile, la médecine et les objets du quotidien. Ses excellentes propriétés mécaniques, optiques et de mise en œuvre en font un outil précieux dans les secteurs exigeants de l'aérospatiale, de l'électronique et des équipements de sécurité. Nous expliquerons ensuite pourquoi nous utilisons la CNC pour usiner le polycarbonate, puis nous aborderons ses propriétés. Nous partagerons également des conseils sur l'usinage CNC du polycarbonate. Ceci est pour votre compréhension. C'est parti !

Qu'est-ce que le polycarbonate ?

Le polycarbonate (PC) est un thermoplastique flexible. Il n'a pas de point de fusion fixe et ramollit avant de fondre. Il est généralement vendu en bandes et en feuilles transparentes et noires. De plus, le polycarbonate constitue une alternative plus solide et plus flexible au verre classique pour les pièces à forte transmission lumineuse. Léger et faiblement cristallin, il est composé de molécules amorphes. Le polycarbonate est plus résistant à la chaleur et aux chocs que d'autres plastiques comme le plexiglas.

Le PC est un plastique technique flexible doté de nombreuses propriétés exceptionnelles. Disponible en différentes qualités, le polycarbonate présente généralement les propriétés mécaniques suivantes :

Haute résistance à la casse et aux chocsLe polycarbonate est réputé pour sa grande dureté et sa résistance aux chocs. Il est donc souvent utilisé dans les environnements à hautes performances.
Résistant aux rayons UVCertains types de polycarbonate sont extrêmement résistants aux rayons UV. Ils ne se décomposent pas en plein soleil.
Résistant à la chaleur et au feuLe polycarbonate résiste à des températures allant jusqu'à 140 °C. Il est donc idéal pour les applications médicales nécessitant des stérilisations répétées.
Résistant aux produits chimiquesEn ce qui concerne les produits chimiques, le polycarbonate est très résistant aux alcools, aux graisses, aux acides inorganiques et aux hydrocarbures aliphatiques.
Excellente stabilité dimensionnelleCe thermoplastique ne présente pas de retrait significatif, compris entre 0,61 TP5T et 0,91 TP5T. Il conserve donc sa forme dans la plupart des cas.
Transparence et clartéLa structure amorphe du polycarbonate lui confère une grande transparence et une grande clarté. Il laisse également passer 90% de lumière et possède un indice de réfraction de 1,548. Il constitue donc une alternative populaire au verre.

Types courants de polycarbonate

Il existe différentes qualités de polycarbonate, chacune possédant ses propres propriétés mécaniques. Chaque qualité est adaptée à différentes tâches et à différents domaines. Les types de polycarbonate suivants sont couramment utilisés pour l'usinage CNC :

Polycarbonate à usage général

Ce polycarbonate est extrêmement résistant et offre une excellente transparence. Polyvalent, il présente une surface lisse et un bel aspect. Il est également très résistant aux UV et donc idéal pour une utilisation en extérieur.

Polycarbonate chargé de verre

Ce polycarbonate est très résistant, avec une résistance aux chocs et une ténacité élevées. Il constitue un substitut idéal au métal et aux plastiques techniques. Il est renforcé par l'ajout de fibres de verre 10–40%. Il peut donc remplacer le métal dans la fabrication de pièces de qualité industrielle.

Polycarbonate de qualité mécanique

Ce polycarbonate est très stable dimensionnellement. Il possède d'excellentes propriétés électriques, un module d'élasticité élevé et une grande résistance aux chocs. Les pièces en polycarbonate de qualité mécanique sont souvent utilisées dans les situations où des travaux importants sont nécessaires.

Polycarbonate AMGARDTM

Le polycarbonate AMGARD™ est un plastique industriel unique. Il contient des ions d'argent qui empêchent la prolifération des micro-organismes à sa surface. Ce polycarbonate est idéal pour la fabrication d'équipements et d'instruments médicaux, d'écrans de protection et d'autres articles nécessitant une surface exempte de bactéries et de moisissures.

Polycarbonate TUFFAK

TUFFAK est un plastique polycarbonate flexible, deux fois plus résistant que le verre. Il peut être produit de diverses manières, notamment par usinage CNC et thermoformage. Le polycarbonate TUFFAK présente une excellente stabilité dimensionnelle et est compatible avec les colles, les peintures et les solvants.

Pourquoi utiliser le polycarbonate pour l'usinage CNC ?

Bonnes propriétés mécaniques

Le polycarbonate est solide et rigide. Il résiste aux efforts de coupe et à la pression lors de l'usinage. Ainsi, les pièces usinées conservent leur précision de taille et de forme.

Excellente ténacité

Le polycarbonate est résistant. Il est difficile à fissurer ou à fracturer. Cette robustesse assure la stabilité et la sécurité du traitement, notamment lors de la fabrication de formes complexes.

Bonne stabilité dimensionnelle

Le polycarbonate conserve sa forme quelles que soient les variations de température et d'humidité. Cette stabilité garantit que les pièces usinées conservent la taille et la forme souhaitées. Lorsque la température et l'humidité varient, les variations de taille sont minimes, ce qui contribue à la précision de l'usinage.

Bonne transparence

Le polycarbonate est transparent. Il peut être utilisé pour fabriquer des pièces transparentes ou semi-transparentes. Des pièces lisses et esthétiques sont fabriquées à partir de matériaux transparents. C'est pourquoi il est largement utilisé dans les pièces et composants optiques nécessitant une inspection visuelle. C'est le matériau idéal pour la fabrication de pièces transparentes ou optiques.

Excellente adaptabilité à la température

Le polycarbonate conserve sa forme et résiste aux températures élevées. Sa plage de températures d'utilisation continue se situe généralement entre -40 °C et 120 °C, et il peut même supporter des températures allant jusqu'à 140 °C pendant de courtes périodes. Cette résistance à la chaleur rend le polycarbonate adapté aux environnements à haute température, par exemple pour les abat-jour automobiles, les boîtiers d'équipements électroniques et les luminaires.

En revanche, le polycarbonate conserve une bonne ténacité et une bonne résistance aux chocs à basse température. Il reste solide même à des températures allant jusqu'à -40 °C. Il est donc idéal pour une utilisation par temps froid, par exemple dans les équipements d'extérieur et les pièces aéronautiques.

Bonne usinabilité

Le polycarbonate est facile à usiner. Il permet une découpe, un perçage et un fraisage simples avec des équipements CNC standard. Il permet également l'usinage CNC pour réaliser de nombreuses formes et structures complexes. Cela facilite Usinage CNC et garantit la qualité du produit final selon une large gamme de paramètres de processus. De plus, le polycarbonate ne génère pas de chaleur ni d'usure excessives lors de l'usinage, ce qui prolonge la durée de vie de l'outil.

Usinabilité supérieure du polycarbonate

Dans l'usinage CNC, le polycarbonate présente plusieurs excellentes propriétés d'usinage :

Faibles exigences en matière de force de coupe : Le polycarbonate étant relativement souple, la force de coupe requise est moindre. Cela contribue à réduire la charge sur la machine-outil, à prolonger sa durée de vie et à réduire la consommation d'énergie.
Moulage de haute précision : Il permet un usinage de haute précision et offre une meilleure stabilité dimensionnelle. De plus, les pièces usinées présentent des écarts dimensionnels réduits et peuvent répondre aux besoins des applications exigeant une précision accrue.
Bonne finition de surface : Après traitement, la surface est lisse et plane, avec une faible rugosité. Elle offre également un bel aspect sans nécessiter de traitement ultérieur important.
Faible usure des outils : Faible usure de l'outil, réduit la fréquence et le coût de remplacement de l'outil.
Meilleure stabilité thermique : La chaleur générée pendant le processus d'usinage a un impact relativement faible sur ses performances, contribuant ainsi à maintenir la précision de l'usinage et la qualité de surface.

Excellentes propriétés mécaniques et optiques

Aujourd'hui, les machines CNC privilégient le polycarbonate, principalement en raison de ses excellentes propriétés mécaniques et optiques.

Propriétés mécaniques

Résistance aux chocs : Le polycarbonate (PC) est un matériau robuste offrant une excellente résistance aux chocs. Cela signifie que les matériaux PC conservent leur intégrité et leur stabilité structurelle même dans des environnements soumis à de fortes contraintes ou à des impacts. Cette propriété confère aux pièces PC usinées CNC une grande durabilité et une grande résistance aux dommages.
Stabilité thermique : Les matériaux PC sont thermiquement stables et conservent leurs propriétés mécaniques à des températures élevées. La température de déformation thermique est généralement comprise entre 110 et 150 °C. Cela signifie que lors de l'usinage CNC, la chaleur ne déforme ni n'endommage le matériau PC.
Isolation électrique : Les matériaux PC possèdent de bonnes propriétés d'isolation électrique, ce qui les rend idéaux pour les applications électroniques et électriques. En usinage CNC, cette propriété permet aux composants PC d'isoler le courant et la tension, garantissant ainsi la sécurité et la stabilité de l'équipement.

Propriétés optiques

Haute transparence : Les matériaux PC présentent une transmission lumineuse élevée, avec un taux de transmission supérieur à 90%. Cela confère aux pièces PC un avantage certain dans des applications telles que la fabrication de composants optiques ou de boîtiers transparents. Cette transparence est préservée lors de l'usinage CNC, ce qui permet d'obtenir un produit final doté d'excellentes propriétés optiques.
Indice de réfraction élevé : Avec un indice de réfraction d'environ 1,585-1,586, le PC est un matériau à indice de réfraction élevé. Cet indice élevé le rend transparent. Il peut remplacer le verre et d'autres matériaux coûteux, réduisant ainsi les coûts.
Résistance à la lumière : Les matériaux PC présentent d'excellentes propriétés de résistance à la lumière et conservent leur transparence même en cas d'exposition prolongée aux UV, tout en résistant efficacement au vieillissement. Cela confère aux composants PC une grande durabilité en extérieur ou dans les applications nécessitant une exposition prolongée à la lumière.

Avantages de l'utilisation de la CNC pour traiter le polycarbonate

Polyvalence des options de traitement : Le polycarbonate peut être usiné à l'aide d'un variété de procédés d'usinage CNC, y compris le fraisage, le tournage, le perçage et la découpe. Cela lui permet d'exceller dans une variété d'applications de fabrication, du simple usinage à plat à la fabrication de structures 3D complexes.
Haute efficacité d'usinage : Le haut degré d'automatisation et la capacité d'usinage rapide et continu augmentent considérablement la productivité. Ceci est particulièrement avantageux pour la production de masse et le prototypage rapide.
Faible génération de stress interne : Lors de l'usinage CNC, le polycarbonate est moins susceptible de subir des contraintes internes. Cela réduit le risque de déformation des pièces après usinage. Ceci est essentiel pour les applications exigeant une grande stabilité dimensionnelle.
Haute précision et cohérence : La capacité à atteindre une très grande précision dimensionnelle et de forme garantit que chaque pièce en polycarbonate usinée présente un degré élevé de cohérence et répond aux normes strictes de l'industrie et aux exigences de conception.
Capacité de traitement de formes complexes : Nous pouvons facilement fabriquer des pièces en polycarbonate aux formes complexes, incluant des structures internes et des contours extérieurs, qui épouseront parfaitement le design.
Bonne qualité de surface : La surface des pièces usinées avec CNC est lisse et plate, ce qui réduit le besoin de processus de traitement de surface ultérieurs et permet d'économiser du temps et des coûts.
Utilisation élevée des matériaux : Une programmation précise et une planification précise des trajectoires d'usinage permettent de minimiser le gaspillage de matière, réduisant ainsi les coûts de production.
Répétabilité : Avec l'usinage CNC, tant que la programmation et les paramètres sont les mêmes, les mêmes pièces peuvent être produites encore et encore, ce qui garantit la stabilité de la qualité du produit et améliore considérablement l'efficacité de la production.

Applications de l'usinage CNC de pièces en polycarbonate

Domaine des appareils électroniques et électriques : Le polycarbonate est résistant et isolant. Il est idéal pour la fabrication de connecteurs électriques, de bornes et d'autres pièces isolantes. Ces pièces garantissent la sécurité et la fiabilité des systèmes électriques.
Secteur automobile : Le polycarbonate est solide et résistant à la chaleur. Il est idéal pour la fabrication de caches de phares, de caches de feux arrière et de tableaux de bord. Ces pièces doivent être durables et offrir de bonnes performances optiques.
Construction: Le polycarbonate est transparent et résiste aux intempéries. Ces propriétés en font un matériau idéal pour les toitures transparentes, les abris de lumière et les fenêtres dans le bâtiment. Il apporte de la lumière naturelle et permet d'économiser de l'énergie.
Dispositifs médicaux : Le polycarbonate est biocompatible et stérilisable. Il convient donc parfaitement à la fabrication d'instruments chirurgicaux, de seringues et d'équipements de diagnostic. Il garantit une utilisation sûre en milieu médical.
Aérospatial: Dans l'aéronautique, le polycarbonate est utilisé pour fabriquer des hublots et des trappes d'avions. Il assure la sécurité et l'efficacité des vols grâce à sa légèreté et sa bonne résistance aux chocs.
Champ optique : Le polycarbonate possède d'excellentes propriétés optiques. Il est utilisé dans la fabrication de nombreux types de lentilles, notamment celles des appareils photo.

Options de finition d'usinage CNC pour pièces en polycarbonate

Le polycarbonate étant sensible aux rayures, plusieurs traitements de surface peuvent être utilisés. Ces traitements améliorent les propriétés physiques des pièces en polycarbonate après usinage, les rendant ainsi plus adaptées à des applications pratiques. Voici quelques-uns des traitements de surface du polycarbonate :

Usinage

L'usinage est une méthode de traitement courante et peu coûteuse. Il convient aux pièces usinées ne nécessitant aucun traitement supplémentaire. Les pièces usinées peuvent présenter de fines marques d'outils ou des rayures en surface. Cependant, c'est une méthode de production plus économique et plus rapide.

Il est à noter que l'usinage ne permet pas d'obtenir une surface parfaitement nette pour les pièces en polycarbonate. L'usinage diamanté permet d'obtenir cette surface. Par conséquent, les clients doivent demander ce traitement de surface directement lors de la demande de devis. Cela peut augmenter le coût de traitement.

Polissage à la vapeur

Les pièces usinées sur une machine CNC présentent souvent des marques d'outils visibles, ce qui peut altérer l'apparence du produit. Le polissage à la vapeur est souvent utilisé pour éliminer les rayures et les marques d'outils des pièces usinées en polycarbonate. Ce procédé consiste à placer la pièce dans une solution qui réagit avec sa surface et la fait fondre. Le matériau s'écoule alors et masque les marques d'outils.

La surface d'une pièce en polycarbonate usinée CNC est généralement transparente. Cependant, si elle fond pendant l'usinage, elle peut devenir presque opaque. Après usinage, le polissage à la vapeur est un excellent moyen de lisser la surface et de lui conférer un brillant uniforme ou une transparence parfaite. Cependant, ce traitement de surface ne convient pas aux composants nécessitant une transparence optique.

Polissage

Ce procédé améliore l'apparence des marques d'outils à la surface des pièces usinées en polycarbonate. Une meule de polissage en coton à rotation rapide est utilisée pour lisser la surface de la pièce. Cette méthode est idéale pour l'usinage de grandes pièces aux surfaces extérieures lisses. En revanche, le polissage n'a pas le même effet que le polissage à la vapeur sur le polycarbonate usiné.

Revêtement résistant aux rayures

L'un des inconvénients du polycarbonate est sa sensibilité aux rayures. Nous pouvons revêtir les pièces en polycarbonate usinées CNC. Cela permet de réduire les rayures et d'améliorer leur clarté optique.

Conseils d'experts pour l'usinage CNC du polycarbonate

Aujourd'hui, les domaines d'application du polycarbonate s'élargissent. Yonglihao Machinery est une entreprise d'usinage et de fabrication CNC depuis de nombreuses années. Elle possède une solide expérience et un savoir-faire reconnu dans l'usinage CNC du polycarbonate. Voici quelques conseils pour l'usinage du polycarbonate :

Sélection d'outils

Lors de l'usinage, utilisez des outils tranchants. Ils garantissent des coupes nettes et réduisent le délaminage et les bavures. Choisissez un matériau adapté à l'usinage du polycarbonate. Par exemple, l'acier au tungstène ou l'acier rapide sont de bons choix.

Sélectionnez les paramètres de coupe appropriés

Les paramètres de coupe sont des facteurs importants qui influencent l'efficacité du traitement et la qualité du produit. Pour le polycarbonate, des paramètres de coupe adaptés garantissent un traitement rapide et une bonne qualité du produit. En règle générale, la vitesse de coupe du polycarbonate doit être modérée, généralement comprise entre 2 500 et 3 000 tr/min. Une vitesse trop élevée entraînera une surchauffe et une fusion du matériau, tandis qu'une vitesse trop faible entraînera une découpe irrégulière.

De plus, une vitesse d'avance appropriée minimisera les vibrations et le raclage du matériau. La vitesse d'avance recommandée est de 800 à 1 200 mm/min. Cependant, ajustez les paramètres en fonction des exigences d'usinage et du choix de l'outil. La profondeur de chaque passe doit également être réduite afin d'éviter les fissures du matériau ou la surchauffe de l'outil. Une profondeur de passe comprise entre 0,5 et 2 mm est généralement recommandée. Cependant, il convient de noter que les paramètres de coupe optimaux ne sont pas fixes et doivent être sélectionnés en fonction de l'usure de l'outil, de la composition et des propriétés spécifiques du matériau PC, ainsi que des exigences d'usinage.

Utilisation du liquide de refroidissement

Nous utilisons du liquide de refroidissement pour refroidir l'outil. Il réduit également l'usure et améliore la qualité de surface. Le choix du liquide de refroidissement doit être basé sur les caractéristiques du plastique et correspondre aux besoins d'usinage.

Planification du parcours de l'outil

Planifiez la trajectoire de l'outil pour réduire la force de coupe et éviter les contraintes. Minimisez la concentration de force. L'utilisation d'un approfondissement progressif de la méthode de coupe peut améliorer la qualité de l'usinage.

Serrage et fixation

Pour maintenir le polycarbonate en place pendant l'usinage, utilisez des ventouses, des serre-joints ou du ruban adhésif double-face. Ils empêchent le matériau de bouger. D'autre part, réduisez les vibrations du matériau en ajoutant des points de serrage. Vous pouvez également utiliser des cales antivibratoires. Ces étapes garantissent une coupe fluide et une qualité de surface optimale.

Post-traitement

Nous effectuons un post-traitement si nécessaire, comprenant le polissage et le ponçage. Ces étapes améliorent la finition et la qualité de la surface usinée. Du papier de verre fin ou de la pâte à polir peuvent être utilisés pour polir la surface et améliorer son fini.

Conclusion

L'usinage CNC du polycarbonate est un outil essentiel de la fabrication moderne. Sa grande résistance et sa flexibilité d'usinage en font un outil performant. Il permet de fabriquer des pièces de qualité et d'améliorer les produits grâce à un usinage et un post-traitement optimisés. La science et la technologie progressent, tout comme les technologies de traitement. L'usinage CNC du polycarbonate démontrera bientôt ses avantages uniques et ses nombreuses applications. Il offrira des solutions plus performantes et plus rapides à de nombreux secteurs. Si vous avez besoin de pièces en polycarbonate, contactez-nous au Yonglihao Machinery. Nous serons ravis de vous servir et de vous proposer des solutions et des produits d'usinage d'experts.