Obróbka tworzyw sztucznych polega na usuwaniu we właściwych miejscach zbędnego naddatku materiału z produktu. Jej metody mogą być różne, na przykład wycinanie elementów z arkusza za pomocą lasera lub wody pod ciśnieniem. Może to być także obróbka CNC, w tym frezowanie CNC, czyli usuwanie materiału z bloku przy pomocy frezarki aż do osiągnięcia zamierzonego kształtu. W artykule omówimy podstawowe metody obróbki skrawaniem tworzyw sztucznych. 

Kiedy warto zastosować obróbkę tworzyw sztucznych?

Urządzenia w przetwórstwie tworzyw sztucznych mają dość wysokie koszty wdrożenia, które mogą jeszcze rosnąć, biorąc pod uwagę, że sam proces ich produkcji zajmuje nawet miesiące. Z tego względu, gdy partia produktów do wytworzenia nie jest zbyt duża, bardziej opłacalne jest zastosowanie metody obróbki CNC tworzyw sztucznych. W ten sposób zyskuje się na czasie (brak konieczności wykonania formy), a także ogranicza koszty. 

Obróbka tworzyw sztucznych metodą CNC wymaga wiedzy w zakresie doboru materiałów oraz doświadczenia. Bez odpowiedniego przygotowania zamiast spodziewanych korzyści, może dojść do uszkodzenia i zmarnowania surowców. Nie wszystkie tworzywa sztuczne nadają się do obróbki skrawaniem. Nie można obrabiać elastycznych i miękkich materiałów, za to im bardziej sztywny plastik, tym łatwiejszy w obróbce. 

Obróbka tworzyw sztucznych — rodzaje

Formowanie tworzyw sztucznych podobnie jak obróbka metali może odbywać się na wiele sposobów. Obróbka tworzyw sztucznych skrawaniem przy użyciu maszyn sterowanych numerycznie umożliwia wycinanie nawet najbardziej skomplikowanych form i detali. Jest to w pełni zautomatyzowana metoda, która wykorzystuje wiele narzędzi do obróbki, takich jak piłowanie, toczenie czy drukowanie 3D. Wszystko jest programowane i sterowane za pomocą komputera. Trzeba tylko wprowadzić żądany projekt za pomocą odpowiednich programów komputerowych, a potem odczytać i obrobić. 

Frezowanie tworzyw sztucznych

Ta metoda obróbki skrawaniem CNC polega na obracaniu narzędzia skrawającego i usuwaniu w ten sposób wiórów z unieruchomionego przedmiotów obrabianego. Frezowanie plastiku i innych tworzyw sztucznych (CNC) umożliwia nie tylko wycinanie dowolnych wykrojów z płyt, ale także wykonywanie: rowków, zagłębień, otworów nieprzelotowych lub stopniowanych, a nawet przestrzennych form 3D. Wykonywać można też proste frezowanie płyt, służące np. do produkcji osłon maszyn i urządzeń.  

Frezowanie można stosować między innymi do obróbki tworzyw sztucznych, takich jak:

  • polipropylen PP,
  • PET,
  • poliwęglan PC,
  • materiały wysokosprawne (np.PEI lub PAI),
  • teflon PTFE – naturalny, z grafitem, z brązem, z węglem, 
  • poliamid PA6 – naturalny, z dwusiarczkiem molibdenu, z olejem, z włóknem szklanym, z węglem.

Toczenie tworzyw sztucznych

Toczenie jest metodą obróbki skrawaniem, dzięki której z półfabrykatów można uzyskać precyzyjne części do maszyn i urządzeń. Tokarki dają możliwość szybkiego wytwarzania zarówno pojedynczych egzemplarzy, jak i całych serii elementów. Nowoczesne obrabiarki CNC doskonale sprawdzają się do pracy z wieloma tworzywami sztucznymi, także zmodyfikowanymi wypełniaczami, np. grafitem czy włóknem szklanym. Najczęściej spotykane jest toczenie:

  • polietylenu PE,
  • poliacetalu POM C,
  • poliamidu PA6,
  • polipropylenu PP,
  • teflonu PTFE.

Półprodukty wykorzystywane w technologii obróbki tworzyw sztucznych toczeniem to wałki lub tuleje.

Gięcie tworzyw sztucznych

Obróbka plastiku tą metodą może przybierać dwie formy: na zimno i na gorąco. Przy czym zginać na gorąco można w zasadzie wszystkie tworzywa termoplastyczne, a na zimno tworzywa sztuczne o minimalnym promieniu gięcia. 

  1. Gięcie na gorąco — to gięcie termoplastyczne wykonywane przy użyciu podgrzewanych narzędzi do gięcia i kształtowania kąta. Pod wpływem temperatury tworzywo sztuczne nagrzewa się i staje tak plastyczne, że umożliwia zaginanie. Właściwy kąt zgięcia zyskuje się przy użyciu szablonu. 
  2. Gięcie na zimno — można stosować na niektórych rodzajach surowców, np. PETG czy poliwęglan. Wygina się je na prasie krawędziowej, co pozwala na proste zgięcie i brak nieregularnej krzywizny. Metoda zaginania liniowego skupia się na tworzeniu pojedynczych lub podwójnych gięć równoległych. W ten sposób produkowane są na przykład prostokątne osłony i obudowy maszyn. 

Cięcie laserem tworzyw sztucznych

Metoda ta zapewnia wysoką precyzję wykonania i powtarzalność kształtów wycinanych elementów. Chętnie jest stosowana przy wykonywaniu wyrobów wymagających dobrej estetyki i wysokiej jakości gotowych detali. Jednak cięcie laserem wytwarza pewną dawkę ciepła, mogącego uszkodzić tworzywo sztuczne, dlatego operatorzy muszą uważać, by nie doszło do wypaczenia termicznego. 

Podsumowanie

Obróbka CNC tworzyw sztucznych ma wiele zalet i daje dużo możliwości. Przy jej użyciu można wytwarzać zarówno całe partie wyrobów, jak i pojedyncze produkty przy niskich kosztach. Nadaje się doskonale do produkcji prostych elementów, które cechuje jednak duża dokładność i precyzja wykonania. Jej atutami są także szybkość wykonania i duża elastyczność. Ewentualne błędy i niedociągnięcia można wyeliminować, wykonując i testując prototypy. 

Tworzywa sztuczne używane do obróbki skrawaniem oferują wytrzymałość i odpowiednią sztywność. Nadają się do pracy w wysokich temperaturach oraz są mało podatne na odkształcanie pod wpływem uderzeń. Istnieją także specjalistyczne materiały odporne na działanie kwasów, chemikaliów czy promieniowania. Obróbka tworzyw sztucznych wymaga zawsze fachowej wiedzy i doświadczenia, dlatego należy ją zlecać specjalistom.