أنواع البلاستيك المستخدمة في عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)
تُستخدم المواد البلاستيكية المصنعة باستخدام تقنية CNC على نطاق واسع في جميع الصناعات الرئيسية، من البناء إلى صناعة السيارات. فيما يلي أنواع البلاستيك التي توفرها شركة غازفول للتصنيع حسب الطلب.
خدمات تشكيل البلاستيك
يمكن استخدام البلاستيك المُصنّع باستخدام الحاسوب (CNC) في مجموعة واسعة من الأجزاء، بدءًا من النماذج الأولية والنماذج الهندسية وصولًا إلى المكونات النهائية. ورغم صعوبة تشكيل البلاستيك، إلا أن خفة وزنه وكثافته، إلى جانب بساطة أشكاله الهندسية، تجعله في كثير من الأحيان أكثر ملاءمة للتشكيل الآلي من الطباعة ثلاثية الأبعاد أو قولبة الحقن. تتميز العديد من المواد التالية بمتانتها العالية ومقاومتها للإجهاد، بالإضافة إلى خمولها الكيميائي وقدرتها على امتصاص الصدمات. أما أنواع البلاستيك الأخرى، مثل ABS، فهي مواد عامة الاستخدام يسهل تشكيلها آليًا، مما يجعلها مناسبة لاختبار التصاميم بتكلفة منخفضة. وبناءً على طبيعة مشروعك، قد يكون البلاستيك المُشكّل آليًا هو الخيار الأمثل لأجزائك المُخصصة. استكشف موادنا بالتفصيل أدناه:
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في HDPE
البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) هو بلاستيك هندسي يُستخدم على نطاق واسع في صناعة التغليف. كما يُمكن استخدام تقنية التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لإنتاج مكونات لقطاعات البناء والكهرباء والسيارات، وغيرها. يتميز البولي إيثيلين عالي الكثافة بنسبة قوة إلى وزن ممتازة، بالإضافة إلى مقاومة جيدة للمواد الكيميائية والرطوبة.
حول HDPE للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي
يُطلق على البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أحيانًا اسم البولي إيثيلين عالي الكثافة (PEHD)، وهو جزء من عائلة البولي إيثيلين (PE) من البلاستيك. على الرغم من اسمه، فإن كثافة البولي إيثيلين عالي الكثافة أعلى بقليل فقط من كثافة البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE). مع ذلك، فإن الفرق في المتانة بين النوعين من البلاستيك أكبر من الفرق في الكثافة. وهذا ما يجعل البولي إيثيلين عالي الكثافة خيارًا ممتازًا للتطبيقات التي تتطلب متانة عالية ووزنًا خفيفًا. وتُشابه عملية تصنيع البولي إيثيلين عالي الكثافة باستخدام آلات CNC عملية تصنيع أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى.
HDPE في لمحة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
الأنابيب، براغي النقل، التعبئة والتغليف والحاويات | مقاومة عالية للمواد الكيميائية والرطوبة، نسبة عالية بين القوة والكثافة، متوافق مع معايير إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لتخزين الطعام | تمدد حراري عالٍ، قابلية ربط ضعيفة | ابتداءً من 3 أيام | متوسط ($$) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
HDPE عام
تُنتج عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) أجزاءً قوية وخفيفة الوزن. كما تتميز هذه الأجزاء بمقاومة ممتازة للتآكل ضد مجموعة واسعة من المواد الكيميائية. وتشمل التطبيقات النموذجية مكونات القوارب والأنابيب والحاويات.
الخصائص العامة لـ HDPE
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة الانحراف الحراري عند 0.45 ميجا باسكال | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | > 500 | 60-70 | 45-60 | 130-137 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة وطرق المعالجة والمواد المضافة.
التشطيبات
مثل أنواع البلاستيك الأخرى من عائلة البولي إيثيلين، يتميز البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بمقاومته العالية للطلاءات. كما أنه يقاوم المواد اللاصقة لنفس السبب تقريبًا، ولذلك يتطلب ربطه باستخدام لحام البلاستيك. يتوفر البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) غالبًا باللون الأبيض، ولكن قد يتوفر أحيانًا بألوان أخرى. ننصح بترك قطع البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) على حالتها الأصلية بعد التصنيع للأسباب المذكورة أعلاه.
كما تم تشكيلهتتشابه تحديات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) مع تلك التي تواجهها مع أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى. يتميز سطح البولي إيثيلين عالي الكثافة المُصنّع بلمسة نهائية غير لامعة.
انفجار حبة: للحصول على سطح نهائي أكثر تجانسًا، يمكن معالجة القطعة بالرمل الزجاجي الناعم لإزالة آثار الأدوات وزيادة المظهر غير اللامع. مع ذلك، قد تتسبب عملية معالجة البلاستيك بالرمل في أسطح غير مستوية أو قد تُلحق الضرر بالتفاصيل الدقيقة.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
تتيح عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) إنتاج مكونات خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة. فيما يلي بعض النصائح الإضافية لتوفير التكاليف وجعل الإنتاج أكثر اقتصادية.
التجميعات الفرعية : يُشترى البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) على شكل ألواح أو قضبان بأحجام مختلفة. يُعد تصميم الأجزاء كمكونات منفصلة يمكن تجميعها لاحقًا لتكوين المنتج النهائي فكرة جيدة. وكما ذُكر سابقًا، لا يتوافق البولي إيثيلين عالي الكثافة جيدًا مع المواد اللاصقة، ولكنه قابل للحام. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام أدوات التثبيت الميكانيكية لربط المكونات معًا.
التفاوتات المسموح بها: نظرًا لميل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) إلى التمدد بشكل كبير عند تعرضه للحرارة، قد يكون تحقيق تفاوتات دقيقة للغاية في التعامل معه أمرًا صعبًا. لذا، نوصي بتحديد تفاوتات أدق من ± 0.010 بوصة فقط عند الضرورة، وذلك للحد من زيادة الهدر والتكاليف وفترات التسليم المرتبطة بالتفاوتات الدقيقة في أنواع البلاستيك هذه.
الأسيتال (ديلرين) التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
الأسيتال مادة بلاستيكية حرارية عالية القوة، تُعرف أيضاً بأسماء تجارية مثل ديلرين®، وتيكافورم®، وسوستارين®. تتميز بخصائص ميكانيكية استثنائية ومقاومة عالية للحرارة مقارنةً بأنواع البلاستيك الأخرى الأكثر شيوعاً. كما أنها سهلة التشكيل وتتمتع بثبات أبعاد ممتاز. هذه الخصائص مجتمعة تجعل من تشكيل الديلرين باستخدام آلات CNC مثالياً للمكونات الميكانيكية عالية الدقة مثل التروس والمحامل. وتُستخدم قطع الديلرين في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل الطابعات وأجهزة التلفزيون.
أسيتال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
ديلرين هو الاسم التجاري لشركة دوبونت لمادة الأسيتال المتجانسة. تتميز بخصائص ميكانيكية أفضل من الأسيتال المشترك، مع تحسن ملحوظ في مقاومة الصدمات. إضافةً إلى خصائصها الميكانيكية الاستثنائية، توفر مادة الأسيتال المصنعة باستخدام آلات CNC ثباتًا فائقًا في الأبعاد، مما يجعلها مثالية للأجزاء عالية الدقة.
الأسيتال في لمحة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
أجزاء ميكانيكية عالية الدقة مثل المحامل، والبطانات، والتروس، ومكونات الصمامات | مقاومة جيدة للتعب، احتكاك منخفض، صلابة جيدة بشكل عام، مقاومة للرطوبة | مسامية مركزية، مقاومة كيميائية محدودة، ميل للزحف تحت الحمل الثابت | ابتداءً من 3 أيام | متوسط ($$) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.001 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.001 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
150- ندى
بفضل مقاومته العالية للصدمات وخصائصه الاحتكاكية المنخفضة، يُعدّ الديلرين المُصنّع باستخدام تقنية CNC مثاليًا للتروس ومكونات أنظمة الأبواب والبطانات. فهو بديل خفيف الوزن واقتصادي للأجزاء المعدنية، ويُمثّل، من نواحٍ عديدة، حلقة وصل بين خصائص البلاستيك والمعادن. كما يحافظ الديلرين على خصائصه ضمن نطاق حراري يتراوح بين -40 درجة مئوية و120 درجة مئوية، وهو نطاق أوسع بكثير مما تتحمله معظم أنواع البلاستيك الأخرى.
دلرين 150 عقارات
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (روكويل م) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) عند 0.46 ميجا باسكال | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
73-76 | 25-45 | 94 | 160-169 | 175-178 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
ديلرين 100 (AF)
مادة ديلرين 100 إيه إف هي مزيج من مادة ديلرين معزز بألياف التفلون (PTFE) لتعزيز مقاومتها للتآكل وخصائصها الاحتكاكية المنخفضة. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب مقاومة منخفضة للتآكل أو الاحتكاك، كما هو الحال في المحامل. وتساهم ألياف التفلون أيضًا في تحسين قوة المادة ومتانتها وثبات أبعادها.
خصائص ديلرين 100 (AF).
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (روكويل م) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) عند 0.46 ميجا باسكال | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
53-56 | 10-19 | 77 | 160-169 | 175-178 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
التشطيبات
كما هو الحال مع معظم أنواع البلاستيك المستخدمة في عمليات التصنيع، فإن أجزاء الأسيتال لا تقبل إلا أنواعًا قليلة من التشطيبات السطحية. فيما يلي خياراتنا الرئيسية للتشطيبات السطحية لمكونات الأسيتال/الديلرين المصنعة باستخدام آلات CNC.
بعد التصنيع : من الممكن الحصول على سطح نهائي ممتاز مباشرةً من ماكينة CNC. يحقق مصنعو Gazfull ذلك باستخدام أدوات قطع حادة من الفولاذ عالي السرعة (HSS) بزوايا قطع وتفريغ مناسبة.
السفع بالخرز : عادةً ما تكون آثار الأدوات واضحة على قطع الأسيتال أو الديلرين المصنعة باستخدام آلات CNC. يمكن استخدام السفع بالخرز للتخفيف من هذه الآثار. من المهم ملاحظة أن لون السطح سيفتح مع السفع بالخرز، مما يجعل المواد السوداء تبدو رمادية داكنة بعد المعالجة.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
يُعد الأسيتال (ديلرين) أحد أنواع البلاستيك الأكثر تكلفة في السوق، لذا من المهم اتباع مبادئ توفير التكاليف المذكورة أدناه.
التصميم وفقًا للأحجام القياسية: يُورَّد الأسيتال عادةً على شكل صفائح ذات سماكات قياسية أو على شكل قضبان صلبة. يساعد ضمان ملاءمة القطعة للأحجام القياسية المتوفرة في المخزون على تقليل هدر المواد وتجنب طلبات المخزون المخصصة، مما يزيد التكلفة ووقت التسليم.
لا تسعى إلى تحقيق أقل سماكة ممكنة للجدار: على الرغم من إمكانية تحقيقها، إلا أن تثبيت وتكرار أقل سماكة ممكنة للجدار قد يكون صعبًا دون حدوث انحناء أو تشوه أو اهتزاز، وقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع السعر. لا ننصح باستخدام سماكة جدار أقل من 0.060-0.080 بوصة لمكونات الأسيتال.
تصنيع البولي بروبيلين (PP) باستخدام الحاسوب
البولي بروبيلين (PP) هو مادة لدنة حرارية شبه بلورية، يتوفر بنوعين: متجانس أو مشترك. يُعد البولي بروبيلين المتجانس النوع الأكثر شيوعًا، بينما يحتوي البولي بروبيلين المشترك على نسب متفاوتة من الإيثيلين. قد تكون عملية تشكيل البولي بروبيلين أكثر صعوبة من أنواع البلاستيك الشائعة الأخرى نظرًا لميله للتآكل والانصهار. ومع ذلك، فإن مقاومته الكيميائية الممتازة وقوة تحمله العالية تجعله مفيدًا بشكل خاص في صناعة الأجزاء المرنة والأجزاء المعرضة للبيئات المسببة للتآكل.
البولي بروبيلين (PP) هو بلاستيك خفيف الوزن خالٍ من مادة BPA، يتميز بمقاومة استثنائية للإجهاد ومتانة عالية. هذه الخصائص تجعله مادة شائعة الاستخدام في مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات السيارات والتغليف والمنتجات الاستهلاكية.
نظرة عامة على تشكيل البولي بروبيلين (PP)
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
حاويات طعام خالية من مادة BPA، ومعدات كهربائية، وأجهزة منزلية | كثافة منخفضة، مقاومة كيميائية لمجموعة من الأحماض والقواعد، مقاومة عالية للإجهاد | غير مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، ويتلف عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية. | ابتداءً من 3 أيام | متوسط ($$) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
مادة البولي بروبيلين العامة
رغم أن تشكيل البولي بروبيلين باستخدام آلات CNC يمثل تحديًا نظرًا لميله للتآكل والانصهار، إلا أن البولي بروبيلين المتجانس يوفر مزايا عديدة للأجزاء المشكلة باستخدام هذه الآلات. فسطحه الأملس يجعله مثاليًا للأجزاء الميكانيكية كالتروس، ومقاومته للإجهاد تسمح بسهولة دمج خصائص دقيقة كالمفصلات المرنة في التصاميم.
خصائص البولي بروبيلين العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
25-40 | 100-600 | 65-75 | 100 عند 0.45 ميجا باسكال | 160-170 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة والمادة المالئة.
التشطيبات
تتميز قطع البولي بروبيلين بلونها الأبيض الطبيعي المائل للصفرة. ولا يتقبل البولي بروبيلين التشطيبات السطحية كالدهانات بشكل جيد. كما أن طبيعته الكارهة للماء تجعل صبغه أمراً بالغ الصعوبة.
بعد التشغيل : الخيار الأكثر شيوعًا لتشطيب سطح البولي بروبيلين باستخدام آلات CNC هو ترك القطعة في حالتها بعد التشغيل. قد تظهر آثار أدوات التشغيل على الأسطح المشغّلة.
السفع بالخرز : تميل عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة البولي بروبيلين إلى ترك نتوءات على حواف القطع، كما أن البولي بروبيلين ينصهر بسهولة عند ملامسته لأداة القطع، مما قد يؤدي إلى سطح نهائي غير مثالي. يساعد السفع بالخرز على التخفيف من هذه المشكلة عن طريق إزالة هذه العيوب الدقيقة باستخدام وسائط السفع التي تساعد أيضًا على إزالة آثار أدوات القطع لإنتاج سطح نهائي أكثر اتساقًا وتجانسًا.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
تُعدّ عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة البولي بروبيلين فعّالة من حيث التكلفة نظرًا لانخفاض سعر المادة. ومع ذلك، يُعدّ تقليل وقت تشغيل الآلة والمعالجة اللاحقة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على انخفاض التكاليف. ومن بين الطرق التي يمكن من خلالها تحقيق ذلك، الحفاظ على معايير التفاوتات.
+/- 0.010 بوصة لخصائص الحجم (الطول، العرض، الارتفاع، القطر)
+/- 0.010 بوصة للموقع (الموقع، التمركز، التناظر)
تجنب طلب دقة أعلى في القياسات عندما لا يكون ذلك ضرورياً. وهذا مهم بشكل خاص لأن تشكيل البلاستيك يُولّد حرارة، مما قد يتسبب في تشوه البلاستيك أو حدوث زحف في أبعاده.
تصنيع UHMW-PE باستخدام الحاسب الآلي
البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية، أو البولي إيثيلين UHMW و UHMW-PE اختصارًا، هو مجموعة فرعية من مركبات HDPE (البولي إيثيلين عالي الكثافة) مع بعض المزايا الإضافية.
حول مادة البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي (UHMW-PE) لتصنيع آلات CNC
تساهم سلاسل البوليمر الطويلة للغاية في تحسين متانة المادة بشكل عام. معامل احتكاكها مماثل لمعامل احتكاك التفلون، ولكنها تتميز بمقاومة أفضل للتآكل. تتشابه عملية التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لمادة البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) مع عملية تصنيع أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى.
البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) هو بلاستيك هندسي متطور يتميز بمتانة استثنائية، ومقاومة كيميائية عالية، ومقاومة للتآكل تفوق حتى الفولاذ. يُستخدم UHMW-PE على نطاق واسع في صناعات السيارات والبحرية. كما أن مساميته المنخفضة وخموله الكيميائي يجعلان منه مادة آمنة للاستخدام في الأغذية.
UHMW-PE في لمحة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
بطانات المزالق، وملامح دليل السلسلة، وبطانات مصد الرصيف | مقاومة استثنائية للتآكل، وصلابة استثنائية، ومعامل احتكاك منخفض | غير مناسب لدرجات الحرارة العالية، وعرضة للزحف بسبب انخفاض استقرار الأبعاد | ابتداءً من 3 أيام | متوسط ($$) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
عام UHMW-PE
تُنتج عملية تشكيل البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW) أجزاءً متينة ومقاومة للتآكل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتعرض لأحمال الصدمات والمواد الكاشطة. تشمل التطبيقات الشائعة ألواح التآكل والأختام. يُعد البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) عرضةً للزحف، وهو غير مناسب للتطبيقات التي تتعرض فيها الأجزاء لإجهاد مستمر.
الخصائص العامة لمادة البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE)
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | 300-600 | 60-70 | 46-68 عند 0.46 ميجا باسكال | 130-136 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
التشطيبات
يتميز البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) بمعامل احتكاك منخفض يجعله مقاومًا للطلاءات بطبيعته، نظرًا لصعوبة التصاق الطلاء بسطحه الأملس. نوصي بترك البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) على حالته الأصلية بعد التصنيع؛ ومع ذلك، يمكن لشركة غازفول إجراء عمليات السفع الرملي والتشطيبات المخصصة حسب الطلب.
كما تم تشكيله : ينتج عن ذلك تشطيب مع علامات أدوات مرئية وخشونة سطحية مماثلة لتشطيب 125 ميكرون Ra.
السفع بالخرز : يمكن سفع مادة UHMW-PE بالخرز لإزالة أي عيوب ناتجة عن عملية القطع.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
تُنتج عملية تشكيل البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي مكونات خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة. فيما يلي بعض النصائح الإضافية لتوفير المال.
التجميعات الفرعية : يمكن شراء مادة البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي (UHMW-PE) على شكل صفائح أو قضبان بأحجام مختلفة. قد يكون من المفيد تصميم الأجزاء كمكونات منفصلة يمكن تجميعها لاحقًا لتكوين الجزء النهائي. تجدر الإشارة إلى أن مادة البولي إيثيلين فائق الوزن الجزيئي لا تتوافق جيدًا مع المواد اللاصقة، ولكن يمكن لحامها.
أفضل الممارسات الإضافية للتصميم من أجل التصنيع : وتشمل هذه تصميم أنصاف أقطار زوايا متسقة، والتصميم لعناصر أكبر بدلاً من عناصر أصغر متعددة، واستخدام التفاوتات القياسية +/- 0.010.
تصنيع النايلون 6/6 باستخدام الحاسب الآلي
النايلون، أو البولي أميد عمومًا، هو بوليمر صناعي حراري. وبصفته مادة حرارية، يمكن تشكيله إلى أشكال متنوعة عبر التشكيل الحراري. وبينما يمكن تشكيل النايلون إلى ألياف للحبال والأقمشة، وبثقه، وحقنه في قوالب، إلا أنه يتميز بمزايا خاصة عند تصنيعه باستخدام آلات CNC. يتمتع النايلون بخصائص مقاومة حرارية وميكانيكية وكيميائية ممتازة عند قصه من مادة صلبة.
يُعدّ النايلون 6/6 بلاستيكًا هندسيًا واسع الاستخدام، يتميز بمتانته العالية ومقاومته للتآكل وصلابته. تجعل خصائص النايلون 6/6 منه خيارًا مثاليًا للمكونات الميكانيكية الحاملة للأحمال، ولذلك فهو غالبًا ما يكون بديلًا جيدًا للمعادن. تُنتج عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للنايلون 6/6 قطعًا عالية الأداء ومنخفضة التكلفة.
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
المكونات الهيكلية مثل التروس والعجلات وأغلفة الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية | مقاومة للتآكل، مقاومة متوسطة لدرجات الحرارة العالية، مقاومة عالية للإجهاد | امتصاص عالٍ للرطوبة مما يسبب التورم | ابتداءً من 3 أيام | منخفض ($) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
نايلون 6/6
النايلون 6/6، المعروف أيضًا باسم نايلون 6-6 أو نايلون 6,6 أو نايلون 66، هو نسخة أكثر تبلورًا من النايلون 6. ويُشار إليه أيضًا باسم بولي أميد 66 أو PA 66. يتميز بخصائص ميكانيكية محسّنة بفضل بنيته الجزيئية الأكثر انتظامًا. كما يتميز النايلون 6/6 المستخدم في عمليات التشغيل الآلي بمقاومة محسّنة للحرارة ومعدلات امتصاص أقل للماء مقارنةً بالنايلون 6 القياسي. تشمل تطبيقاته الشائعة وسادات التآكل، وعجلات التوجيه، ومحامل الانزلاق.
الخصائص العامة لمادة النايلون 6/6
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
30-98 | 1-300 | 78-88 | 75-428 | 197-266 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
التشطيبات
كما هو الحال مع معظم أنواع البلاستيك، فإن خيارات تشطيب الأسطح محدودة. وينطبق هذا بشكل خاص على النايلون، الذي يصعب طلاؤه. علاوة على ذلك، ينتج عن الصنفرة سطح خشن الملمس، وغالبًا ما يكون مظهره أسوأ من السطح المصقول. فيما يلي بعض التشطيبات الممكنة:
بعد التصنيع : غالبًا ما ينتج عن التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في النايلون 6/6 سطح نهائي ممتاز. يحقق فنيو شركة Gazfull ذلك باستخدام أدوات قطع حادة من الفولاذ عالي السرعة (HSS) بزوايا قطع وتفريغ مناسبة.
السفع بالخرز: يمكن تنعيم النايلون 6/6 بشكل أكبر من خلال عمليات السفع بالخرز لتحقيق خشونة سطح أقل.
الصباغة : يمتص النايلون السوائل بسهولة، لذا تُعد الصباغة خيارًا شائعًا للتشطيب. تُستخدم الأصباغ المذيبة لتلوين سطح أجزاء النايلون البيضاء بألوان مختلفة.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
يُعد النايلون 6/6 نوعًا من البلاستيك الهندسي غير المكلف نسبيًا، ولكن لتوفير المزيد من تكاليف التصنيع، جرب ما يلي:
اجعل الأجزاء بسيطة: لتقليل عمليات تجهيز الآلات وخفض تكلفة الآلة المطلوبة (أي استخدام آلة ثلاثية المحاور بدلاً من آلة رباعية أو خماسية المحاور)، اجعل الشكل الهندسي بسيطًا قدر الإمكان. قد يكون الجزء ذو الشكل الهندسي المعقد خيارًا أفضل للطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام النايلون 12 بتقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) أو تقنية HP Multi Jet Fusion.
حافظ على اتساق الأجزاء: حافظ على أنصاف أقطار الزوايا الداخلية والثقوب الملولبة ذات قياسات متسقة لتقليل عدد تغييرات الأدوات المطلوبة من قبل الشركة المصنعة.
حول التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الاكريليك
الأكريليك مادة لدنة حرارية معروفة بشفافيتها البصرية وقوتها ومقاومتها للأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها بديلاً شائعاً للزجاج في العديد من التطبيقات. وهي خفيفة الوزن ومقاومة للصدمات، وعلى عكس أنواع البلاستيك الشفاف الأخرى، لا يتغير لونها مع التعرض المطول لأشعة الشمس.
على الرغم من أن الأكريليك يتمتع بقوة وصلابة ممتازتين، إلا أنه غير مناسب للبيئات ذات درجات الحرارة العالية، خاصةً بالمقارنة مع الزجاج. وبسبب هذه الخصائص، يُستخدم الأكريليك المُصنّع آليًا على نطاق واسع في صناعات مثل صناعة السيارات والاختبار والقياس.
اكريليك في لمحة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
عدادات العدادات وأغطية مصابيح المركبات، ومشتتات الضوء، والعلب الشفافة. يمكن استخدامها كبديل منخفض التكلفة وخفيف الوزن للزجاج. | مقاومة عالية للصدمات، شفاف بصريًا، مقاومة عالية للأشعة فوق البنفسجية | مقاومة ضعيفة للخدوش والحرارة، وحساسة لبعض المواد الكيميائية (مثل الأسيتون والكحول). | ابتداءً من 3 أيام | منخفض ($) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
أكريليك
الأكريليك مادة متينة تتميز بمزايا عديدة تفوق الزجاج. فمن السهل تشكيل الأكريليك، بينما يصعب تشكيل الزجاج. وهذا يتيح لك خيار التصنيع باستخدام آلات CNC للأكريليك عندما تتطلب المهمة هندسة معقدة ومستويات عالية من الشفافية البصرية في القطعة النهائية. تجعل شفافية الأكريليك منه خيارًا مثاليًا لنوافذ الفحص، وأجهزة الاختبار الكيميائي، وأغطية الأجهزة.
خصائص الاكريليك العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة الانحراف الحراري (°م) عند 0.45 ميجا باسكال | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
65-75 | ~ 2-10 | ~ 80-90 | 105-110 | 85-110 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب نوع المادة وعملية التصنيع. بالنسبة للتطبيقات الحساسة، يُرجى الرجوع إلى بيانات المواد المحددة (مثل بيانات الشركات المصنعة مثل Plexiglas® أو Acrylite® أو Lucite®).
التشطيبات
نادراً ما تُستخدم التشطيبات السطحية على الأكريليك المُصنّع باستخدام آلات CNC، لأن معظمها يُعيق الخصائص البصرية الأصلية للمادة. في حال الحاجة إلى تشطيب، يُنصح باختيار تشطيب يُحسّن هذه الخصائص.
المعيار (كما تم تشكيله): ستظهر علامات الأدوات المرئية على أي سطح مقطوع على شكل دوامات.
تقنية السفع بالخرز: تجعل الأكريليك ذا مظهر غير لامع ومتجمد، وتخفف من علامات الأدوات المرئية.
التلميع المخصص: يمكن تلميع الأكريليك لزيادة نقائه باستخدام عمليات كيميائية أو الصنفرة الرطبة اليدوية التدريجية بتكلفة إضافية. يمكن طلب هذه الخدمة باختيار "أخرى" في محرك عروض الأسعار الفورية من Gazfull.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
الأكريليك مادة متوفرة بسهولة، ولكن يجب التصميم ضمن حدود هذه المادة، كما هو موضح أدناه.
التصميم وفقًا للأحجام القياسية: يُورَّد الأكريليك عادةً على شكل ألواح بسماكات مختلفة وأشكال مصنّعة بالبثق مثل الأنابيب والقضبان الصلبة. تصميم الأجزاء لتناسب أبعاد الألواح والقضبان الجاهزة يُقلل التكاليف إلى أدنى حد. إذا كان الجزء المطلوب كبيرًا جدًا، يُنصح بتقسيمه إلى عدة مكونات يمكن لصقها أو تثبيتها معًا بعد التصنيع.
التسامح: قد يكون تحقيق دقة عالية للغاية في تصنيع المواد البلاستيكية مثل الأكريليك أمرًا صعبًا. لذا، نوصي بتحديد دقة أعلى من ± 0.005 بوصة فقط للميزات الأساسية، وذلك للحد من زيادة الهدر والتكاليف وفترات التسليم المرتبطة بالدقة العالية.
ABS التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
مادة ABS، أو أكريلونيتريل بوتادين ستايرين، هي مادة بلاستيكية حرارية شائعة الاستخدام، وقد شاع استخدامها نظرًا لتكلفتها المنخفضة نسبيًا ومتانتها الممتازة. تُعدّ عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لمادة ABS طريقة فعّالة من حيث التكلفة لقص الأجزاء بأشكال مخصصة دون الحاجة إلى قوالب باهظة الثمن، لا سيما بالنسبة للنماذج الأولية، والتركيبات، والتجهيزات، والإنتاج بكميات صغيرة.
يُستخدم بلاستيك ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين) في العديد من الصناعات نظرًا لانخفاض تكلفته وسهولة تصنيعه وخصائصه الميكانيكية الاستثنائية. يدخل في تركيب عدد كبير من المنتجات الاستهلاكية، كما يُستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات. يتميز بلاستيك ABS المُصنّع باستخدام آلات CNC بمتانة وصلابة وقدرة امتصاص صدمات ملحوظة، خاصةً بالنظر إلى سعره المنخفض.
ABS في لمحة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
أغلفة المنتجات والتركيبات والأدوات ولوحات عدادات المركبات | مقاومة عالية التأثير، منخفضة التكلفة، المقاومة الكيميائية | غير قابل للاستخدام في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، ويتضرر بسبب المذيبات، وضعف ثبات الأشعة فوق البنفسجية | يبدأ بعد 3 أيام | منخفض ($) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
ABS العام
يتميز ABS بثبات أبعاده الجيد، ومقاومته العالية للصدمات، وسهولة تشكيله. وهذا ما يجعل ABS المُشكّل باستخدام آلات CNC مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب أجزاءً منخفضة التكلفة ومتينة، مثل أغلفة وعلب الأدوات.
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | الصلابة (روكويل آر) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
40.7 | 53.4% | 107 | 97.4 | 267 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
التشطيبات
عند التعامل مع موردي قطع ABS المصنعة باستخدام تقنية CNC، يتوفر ABS المشكل عادةً بألوان البيج (الطبيعي) والأبيض والأسود. وقد تتوفر ألوان أخرى من خلال التوريد المباشر.
كما تم تشكيلها: يتم تشكيل أجزاء ABS المصنعة باستخدام الحاسوب وفقًا للمواصفات مع وجود علامات أدوات طفيفة أو دوامات على سطح المادة.
السفع بالخرز: بالنسبة للأجزاء ذات المظهر غير اللامع، يمكن سفع السطح بخرز زجاجي ناعم لتقليل اللمعان. مع ذلك، قد يتسبب سفع البلاستيك بالخرز في أسطح غير مستوية أو قد يُتلف التفاصيل الدقيقة.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
مادة ABS هي بلاستيك رخيص الثمن وسهل التشكيل، ويتمتع بخصائص ميكانيكية ممتازة. ولتوفير المزيد من التكاليف، ينبغي على المهندسين تجنب طلب دقة عالية جدًا في الأبعاد، إذ يصعب التحكم بها في المواد البلاستيكية الحرارية مثل ABS. إليكم بعض النصائح العامة الأخرى التي نوصي بها لتصميم المكونات المصنعة باستخدام آلات CNC:
ميزات التصميم على نفس مستويات المحاور: سيؤدي ذلك إلى تقليل الحاجة إلى آلات CNC ذات 4 و 5 محاور الأكثر تكلفة.
الاتساق هو المفتاح : إن الحفاظ على اتساق الميزات مثل أنصاف أقطار الزوايا الداخلية والثقوب الملولبة سيساعد أيضًا في توفير الوقت والمال على الأجزاء عن طريق تقليل الحاجة إلى تغيير الأدوات.
خدمة تصنيع البولي كربونات باستخدام الحاسب الآلي
البولي كربونات، أو PC، هو مادة لدنة حرارية غير متبلورة. وبسبب طبيعتها غير المتبلورة، تميل إلى التليين أولاً قبل الانصهار، ولا تمتلك نقطة انصهار محددة. تقوم شركة غازفول بتصنيع البولي كربونات على شكل ألواح وقضبان سوداء أو شفافة. إن شفافيته ومقاومته للكسر وخفة وزنه تجعله بديلاً ممتازاً للزجاج. كما أنه يتحمل درجات الحرارة العالية بشكل أفضل من الأكريليك. مع ذلك، فإن التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للبولي كربونات لا ينتج عنه بالضرورة أجزاء شفافة بصرياً، لذا يلزم إجراء بعض عمليات التشطيب الإضافية.
البولي كربونات (PC) هو بلاستيك هندسي يتميز بصلابة استثنائية ضد الكسر. فهو قادر على تحمل الصدمات مع توفير شفافية بصرية ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة لدرجات حرارة أعلى من المعتاد مقارنة بالبلاستيك الهندسي الآخر.
الكمبيوتر الشخصي العام (البولي كربونات) في لمحة سريعة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
عدسات مصابيح السيارة الأمامية، ومشتتات الضوء، والأغطية المقاومة للماء | مقاومة عالية للصدمات، وشفافية استثنائية، ومقاومة معتدلة لدرجات الحرارة (حتى 275 درجة فهرنهايت/135 درجة مئوية)، وصلابة استثنائية ضد الكسر. | يخدش بسهولة، ومقاومته للمواد الكيميائية ضعيفة | يبدأ بعد 3 أيام | متوسط ($$) | يمكن تحقيق القيم القياسية ±0.010 بوصة و±0.002 بوصة؛ أما القيم الأقل من ±0.002 بوصة فتتوفر بعد المراجعة اليدوية. |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
كمبيوتر عام (بولي كربونات)
تُعدّ عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للبولي كربونات شائعة نسبيًا. فمقاومة هذه المادة الاستثنائية للصدمات تجعلها مثالية للمكونات الهيكلية. وبقوة تحمل للصدمات تقارب ضعف قوة ABS، يُظهر البولي كربونات واحدة من أعلى مستويات مقاومة الصدمات بين جميع أنواع البلاستيك الهندسي الشائعة. كما أنه سهل التشكيل دون تشقق أو انكسار.
خصائص الكمبيوتر العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | درجة حرارة انتقال الزجاج (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
40-154 | 3-233 | 90-95 | 57.2-208 | 142-152 |
التشطيبات
لا تصلح إلا مجموعة محدودة من التشطيبات السطحية للبلاستيك. وينطبق هذا بشكل خاص عند استخدام آلات CNC في تصنيع البولي كربونات، لأن هذه المادة عرضة للخدش بسهولة. فيما يلي بعض التشطيبات الممكنة:
التلميع بالبخار : غالبًا ما تظهر آثار أدوات التصنيع على سطح البولي كربونات المُشكّل باستخدام آلات CNC. وهذا غير مناسب للتطبيقات التي تتطلب مكونات شفافة بصريًا. التلميع، بشكل عام، هو عملية إزالة آثار الأدوات أو العيوب، ومن أكثر الطرق فعاليةً مع البولي كربونات هو التلميع بالبخار. تعتمد هذه الطريقة على تعريض السطح لمذيب يتفاعل معه، مما يؤدي إلى انصهار الطبقة السطحية وانسيابها. تعمل هذه العملية على تسوية السطح وملء أي آثار للأدوات.
طلاء مقاوم للخدش : من عيوب البولي كربونات سهولة خدشه. تساعد بعض الطلاءات المتوفرة في السوق على الحفاظ على شفافية البولي كربونات مع تحسين مقاومته للخدش.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
البولي كربونات نوع من البلاستيك باهظ الثمن نسبياً. فيما يلي بعض النصائح لتوفير التكاليف في التصميم.
التجميعات الفرعية: يُورَّد البولي كربونات المُستخدم في التصنيع الآلي إما على شكل صفائح أو قضبان. لذا، عند التصنيع باستخدام آلات CNC، من المهم تصميم الأجزاء بأحجام قياسية. قد تُصبح الأجزاء الكبيرة المصنعة من كتلة واحدة من البولي كربونات باهظة التكلفة. بدلاً من ذلك، يُنصح بتصميم تجميعات فرعية منفصلة يتم ربطها لاحقًا بالمسامير أو لحامها بالبلاستيك.
ميزات متسقة: تصميم بميزات متسقة لتقليل الحاجة إلى أدوات متخصصة أو تبديل الأدوات.
نظرة خاطفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
مادة PEEK أو بولي إيثر إيثر كيتون هي بلاستيك هندسي متطور يتمتع بقائمة طويلة من الخصائص المفيدة. تشمل هذه الخصائص المرونة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، والتوافق الحيوي، ومقاومة الفراغ العالي للغاية، ومقاومة كيميائية استثنائية، وملاءمتها للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC).
مادة PEEK هي مادة لدنة حرارية شبه بلورية، قادرة على العمل بشكل مستمر في درجات حرارة تصل إلى 260 درجة مئوية، وتتميز بمقاومة كيميائية عالية. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن بعض الأحماض، مثل حمض الكبريتيك، قد تُذيب هذه المادة. يُعدّ التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لمادة PEEK طريقة شائعة لإنتاج أجزاء تُستخدم في بيئات قاسية تتطلب قوة ميكانيكية عالية، وثباتًا كيميائيًا، و/أو مقاومة لدرجات الحرارة العالية. تشمل تطبيقاتها مكونات للصناعات الطبية، والفضاء، والسيارات.
نظرة خاطفة في لمحة
| تطبيق | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
المحامل، الغسالات والتروس، زراعة العمود الفقري، الأدوات الجراحية | كاره للماء، الحد الأدنى من إطلاق الغازات في ظروف الفراغ العالية، متوافق حيويا | تكلفة عالية، ومتوافقة حيويًا، ولكنها لا تلتصق بالعظام بسهولة | يبدأ وقت التسليم لقطع PEEK من 3 أيام عمل | عالية ($$$) | يمكن تحقيق دقة تصنيع تبلغ +/- 001 بوصة (+/- 0.025 مم) |
نظرة خاطفة عامة
تتيح عملية تشكيل مادة PEEK استخداماتٍ واسعة النطاق تستفيد من خصائصها الاستثنائية. تتميز PEEK بقلة عيوبها مقارنةً بأنواع البلاستيك الهندسي الأخرى، ومن أبرز مزاياها مقاومتها العالية للحرارة، حيث يمكنها العمل في درجات حرارة مرتفعة لفترات أطول من معظم أنواع البلاستيك الأخرى. إضافةً إلى ذلك، تتميز PEEK بخاصية كره الماء، فلا تمتص الماء بسهولة، كما أنها تُطلق كميات ضئيلة جدًا من الغازات في ظروف الفراغ. يُعد هذا الثبات ميزةً قيّمة. تشمل استخدامات PEEK التطبيقات الطبية، بدءًا من الغرسات المؤقتة وصولًا إلى مكونات صناعة الطيران والفضاء المعرضة لظروف فراغ شديدة.
خصائص نظرة خاطفة العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | درجة حرارة انتقال الزجاج (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
65-120 | 1.5-110 | 62-89 | 182-210 | 143-155 |
USP الفئة السادسة نظرة خاطفة (TECAPEEK)
مادة PEEK المصنفة ضمن الفئة السادسة من دستور الأدوية الأمريكي (USP Class VI)، مثل TECAPEEK MT، هي أنواع متوافقة حيوياً مصممة خصيصاً للاستخدام في التقنيات الطبية. تتميز هذه المادة بمقاومة كيميائية عالية جداً، ومقاومة لأساليب التعقيم المختلفة، وقدرتها على الحفاظ على خصائصها الميكانيكية في درجات الحرارة العالية. غالباً ما تُستخدم مادة PEEK الطبية في التطبيقات والأجهزة الطبية التي تتطلب تلامساً محدوداً مع الجلد والأنسجة. كما أن مادة PEEK المصنفة ضمن الفئة السادسة من دستور الأدوية الأمريكي (USP Class VI) مرغوبة أيضاً للاستخدام الطبي لقدرتها على تحمل دورات تعقيم متعددة دون أن تتلف.
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (روكويل م) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | درجة حرارة انتقال الزجاج (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
96.5-110 | 30-50 | 94-99 | 160 | 150 |
نظرة خاطفة GF30
يُعدّ PEEK GF30 نوعًا مُعززًا بنسبة 30% من الألياف الزجاجية من مادة PEEK. بالمقارنة مع PEEK العادي غير المُعزز، يتميز GF30 بصلابة فائقة وقوة ميكانيكية مُعززة. كما يتميز PEEK المُعزز بالألياف الزجاجية بثبات أبعاد أعلى ومقاومة أكبر للزحف. تُناسب هذه المادة الأجزاء التي تتعرض لأحمال ثابتة عالية في درجات حرارة مرتفعة. مع ذلك، يُعدّ PEEK GF30 أقل ملاءمة لتطبيقات المحامل أو تطبيقات مقاومة التآكل نظرًا لتأثير الألياف الزجاجية الكاشطة على الأسطح المتلامسة.
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (روكويل م) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
101-157 | 2.2-5 | 103 | 316 | 260-300 |
التشطيبات
تتميز قطع PEEK بلونها الرمادي أو البيج المعتم بطبيعتها. ونظرًا لتركيبها البوليمري، يصعب لصق الدهانات والطلاءات بسطحها. مع ذلك، وبفضل مقاومتها الكيميائية المتأصلة، غالبًا ما يكون من المقبول ترك القطع كما هي بعد تشكيلها.
بعد التصنيع : يتميز PEEK بسهولة تشكيله، ويمكن الحصول على أسطح ناعمة. يوفر Gazfull خدمة التسعير التلقائي لخشونة السطح حتى 32 ميكرون Ra لـ PEEK، ويمكنه تقديم تقديرات لقيم أقل بعد مراجعة يدوية.
السفع بالخرز : يمكن إزالة أي علامات أدوات غير مرغوب فيها عن طريق كشط السطح ميكانيكياً باستخدام خرز زجاجي.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
نظراً لارتفاع تكلفة المادة، يجب تقليل تكاليف التصنيع غير المباشرة إلى أدنى حد. إحدى الطرق للمساعدة في إدارة تكلفة التصنيع باستخدام آلات CNC لمادة PEEK هي طلب عملية التلدين أثناء التصنيع. قد يقلل ذلك من التشققات السطحية والداخلية، مما يقلل من نسبة الخردة ويخفض التكاليف الإجمالية للشركة المصنعة.
التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) باستخدام التفلون (PTFE)
مادة PTFE، أو متعدد رباعي فلورو الإيثيلين، هي مادة لدنة حرارية مصنوعة بالكامل من ذرات الكربون والفلور، وتعتمد على الفلوروبوليمر. تُعرف تجاريًا باسم "تفلون" من شركة دوبونت. تتميز التفلون بمقاومة عالية للحرارة، تُعد من بين أعلى مستويات المقاومة بين جميع أنواع البلاستيك الهندسي الشائعة. كما أنها مقاومة للتآكل بشكل استثنائي بفضل تركيبها الكيميائي الفلوروبوليمري. تُعتبر عملية تشكيل التفلون باستخدام آلات CNC سهلة نسبيًا نظرًا لضعف قوته وليونته النسبية، إلا أنه قد يصعب الحفاظ على مستويات عالية من الدقة.
يتميز التفلون (PTFE) عن معظم أنواع البلاستيك الهندسي بارتفاع درجة انصهاره، وانخفاض معامل احتكاكه، وخموله الكيميائي. وقد ساهمت هذه الخصائص الفريدة في حصول طلاءات التفلون على دورها المعروف في صناعة أواني الطهي غير اللاصقة، بالإضافة إلى تطبيقات أخرى في صناعات الأغذية والمشروبات، والبتروكيماويات، والأجهزة الطبية، والمكونات الكهربائية.
الكمبيوتر الشخصي العام (البولي كربونات) في لمحة سريعة
| الاستخدامات | المزايا | عيوب | مهلة | السعر | التسامح |
|---|---|---|---|---|---|
الغرسات الطبية، وطلاءات الأنابيب للمواد الكيميائية المسببة للتآكل، وعزل المكونات الكهربائية | آمن للاستخدام مع الطعام، مقاوم للماء، مقاوم لدرجات الحرارة العالية، معامل احتكاك منخفض | يُنتج أبخرة سامة عند ارتفاع درجة حرارته، ومقاومته للتآكل ضعيفة. | تبدأ فترات التسليم من 3 أيام. | متوسط ($$) | التفاوت القياسي هو +/- 0.010 بوصة؛ ويمكن تحقيق تفاوتات +/- 0.001 بوصة. |
العذراء PTFE-تفلون
على الرغم من استخدام مادة التفلون (PTFE) بشكل أساسي كطلاء، إلا أن بعض الغرسات الطبية تُصنع باستخدام آلات CNC. التفلون مادة خاملة، ولذلك لا يرفضها الجسم. كما أن معامل احتكاكه المنخفض يجعله مثالياً للمكونات ذات التلامس الانزلاقي، مثل المحامل.
الخصائص العامة لـ PTFE-Teflon
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | درجة حرارة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
9-30 | 300-400 | 55-65 | 115 | 330 |
ملاحظة: هذه المعلومات للاسترشاد فقط. قد تختلف القيم قليلاً حسب الدرجة والشركة المصنعة.
التشطيبات
يتميز التفلون بمقاومته العالية للطلاءات نظرًا لطبيعته كسطح غير لاصق. يميل التفلون إلى ترك نتوءات على الحواف المشغولة آليًا، لكن شركة غازفول تزيل هذه النتوءات تلقائيًا قبل شحن المنتج النهائي.
كما تم تشكيله : من الأفضل ترك القطعة في حالتها بعد تشكيلها.
السفع بالخرز : للحصول على سطح أملس وإزالة العيوب، يمكن سفع الأجزاء بالخرز للحصول على نعومة سطح موحدة.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
قد تكون عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة التفلون (PTFE) صعبة، خاصةً إذا تطلب الأمر دقة عالية في القياسات. لذا، من المهم ضمان أن تكون عملية التصنيع سلسة وسريعة قدر الإمكان.
ميزات التصميم على نفس مستويات المحاور: سيؤدي ذلك إلى تقليل الحاجة إلى آلات CNC ذات 4 و 5 محاور الأكثر تكلفة.
الاتساق هو المفتاح : إن الحفاظ على اتساق الميزات مثل أنصاف أقطار الزوايا الداخلية والثقوب الملولبة سيساعد أيضًا في توفير الوقت والمال على الأجزاء عن طريق تقليل الحاجة إلى تغيير الأدوات.
Garolite G-10 لتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي
الجاروليت مادة مركبة متصلبة حراريًا مصنوعة من الألياف الزجاجية وراتنج الإيبوكسي الفينولي. وبصفتها مادة متصلبة حراريًا، لا يمكن صهر الجاروليت وإعادة تشكيله. فإذا سُخّنت فوق درجة حرارة التشغيل المثلى، فإنها تتحلل كيميائيًا وتفقد خصائصها بعد التبريد. وهذا ما يجعل قولبة الحقن باستخدام الجاروليت مستحيلة. وتُعدّ المعالجة باستخدام الحاسوب (CNC) الطريقة الوحيدة لتصنيع الأجزاء المعقدة باستخدام هذه المادة.
غارولايت عبارة عن مركب إيبوكسي مقوى بالألياف الزجاجية يتميز بنسبة عالية من القوة إلى الوزن ومقاومة ممتازة للتآكل والرطوبة، مما يجعله مثالياً للتطبيقات البحرية. كما أنه مقاوم للحريق وعازل كهربائي ممتاز، مما يجعله خياراً مفضلاً لركائز لوحات الدوائر الإلكترونية.
جاروليت جي-10 (FR4)
تُنتج عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في مادة غارولايت G-10 (FR4) قطعًا مثالية للتطبيقات التي تتعرض للتآكل أو الرطوبة العالية. وعادةً ما توجد هذه الظروف البيئية في الصناعات البحرية، حيث تُستخدم مادة غارولايت في مكونات المحركات مثل أقواس التثبيت، وفي التطبيقات التي تتطلب عزلًا كهربائيًا وقوة ميكانيكية.
تُقدّم شركة غازفول مادة الغاروليت بنوعيها G-10 و G-10 FR4. يُعدّ FR4 نوعًا مُقاومًا للحريق من غاروليت G-10، ويحمل تصنيفًا لمقاومة الاشتعال UL94 V-0. يتشابه النوعان في خصائص المادة، باستثناء تصنيف مقاومة الاشتعال الأفضل الذي يُوفّره FR4. في معظم الحالات، يُمكن استبدال G-10 بـ FR4 بأمان عند الحاجة إلى G-10؛ ومع ذلك، لا يُنصح باستبدال G-10 عند الحاجة إلى FR4.
خصائص مادة جاروليت G-10 (FR4) العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | قوة ضاغطة (باسكال) | صلابة (روكويل م) | القابلية للاشتعال تصنيف | درجة حرارة التشغيل المستمر (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
262-310 | 448 | 110 | UL94 V-0 | 140 |
جاروليت جي 11 (FR5)
على غرار مادة G-10، تُعدّ مادة غاروليت G-11 (FR5) مادةً مُصفّحة من الزجاج والإيبوكسي. تتميز G-11 بعزل حراري أفضل من G-10، ما يُتيح لها تحمّل درجات حرارة تشغيل أعلى. وهذا يجعلها خيارًا مثاليًا للتطبيقات الميكانيكية أو الكهربائية التي تُستخدم في بيئات ذات درجات حرارة عالية.
خصائص مادة جاروليت G11 (FR5) العامة
| قوة الشد، العائد (MPa) | قوة ضاغطة (باسكال) | صلابة (روكويل م) | القابلية للاشتعال تصنيف | درجة حرارة التشغيل المستمر (درجة مئوية) |
|---|---|---|---|---|
255-295 | 434 | 112 | UL94 V-0 | 150 |
التشطيبات
عادةً ما يكون لون حجر الغاروليت أخضر إلى أخضر مصفر، ولكنه يُباع أيضاً باللون الأسود. لا يُقبل تلميعه جيداً نظراً لتركيبته الليفية، فغالباً لا يُضفي تلميع سطحه غير اللامع لمعاناً.
بعد التصنيع : يتميز حجر الغارولايت عمومًا بسطح أملس غير لامع بعد التصنيع. وهذا يعني أن ترك القطع على حالتها بعد التصنيع لن يؤثر على جاذبيتها الجمالية.
السفع بالخرز: يمكن سفع الأجزاء المصنعة من مادة الجاروليت بالخرز لإزالة أي أسطح غير مستوية ناتجة أثناء عملية التصنيع.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
مادة جاروليت هي مادة بلاستيكية هندسية عالية التكلفة، وعلى هذا النحو، من المهم الحد من تكاليف التصنيع قدر الإمكان.
التصميم وفقًا لأحجام المخزون القياسية: يقتصر استخدام مادة الغاروليت على القضبان والأنابيب والصفائح. عند تصميم قطع من هذه المادة، احرص أولًا على معرفة أحجام المخزون المتاحة، ثم صمم وفقًا لهذه القيود. تقليل كمية المادة المُزالة للوصول إلى الأبعاد النهائية يعني توفيرًا أكبر في التكاليف، سواءً من حيث المواد المهدرة أو وقت التشغيل. يتطلب التشغيل باستخدام آلات CNC في الغاروليت أدوات من الماس أو السبائك الفائقة، لذا فهي مادة مكلفة التشغيل.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي PVC
يُعدّ البولي فينيل كلوريد (PVC) من أكثر أنواع البلاستيك الهندسي استخدامًا. وهو متوفر عادةً بنوعين: PVC مُلدّن وPVC غير مُلدّن. يُستخدم PVC غير المُلدّن في الأجزاء الصلبة كالأنابيب والوصلات، وتُجرى عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) عادةً باستخدام هذا النوع الصلب من المادة. أما PVC المُلدّن، فيُستخدم في التطبيقات التي تتطلب مرونة كالكابلات والأنابيب الصغيرة.
يستهلك إنتاج البولي فينيل كلوريد (PVC) كميات أقل من المواد الخام غير المتجددة مقارنةً بمعظم أنواع البلاستيك الأخرى، مما يجعله من أكثر أنواع البلاستيك الصديقة للبيئة. وتتشابه عملية تصنيعه باستخدام آلات CNC مع تصنيع أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى، وبفضل صلابته ومتانته، يسهل تشكيله نسبيًا.
تُنتج عملية تشكيل مادة PVC قطعًا منخفضة التكلفة ذات خصائص ميكانيكية ممتازة، بالإضافة إلى ميزة إضافية تتمثل في مقاومتها للعوامل الجوية. كما أن مقاومة المادة للرطوبة والأشعة فوق البنفسجية تجعلها جذابة لتطبيقات مثل الأنابيب ووصلاتها.
PVC جامدة / غير ملدنة
| قوة الشد، العائد (MPa) | استطالة عند الكسر (٪) | صلابة (شور د) | درجة حرارة انحراف الحرارة (درجة مئوية) | تصنيف قابلية الاشتعال (UL 94 (1.5 مم)) | لون |
|---|---|---|---|---|---|
45.6 | 110 | 80 | 72.5 | هب-5VA | رمادي |
التشطيبات
على عكس معظم أنواع البلاستيك الهندسي الأخرى، يمكن طلاء مادة PVC بسهولة لأغراض جمالية ولزيادة عمرها الافتراضي في الهواء الطلق. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه على الرغم من ثبات خصائصها الميكانيكية، إلا أن مادة PVC الشفافة تميل إلى تغير لونها بمرور الوقت عند تعرضها لأشعة الشمس أو مصادر الأشعة فوق البنفسجية الأخرى.
الطلاء: يمكن طلاء مادة PVC بشرط ألا يحتوي الطلاء على مذيبات تتفاعل مع كلوريد البولي فينيل. تأكد من أن الطلاء المستخدم مصمم خصيصًا للاستخدام على مادة PVC دون التأثير سلبًا على خصائصها الميكانيكية.
كما هو مُصنّع : يمكن تشكيل مادة PVC بسهولة وتنتج سطحًا أملسًا ولامعًا نسبيًا دون الحاجة إلى أي عمليات إضافية.
نصائح التصميم الموفرة للتكلفة
تُنتج عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لمادة PVC مكونات خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة. ومع ذلك، يمكن أن تساعد النصيحة التالية في تقليل التكاليف بشكل أكبر:
المكونات الفرعية: يتوفر البولي فينيل كلوريد (PVC) على شكل ألواح أو قضبان بأحجام مختلفة. خطط لتصميمك بحيث يمكنك إنشاء مكونات من هذه الأحجام وتجميعها لاحقًا في الجزء النهائي. يسهل الحصول على مواد لاصقة خاصة بالبولي فينيل كلوريد، ويمكن استخدامها لإنشاء أجزاء معقدة بتكلفة منخفضة من عدة مكونات فرعية.
تتبع المواد البلاستيكية المصنعة باستخدام الحاسوب نفس اصطلاحات التصميم المتبعة في تصنيع المعادن باستخدام الحاسوب، لذا استخدم أفضل ممارسات تصميم التشغيل الآلي كلما أمكن ذلك.