Types de plastique pour les matériaux d'usinage CNC
Les pièces en plastique usinées par commande numérique sont largement utilisées dans tous les grands secteurs industriels, du bâtiment à l'automobile. Vous trouverez ci-dessous la liste des types de plastiques que Gazfull propose pour la fabrication sur mesure à la demande.
Usinage de plastiques proposé
Les pièces en plastique usinées CNC peuvent être utilisées pour une large gamme de composants, des prototypes aux modèles d'ingénierie, en passant par les pièces finales. Bien que l'usinage des plastiques puisse s'avérer complexe, leur légèreté et leur densité, associées à des géométries simples, les rendent souvent plus adaptées à l'usinage qu'à l'impression 3D ou au moulage par injection. De nombreux matériaux, comme l'ABS, sont extrêmement durables et présentent une excellente résistance à la fatigue, une grande inertie chimique et une bonne absorption des chocs. D'autres plastiques, plus courants, sont plus faciles à usiner et donc idéaux pour tester des conceptions à moindre coût. Selon la nature de votre projet, le plastique usiné peut être le matériau idéal pour vos pièces sur mesure. Découvrez nos matériaux en détail ci-dessous :
Usinage CNC en PEHD
Le polyéthylène haute densité (PEHD) est un plastique technique largement utilisé dans l'industrie de l'emballage. L'usinage CNC du PEHD permet également de fabriquer des composants pour les secteurs de la construction, de l'électronique et de l'automobile, entre autres. Le PEHD présente un excellent rapport résistance/poids, ainsi qu'une bonne résistance aux produits chimiques et à l'humidité.
À propos du PEHD pour l'usinage CNC
Le PEHD (polyéthylène haute densité) fait partie de la famille des polyéthylènes (PE). Malgré son nom, sa densité est à peine supérieure à celle du PEBD (polyéthylène basse densité). Cependant, la différence de résistance entre les deux est plus importante que la différence de densité. Le PEHD est donc un excellent choix pour les applications exigeant une résistance élevée et un poids réduit. L'usinage CNC du PEHD est similaire à celui des autres plastiques techniques.
Le PEHD en un coup d'oeil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Tuyauterie, vis sans fin de convoyeur, emballages et conteneurs | Haute résistance aux produits chimiques et à l'humidité, rapport résistance/densité élevé, conforme aux normes FDA pour le stockage des aliments | Dilatation thermique élevée, faible aptitude au collage | À partir de 3 jours | Moyen ($$) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
PEHD générique
L'usinage CNC du PEHD permet de produire des pièces à la fois robustes et légères. Ces pièces présentent également une excellente résistance à la corrosion face à une large gamme de produits chimiques. Elles sont notamment utilisées pour la fabrication de composants de bateaux, de tuyauteries et de conteneurs.
Propriétés générales du PEHD
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement sous charge à 0.45 MPa | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | > 500 | 60-70 | 45-60 | 130-137 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité, le fabricant, les méthodes de transformation et les additifs.
Finitions
Comme les autres plastiques de la famille du PE, le PEHD est très résistant aux revêtements. Pour la même raison, il résiste aux adhésifs et nécessite donc un assemblage par soudage plastique. Le PEHD est généralement disponible en blanc, mais on peut parfois le trouver dans d'autres couleurs. Nous recommandons de laisser les pièces en PEHD à l'état brut d'usinage pour les raisons évoquées ci-dessus.
Comme usinéLes défis liés à l'usinage CNC du PEHD sont similaires à ceux rencontrés avec d'autres plastiques techniques. La surface usinée du PEHD présente un fini mat.
Explosion de perles : Pour obtenir une finition de surface plus uniforme, la pièce peut être microbillée avec de fines billes de verre afin d'éliminer les marques d'usinage et d'accentuer l'aspect mat. Cependant, le microbillage des plastiques peut engendrer des irrégularités de surface ou endommager les détails les plus fins.
Conseils de conception économiques
L'usinage CNC du PEHD permet de produire des composants légers et économiques. Voici quelques conseils supplémentaires pour réduire les coûts de production.
Sous-ensembles : Le PEHD est disponible sous forme de plaques ou de barres de différentes dimensions. Il est souvent judicieux de concevoir les pièces comme des composants séparés, assemblables ensuite pour former l’ensemble final. Comme indiqué précédemment, le PEHD ne se prête pas bien à l’adhérence des adhésifs, mais peut être soudé. On peut également utiliser des fixations mécaniques pour assembler les composants par boulonnage.
Tolérancement : En raison de sa forte dilatation sous l’effet de la chaleur, l’obtention de tolérances extrêmement serrées lors de l’usinage du PEHD peut s’avérer complexe. Nous recommandons de limiter les tolérances inférieures à +/- 0,25 mm (0.010″) aux cas où elles sont absolument nécessaires, afin de réduire les rebuts, les coûts et les délais de livraison liés à l’usinage de plastiques de ce type.
Usinage CNC en acétal (Delrin)
L'acétal est un thermoplastique haute résistance également connu sous les marques Delrin®, Tecaform® et Sustarin®. Il possède des propriétés mécaniques et une résistance à la température exceptionnelles par rapport à d'autres plastiques plus courants. Facile à usiner, il présente une excellente stabilité dimensionnelle. Cette combinaison de propriétés rend l'usinage CNC du Delrin idéal pour les composants mécaniques de haute précision tels que les engrenages et les roulements. On retrouve des pièces en Delrin dans des appareils électroniques grand public comme les imprimantes et les téléviseurs.
Usinage CNC en acétal
Delrin est le nom commercial de DuPont pour l'acétal homopolymère. Il possède de meilleures propriétés mécaniques que le copolymère acétal, notamment une résistance aux chocs nettement supérieure. Outre ses propriétés mécaniques exceptionnelles, l'acétal usiné CNC offre une stabilité dimensionnelle supérieure, ce qui le rend idéal pour les pièces de haute précision.
Acétal en un coup d'oeil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Pièces mécaniques de haute précision telles que roulements, bagues, engrenages et composants de vannes | Bonne résistance à la fatigue, faible frottement, bonne ténacité globale, résistant à l'humidité | Porosité axiale, résistance chimique limitée, tendance au fluage sous charge constante | À partir de 3 jours | Moyen ($$) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.001″ est possible ; une précision inférieure à ±0.001″ est disponible après vérification manuelle. |
Delrine 150
Grâce à sa haute résistance aux chocs et à son faible coefficient de frottement, le Delrin usiné CNC est idéal pour les engrenages, les composants de systèmes de portes et les bagues. Léger et économique, il constitue une alternative aux pièces métalliques et, à bien des égards, comble le fossé entre les plastiques et les métaux. Le Delrin conserve également ses propriétés sur une plage de températures allant de -40 °C à 120 °C, bien plus étendue que celle de la plupart des autres plastiques.
Delrin 150 Propriétés
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Rockwell M) | Température de déformation thermique (°C) à 0.46 MPa | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
73-76 | 25-45 | 94 | 160-169 | 175-178 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Delrin 100 (AF)
Le Delrin 100 AF est un mélange de Delrin renforcé de fibres de PTFE (Téflon) afin d'améliorer sa résistance à l'usure et ses propriétés de faible frottement. Ce matériau est ainsi particulièrement adapté aux applications exigeant une faible usure ou un faible frottement, comme les roulements. Les fibres de PTFE contribuent également à améliorer sa résistance, sa ténacité et sa stabilité dimensionnelle.
Propriétés du Delrin 100 (AF)
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Rockwell M) | Température de déformation thermique (°C) à 0.46 MPa | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
53-56 | 10-19 | 77 | 160-169 | 175-178 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Finitions
Comme pour la plupart des plastiques usinés, les pièces en acétal ne peuvent recevoir que quelques types de finitions de surface. Vous trouverez ci-dessous nos principales options de finition de surface pour les composants en acétal/Delrin usinés CNC.
À l'état brut d'usinage : Il est possible d'obtenir une excellente finition de surface directement à la sortie de la machine CNC. Les fabricants de Gazfull y parviennent grâce à l'utilisation d'outils de coupe HSS (acier rapide) affûtés, présentant des angles de coupe et de dépouille élevés et appropriés.
Grenaillage : Les marques d’outils sont généralement visibles sur les pièces en acétal ou en Delrin usinées par commande numérique. Le grenaillage permet d’atténuer ces marques. Il est important de noter que le grenaillage éclaircit la surface, donnant ainsi aux matériaux noirs une apparence gris foncé après traitement.
Conseils de conception économiques
L'acétal (Delrin) est l'un des plastiques les plus chers du marché, il est donc important de suivre les principes de réduction des coûts ci-dessous.
Conception aux dimensions standard : l’acétal est généralement fourni en feuilles d’épaisseurs standard ou sous forme extrudée, par exemple en barres pleines. Utiliser des dimensions standard pour votre pièce permet de réduire le gaspillage de matériau et d’éviter les commandes sur mesure, qui augmentent les coûts et les délais de livraison.
Ne visez pas une épaisseur de paroi minimale : bien que possible, une épaisseur minimale peut s’avérer difficile à obtenir et à reproduire sans flexion, déformation ou vibrations, et peut faire grimper les prix. Nous déconseillons une épaisseur de paroi inférieure à 0.060 mm à 0.080 mm pour les composants en acétal.
Usinage CNC du polypropylène (PP)
Le polypropylène (PP) est un thermoplastique semi-cristallin qui se présente sous deux formes : homopolymère ou copolymère. Le polypropylène homopolymère est le plus courant, tandis que le polypropylène copolymère contient des proportions variables d'éthylène. L'usinage du polypropylène peut s'avérer plus complexe que celui d'autres plastiques courants en raison de sa tendance au grippage et à la fusion. L'excellente résistance chimique et la grande résistance à la fatigue du polypropylène le rendent particulièrement adapté aux pièces flexibles et aux pièces exposées à des environnements corrosifs.
Le polypropylène (PP) est un plastique léger sans BPA, doté d'une résistance à la fatigue et d'une robustesse exceptionnelles. Ces propriétés en font un matériau prisé pour de nombreuses applications dans les secteurs de l'automobile, de l'emballage et des biens de consommation.
Usinage du polypropylène (PP) en bref
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Contenants alimentaires sans BPA, équipements électriques, appareils ménagers | Faible densité, chimiquement résistant à une large gamme d'acides et de bases, haute résistance à la fatigue | Ne convient pas aux applications à haute température, se dégrade sous l'effet des rayons UV. | À partir de 3 jours | Moyen ($$) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
Polypropylène générique
Bien que l'usinage CNC du polypropylène soit complexe en raison de sa tendance au grippage et à la fusion, l'homopolymère de polypropylène offre de nombreux avantages pour les pièces usinées CNC. Sa surface lisse le rend idéal pour les éléments mécaniques tels que les engrenages, et sa résistance à la fatigue permet d'intégrer facilement des éléments fins, comme des charnières intégrées, dans les conceptions.
Propriétés génériques du polypropylène
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
25-40 | 100-600 | 65-75 | 100 à 0.45 MPa | 160-170 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité, le fabricant et le matériau de remplissage.
Finitions
Les pièces en polypropylène sont naturellement de couleur blanc cassé. Le PP n'accepte pas bien les finitions de surface comme la peinture. Son caractère hydrophobe le rend également très difficile à teindre.
À l'état brut d'usinage : L'option de finition de surface la plus courante pour l'usinage CNC du polypropylène consiste à laisser la pièce à l'état brut d'usinage. Les faces usinées peuvent présenter des marques d'outils visibles.
Grenaillage : L’usinage CNC du polypropylène a tendance à laisser des bavures sur les bords des pièces et le polypropylène fond facilement au contact de l’outil de coupe, ce qui peut entraîner un état de surface médiocre. Le grenaillage permet d’atténuer ce problème en éliminant ces imperfections microscopiques grâce à un abrasif qui contribue également à supprimer les marques d’usinage, pour un état de surface plus homogène et régulier.
Conseils de conception économiques
L'usinage CNC du polypropylène peut s'avérer rentable grâce au faible coût du matériau. Toutefois, la réduction des temps d'usinage et de post-traitement excessifs est essentielle pour maintenir des coûts bas. L'une des solutions consiste à respecter les tolérances standard.
+/- 0.010" pour les dimensions (longueur, largeur, hauteur, diamètre)
+/- 0.010” pour l’emplacement (position, concentricité, symétrie)
Évitez d'imposer des tolérances plus strictes lorsque cela n'est pas nécessaire. Ceci est d'autant plus important que l'usinage des plastiques génère de la chaleur, ce qui peut entraîner une déformation du plastique ou un fluage dimensionnel.
Usinage CNC UHMW-PE
Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire, ou polyéthylène UHMW, est un sous-ensemble de composés HDPE (polyéthylène haute densité) présentant certains avantages supplémentaires.
À propos du polyéthylène UHMW pour l'usinage CNC
Les chaînes polymères extrêmement longues du matériau contribuent à améliorer sa robustesse globale. Son coefficient de frottement est comparable à celui du Téflon, mais sa résistance à l'abrasion est supérieure. L'usinage CNC du polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMW-PE) est similaire à celui des autres plastiques techniques.
Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMW-PE) est un plastique technique de pointe doté d'une robustesse, d'une résistance chimique et d'une résistance à l'usure exceptionnelles, supérieures même à celles de l'acier. Il est largement utilisé dans les industries automobile et navale. Sa faible porosité et son inertie chimique le rendent également apte au contact alimentaire.
UHMW-PE en un coup d'œil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Revêtements pour goulottes, profilés guide-chaîne, revêtements de pare-chocs de quai | Résistance exceptionnelle à l'abrasion, ténacité exceptionnelle, faible coefficient de frottement | Ne convient pas aux hautes températures, sujet au fluage en raison d'une faible stabilité dimensionnelle | À partir de 3 jours | Moyen ($$) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
UHMW-PE générique
L'usinage de l'UHMW permet de produire des pièces robustes et résistantes à l'abrasion, ce qui le rend idéal pour les applications exposées aux chocs et aux matériaux abrasifs. On le retrouve notamment dans la fabrication de plaques d'usure et de joints d'étanchéité. L'UHMW-PE, quant à lui, est sensible au fluage et n'est donc pas adapté aux applications où les pièces sont soumises à des contraintes continues.
Propriétés générales du polyéthylène UHMW
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
20-30 | 300-600 | 60-70 | 46-68 à 0.46 MPa | 130-136 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Finitions
Le faible coefficient de frottement du polyéthylène UHMW (UHMW-PE) le rend naturellement résistant aux revêtements, car sa surface lisse rend l'adhérence difficile. Nous recommandons de laisser l'UHMW-PE à l'état brut d'usinage ; cependant, Gazfull peut réaliser le sablage et des finitions personnalisées sur demande.
À l'état usiné : Cela donne une finition avec des marques d'outils visibles et une rugosité de surface comparable à une finition de 125 µin Ra.
Microbillage : Le polyéthylène UHMW peut être microbillé pour éliminer les irrégularités résultant du processus de découpe.
Conseils de conception économiques
L'usinage du polyéthylène UHMW permet de produire des composants légers et économiques. Voici quelques conseils supplémentaires pour réduire votre budget.
Sous-ensembles : Le polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMW-PE) est disponible en plaques ou en barres de différentes dimensions. Il peut être avantageux de concevoir les pièces comme des composants séparés, qui seront ensuite assemblés pour former la pièce finale. Il est à noter que l’UHMW-PE ne se colle pas bien, mais qu’il est soudable.
Autres bonnes pratiques de fabrication (DFM) : Il s’agit notamment de concevoir des rayons d’angle constants, de privilégier les éléments plus grands plutôt que plusieurs éléments plus petits et d’utiliser des tolérances standard de +/- 0.010.
Usinage CNC Nylon 6/6
Le nylon, ou polyamide, est un polymère synthétique thermoplastique. Grâce à ses propriétés thermoplastiques, il peut être moulé en diverses formes par thermoformage. Bien que le nylon puisse être transformé en fibres pour la fabrication de cordes et de tissus, extrudé et moulé par injection, il présente des avantages particuliers lorsqu'il est usiné par commande numérique (CNC). Le nylon possède d'excellentes propriétés de résistance thermique, mécanique et chimique lorsqu'il est découpé dans un bloc massif.
Le nylon 6/6 est un plastique technique largement utilisé, réputé pour sa ténacité, sa résistance à l'abrasion et sa dureté. Ses propriétés en font un matériau idéal pour les composants mécaniques soumis à des charges importantes et, de ce fait, une alternative souvent avantageuse aux métaux. L'usinage CNC du nylon 6/6 permet d'obtenir des pièces performantes et économiques.
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Composants structurels tels que les engrenages, les roues et les boîtiers d'appareils électroniques grand public | Résistance à l'abrasion, résistance aux températures modérément élevées, résistance élevée à la fatigue | Forte absorption d'humidité provoquant un gonflement | À partir de 3 jours | Bas ($) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
Nylon 6 / 6
Le nylon 6/6, également appelé nylon 6-6, nylon 6,6 ou nylon 66, est une version plus cristalline du nylon 6. On le désigne aussi sous le nom de polyamide 66 ou PA 66. Grâce à sa structure moléculaire plus ordonnée, il présente des propriétés mécaniques améliorées. Le nylon 6/6 destiné à l'usinage offre une meilleure résistance à la température et un taux d'absorption d'eau inférieur à celui du nylon 6 standard. Il est notamment utilisé pour la fabrication de patins d'usure, de galets de guidage et de paliers lisses.
Propriétés générales du nylon 6/6
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
30-98 | 1-300 | 78-88 | 75-428 | 197-266 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Finitions
Comme pour la plupart des plastiques, les options de finition de surface sont limitées. C'est particulièrement vrai pour le nylon, qui ne se prête pas facilement au plaquage. De plus, le ponçage produit une surface effilochée souvent moins esthétique qu'une surface usinée. Quelques finitions possibles sont listées ci-dessous :
Usinage CNC du nylon 6/6 : ce procédé permet souvent d’obtenir un excellent état de surface. Les machinistes de Gazfull y parviennent grâce à des outils de coupe HSS (acier rapide) affûtés, présentant des angles de dépouille et de dégagement élevés et appropriés.
Grenaillage : Le nylon 6/6 peut être davantage lissé par des opérations de grenaillage pour obtenir une rugosité de surface plus faible.
Teinture : Le nylon absorbe facilement les liquides, la teinture est donc une option de finition courante. On utilise des colorants à base de solvants pour teindre la surface des pièces en nylon blanc en différentes couleurs.
Conseils de conception économiques
Le nylon 6/6 est un plastique technique relativement peu coûteux ; cependant, pour réduire encore davantage les coûts d'usinage, essayez ce qui suit :
Simplifiez les pièces : pour minimiser les réglages d’usinage et réduire le coût de la machine nécessaire (en d’autres termes, privilégiez une machine 3 axes plutôt qu’une 4 ou 5 axes), optez pour une géométrie aussi simple que possible. Une pièce à géométrie complexe sera peut-être mieux adaptée à l’impression 3D en Nylon 12 par frittage laser sélectif (SLS) ou HP Multi Jet Fusion.
Assurez la constance des pièces : veillez à ce que les rayons des angles internes et les trous taraudés conservent des dimensions constantes afin de réduire le nombre de changements d’outils nécessaires au fabricant.
À propos de l'usinage CNC en acrylique
L'acrylique est un thermoplastique reconnu pour sa transparence, sa résistance et sa stabilité aux UV, ce qui en fait un substitut populaire au verre dans de nombreuses applications. Léger et résistant aux chocs, il ne se décolore pas sous l'effet prolongé du soleil, contrairement à d'autres plastiques transparents.
Bien qu'elle offre une excellente résistance et rigidité, l'acrylique ne convient pas aux environnements à haute température, surtout comparée au verre. De ce fait, l'acrylique usiné est largement utilisé dans des secteurs tels que l'automobile et les instruments de test et de mesure.
L'acrylique en un coup d'œil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Cadrans d'instruments et couvercles de phares de véhicules, diffuseurs de lumière, boîtiers transparents. Peut être utilisé comme alternative économique et légère au verre. | Haute résistance aux chocs, optiquement transparent, haute résistance aux UV | Faible résistance aux rayures et à la chaleur, sensible à certains produits chimiques (par exemple, l'acétone, l'alcool). | À partir de 3 jours | Bas ($) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
Acrylic
L'acrylique est un matériau robuste qui présente de nombreux avantages par rapport au verre. Tout d'abord, il s'usine facilement, contrairement au verre. Cela permet l'usinage CNC de l'acrylique lorsque la tâche exige à la fois une géométrie complexe et une grande clarté optique de la pièce finale. La transparence de l'acrylique en fait un matériau idéal pour les fenêtres d'inspection, les équipements de test chimique et les boîtiers d'instruments.
Propriétés générales de l'acrylique
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement sous charge (°C) à 0.45 MPa | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
65-75 | ~ 2-10 | ~ 80-90 | 105-110 | 85-110 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le procédé de fabrication. Pour les applications critiques, veuillez consulter les fiches techniques spécifiques aux matériaux (par exemple, celles des fabricants comme Plexiglas®, Acrylite® ou Lucite®).
Finitions
Les finitions de surface sont rarement appliquées à l'acrylique usiné CNC car la plupart altéreraient les propriétés optiques intrinsèques du matériau. Lorsqu'une finition est nécessaire, privilégiez-en une qui les mette en valeur.
Standard (à l'état brut d'usinage) : les marques d'outils visibles sur toute face de coupe apparaîtront sous forme de tourbillons.
Le sablage aux perles : confère à l'acrylique un aspect mat givré et atténue les marques d'outils visibles.
Polissage personnalisé : L’acrylique peut être poli pour une clarté accrue par des procédés chimiques ou un ponçage à l’eau progressif manuel, moyennant un supplément. Pour en faire la demande, sélectionnez « Autre » dans le moteur de devis instantané Gazfull®.
Conseils de conception économiques
L’acrylique est un matériau facilement disponible, mais il convient de concevoir en tenant compte des limites du matériau, comme décrit ci-dessous.
Conception aux dimensions standard : L'acrylique est généralement fourni en plaques d'épaisseurs variables et sous forme extrudée, comme des tubes et des barres pleines. Concevoir des pièces adaptées aux dimensions des plaques et barres disponibles dans le commerce permet de minimiser les coûts. Si la pièce souhaitée est trop volumineuse, il est conseillé de la diviser en plusieurs composants qui pourront ensuite être collés ou fixés après usinage.
Tolérance : L'obtention de tolérances extrêmement serrées avec des plastiques comme l'acrylique peut s'avérer complexe. Nous recommandons de limiter les tolérances à +/- 0.005″ aux éléments critiques afin de réduire les rebuts, les coûts et les délais de livraison liés à des tolérances serrées.
Usinage CNC ABS
L'ABS, ou acrylonitrile butadiène styrène, est un thermoplastique très répandu, devenu courant grâce à son coût relativement bas et à son excellente robustesse. L'usinage CNC de l'ABS est une solution économique pour découper des pièces aux formes personnalisées sans recourir à des moules coûteux, notamment pour les prototypes, les gabarits et les outillages, ainsi que pour les petites séries.
Le plastique ABS (acrylonitrile butadiène styrène) est utilisé dans de nombreux secteurs industriels grâce à son faible coût, sa facilité de mise en œuvre et ses propriétés mécaniques exceptionnelles. On le retrouve dans une multitude de produits de consommation et il est également largement utilisé dans l'industrie automobile. L'ABS usiné CNC présente une robustesse, une rigidité et une capacité d'absorption des chocs remarquables, notamment pour un matériau aussi peu coûteux.
L'ABS en un coup d'œil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Boîtiers de produits, fixations et gabarits, tableaux de bord de véhicules | Résistance élevée aux chocs, faible coût, résistance chimique | Non viable pour les applications à haute température, endommagé par les solvants, mauvaise stabilité aux UV | Débute en 3 jours | Bas ($) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
ABS général
L'ABS présente une bonne stabilité dimensionnelle, une excellente résistance aux chocs et s'usine facilement. De ce fait, l'ABS usiné CNC est idéal pour les applications nécessitant des pièces économiques et résistantes à l'usure, telles que les boîtiers et les enveloppes d'outils.
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Rockwell R) | Température de fléchissement thermique (°C) | Point de fusion (° C) |
|---|---|---|---|---|
40.7 | 53.4 % | 107 | 97.4 | 267 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Finitions
Lorsque nous travaillons avec nos fournisseurs de pièces usinées en ABS, l'ABS est généralement disponible en beige (naturel), blanc et noir. D'autres couleurs peuvent être disponibles en nous approvisionnant directement.
À l'état brut d'usinage : les pièces en ABS usinées CNC sont usinées selon des spécifications précises, avec de légères marques d'outils ou des tourbillons à la surface du matériau.
Microbillage : Pour obtenir des pièces plus mates, la surface peut être microbillée avec de fines billes de verre afin de réduire la brillance. Cependant, le microbillage des plastiques peut engendrer des surfaces irrégulières ou endommager les détails les plus fins.
Conseils de conception économiques
L'ABS est un plastique très bon marché, facile à usiner et doté d'excellentes propriétés mécaniques. Pour réduire encore les coûts, les ingénieurs devraient éviter d'imposer des tolérances trop serrées, car celles-ci peuvent être plus difficiles à contrôler pour les thermoplastiques comme l'ABS. Voici quelques autres conseils de conception généraux que nous recommandons pour les composants usinés CNC :
Conception des éléments sur les mêmes plans d'axes : cela minimisera le besoin de machines CNC à 4 et 5 axes plus coûteuses.
La constance est essentielle : le maintien de la constance des caractéristiques telles que les rayons des angles internes et les trous taraudés permettra également de gagner du temps et de l'argent sur les pièces en réduisant le besoin de changements d'outils.
Service d'usinage CNC en polycarbonate
Le polycarbonate (PC) est un thermoplastique amorphe. De par sa nature amorphe, il a tendance à ramollir avant de fondre et ne possède pas de point de fusion précis. Gazfull usine le polycarbonate en plaques et barres noires ou transparentes. Sa clarté, sa résistance aux chocs et sa légèreté en font un excellent substitut au verre. Il supporte également mieux les hautes températures que l'acrylique. L'usinage CNC du polycarbonate ne permet toutefois pas d'obtenir des pièces optiquement transparentes ; une finition supplémentaire est donc nécessaire.
Le PC (polycarbonate) est un plastique technique doté d'une résistance à la rupture exceptionnelle. Il résiste aux chocs tout en offrant une transparence optique, une résistance aux UV et une résistance aux températures supérieures à la moyenne par rapport aux autres plastiques techniques.
PC générique (polycarbonate) en un coup d'œil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Lentilles de phares de voiture, diffuseurs de lumière, boîtiers étanches | Haute résistance aux chocs, clarté exceptionnelle, résistance aux températures modérées (jusqu'à 275℉/135℃), ténacité à la rupture exceptionnelle | Se raye facilement, faible résistance chimique | Débute en 3 jours | Moyen ($$) | Une précision standard de ±0.010″ et de ±0.002″ est possible ; une précision inférieure à ±0.002″ est disponible après vérification manuelle. |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
PC générique (polycarbonate)
L'usinage CNC du polycarbonate est relativement répandu. L'exceptionnelle résistance aux chocs de ce matériau le rend idéal pour les composants structurels. Avec une résistance aux chocs presque deux fois supérieure à celle de l'ABS, le polycarbonate présente l'une des résistances aux chocs les plus élevées parmi les plastiques techniques courants. Il se moule facilement sans se fissurer ni se casser.
Propriétés générales du PC
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Température de transition vitreuse (°C) |
|---|---|---|---|---|
40-154 | 3-233 | 90-95 | 57.2-208 | 142-152 |
Finitions
Seules quelques finitions de surface conviennent aux plastiques. C'est particulièrement vrai pour l'usinage CNC du polycarbonate, car ce matériau est sensible aux rayures. Voici quelques exemples de finitions possibles :
Polissage à la vapeur : Le polycarbonate usiné CNC présente souvent des marques d'outils en surface. Ceci est problématique pour les applications exigeant des composants optiquement transparents. Le polissage consiste à éliminer ces marques d'outils et autres imperfections. Le polissage à la vapeur est une méthode particulièrement efficace pour le polycarbonate. Ce procédé consiste à exposer la surface à un solvant qui réagit et provoque la fusion et l'étalement de la couche superficielle. Il permet ainsi d'uniformiser la surface et de combler les marques d'outils.
Revêtement anti-rayures : L’un des inconvénients du polycarbonate est sa sensibilité aux rayures. Certains revêtements disponibles sur le marché permettent de préserver la transparence du polycarbonate tout en améliorant sa résistance aux rayures.
Conseils de conception économiques
Le polycarbonate est un plastique relativement coûteux. Voici quelques conseils de conception pour réduire les coûts.
Sous-ensembles : Le polycarbonate destiné à l’usinage est fourni sous forme de plaques ou de barres. Par conséquent, lors de l’usinage CNC de polycarbonate, il est important de concevoir des pièces aux dimensions standard. L’usinage de grandes pièces à partir d’un seul bloc de polycarbonate peut s’avérer extrêmement coûteux. Il est donc préférable de concevoir des sous-ensembles distincts qui seront ensuite boulonnés ou soudés par collage plastique.
Caractéristiques uniformes : Concevoir avec des caractéristiques uniformes afin de réduire le recours à des outils spécialisés ou aux changements d’outils.
Usinage CNC PEEK
Le PEEK, ou polyétheréthercétone, est un plastique technique de pointe doté de nombreuses propriétés avantageuses. Parmi celles-ci figurent la résistance aux hautes températures, la résistance à l'abrasion, la biocompatibilité, la résistance à l'ultra-vide, une résistance chimique exceptionnelle et l'aptitude à l'usinage CNC.
Le PEEK est un thermoplastique semi-cristallin qui peut fonctionner en continu à des températures allant jusqu'à 260 °C et présente une excellente résistance chimique. Il convient toutefois de noter que certains acides, comme l'acide sulfurique, peuvent dissoudre ce matériau. L'usinage CNC du PEEK est une méthode courante pour la fabrication de pièces destinées à des environnements extrêmes exigeant une résistance mécanique, une stabilité chimique et/ou une résistance aux hautes températures. Parmi les applications, on trouve des composants pour les secteurs médical, aérospatial et automobile.
COUP D'OEIL en un coup d'œil
| Application | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Roulements, rondelles et engrenages, implants rachidiens, outils chirurgicaux | Hydrophobe, dégazage minimal dans des conditions de vide poussé, biocompatible | Coût élevé, biocompatible mais ne se lie pas facilement aux os | Le délai de livraison pour les pièces en PEEK est de 3 jours ouvrables minimum. | Élevé ($$$) | Des tolérances d'usinage de +/- 001" (+/- 0.025 mm) sont réalisables. |
PEEK générique
L'usinage du PEEK permet une vaste gamme d'applications tirant parti des propriétés exceptionnelles de ce matériau. Le PEEK présente très peu d'inconvénients par rapport aux autres plastiques techniques. L'un de ses atouts majeurs est sa résistance à la chaleur. Il peut fonctionner à haute température plus longtemps que la plupart des autres plastiques. De plus, le PEEK est hydrophobe, il n'absorbe donc pas facilement l'eau, et il dégage très peu de gaz sous vide. Cette stabilité est un atout considérable. Les applications du PEEK vont des implants temporaires aux composants aérospatiaux exposés au vide extrême.
Propriétés générales du PEEK
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Température de transition vitreuse (°C) |
|---|---|---|---|---|
65-120 | 1.5-110 | 62-89 | 182-210 | 143-155 |
PEEK USP Classe VI (TECAPEEK)
Le PEEK conforme à la norme USP classe VI, comme le TECAPEEK MT, est une variante biocompatible spécialement conçue pour les applications médicales. Il se caractérise par une très haute résistance chimique, une résistance à diverses méthodes de stérilisation et la capacité de conserver ses propriétés mécaniques à haute température. Le PEEK de qualité médicale est fréquemment utilisé pour les applications et dispositifs médicaux nécessitant un contact limité avec la peau et les tissus. Le PEEK USP classe VI est également prisé pour les applications médicales en raison de sa capacité à supporter de nombreux cycles de stérilisation sans dégradation.
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Rockwell M) | Température de fléchissement thermique (°C) | Température de transition vitreuse (°C) |
|---|---|---|---|---|
96.5-110 | 30-50 | 94-99 | 160 | 150 |
Coup d'oeil GF30
Le PEEK GF30 est une variante de PEEK chargée à 30 % de fibres de verre. Comparé au PEEK standard non chargé, le GF30 présente une rigidité supérieure et une résistance mécanique accrue. Le PEEK renforcé de fibres de verre offre également une meilleure stabilité dimensionnelle et une résistance au fluage améliorée. Ce matériau est parfaitement adapté aux pièces soumises à des charges statiques élevées à haute température. En revanche, le PEEK GF30 est moins adapté aux applications de roulement ou d'usure en raison de l'effet abrasif des fibres de verre sur les surfaces de contact.
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Rockwell M) | Température de fléchissement thermique (°C) | Température maximale de service (°C) |
|---|---|---|---|---|
101-157 | 2.2-5 | 103 | 316 | 260-300 |
Finitions
Les pièces en PEEK sont naturellement grises ou beiges opaques. Du fait de sa structure polymère, les peintures et les revêtements adhèrent difficilement à sa surface. Cependant, grâce à sa résistance chimique intrinsèque, il est souvent acceptable de laisser les pièces brutes d'usinage.
Usinage : Le PEEK s’usine facilement et permet d’obtenir des finitions de surface lisses. Gazfull propose un devis automatique pour des rugosités de surface aussi faibles que 32 µin Ra pour le PEEK, mais peut proposer des valeurs encore plus basses après vérification manuelle.
Sablage aux billes : Les marques d'outils indésirables peuvent être éliminées par abrasion mécanique de la surface à l'aide de billes de verre.
Conseils de conception économiques
En raison du coût élevé du matériau, les frais généraux de fabrication doivent être minimisés. Une méthode permettant de maîtriser le coût de l'usinage CNC du PEEK consiste à exiger un recuit en cours de fabrication. Ce procédé peut réduire les fissures de surface et internes, ce qui diminue le taux de rebut et, par conséquent, les coûts globaux pour le fabricant.
Usinage CNC du téflon (PTFE)
Le PTFE, ou polytétrafluoroéthylène, est un thermoplastique à base de fluoropolymère, composé exclusivement d'atomes de carbone et de fluor. Il est communément appelé Téflon, son nom commercial chez DuPont. Le Téflon possède une résistance à la température parmi les plus élevées de tous les plastiques techniques courants. Il est également exceptionnellement résistant à la corrosion grâce à sa composition chimique fluoropolymère. L'usinage CNC du PTFE-Téflon est relativement aisé en raison de sa faible résistance et de sa relative souplesse, bien qu'il puisse être difficile d'obtenir une précision élevée.
Le PTFE-Téflon se distingue de la plupart des plastiques techniques par son point de fusion très élevé, son faible coefficient de frottement et son inertie chimique. Ces propriétés exceptionnelles ont valu aux revêtements en PTFE-Téflon leur rôle bien connu dans les ustensiles de cuisine antiadhésifs et leur ont permis de trouver d'autres applications dans les industries agroalimentaire, pétrochimique, médicale et des composants électriques.
PC générique (polycarbonate) en un coup d'œil
| Applications | Avantages | Désavantages | Délai De Mise En Œuvre | Tarifs et Prix | Tolérances |
|---|---|---|---|---|---|
Implants médicaux, revêtements de tuyauterie pour produits chimiques corrosifs, isolation de composants électriques | Convient au contact alimentaire, hydrophobe, résistant aux hautes températures, faible coefficient de frottement | Génère des fumées toxiques en cas de surchauffe, faible résistance à l'abrasion | Les délais de livraison commencent à 3 jours. | Moyen ($$) | La tolérance standard est de +/- 0.010" ; des tolérances de +/- 0.001" sont possibles. |
Vierge PTFE-Téflon
Bien que ce matériau soit principalement utilisé comme revêtement, certains implants médicaux sont fabriqués par usinage CNC en PTFE-Téflon. Le Téflon étant inerte, les implants médicaux qui en sont faits ne sont pas rejetés par l'organisme. Son faible coefficient de frottement le rend idéal pour les composants à contact glissant, comme les roulements.
Propriétés générales du PTFE-Téflon
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Température de fusion (°C) |
|---|---|---|---|---|
9-30 | 300-400 | 55-65 | 115 | 330 |
Remarque : À titre indicatif seulement. Les valeurs peuvent varier légèrement selon la qualité et le fabricant.
Finitions
Le téflon est très résistant aux revêtements grâce à ses propriétés antiadhésives. Il a tendance à laisser des bavures sur les bords usinés, mais Gazfull les élimine automatiquement avant l'expédition du produit fini.
À l'état usiné : Il est préférable de laisser la pièce à l'état usiné.
Microbillage : Pour une finition plus lisse et pour éliminer les irrégularités, les pièces peuvent être microbillées afin d'obtenir une surface uniforme et lisse.
Conseils de conception économiques
L'usinage CNC du PTFE-Téflon peut s'avérer complexe, notamment lorsque des tolérances serrées sont requises. Il est donc essentiel de veiller à ce que le processus d'usinage soit aussi simple et rapide que possible.
Conception des éléments sur les mêmes plans d'axes : cela minimisera le besoin de machines CNC à 4 et 5 axes plus coûteuses.
La constance est essentielle : le maintien de la constance des caractéristiques telles que les rayons des angles internes et les trous taraudés permettra également de gagner du temps et de l'argent sur les pièces en réduisant le besoin de changements d'outils.
Garolite G-10 pour l'usinage CNC
La garolite est un composite thermodurcissable composé de fibres de verre et de résine époxy phénolique. Étant thermodurcissable, la garolite ne peut être fondue ni reformée. Chauffée au-delà de sa température de fonctionnement maximale, elle se décompose chimiquement et perd ses propriétés après refroidissement. Le moulage par injection de la garolite est donc impossible. L'usinage CNC est la seule méthode permettant de fabriquer des pièces complexes avec ce matériau.
Garolite est un composite époxy renforcé de fibres de verre présentant un rapport résistance/poids élevé et une excellente résistance à la corrosion et à l'humidité, ce qui le rend idéal pour les applications marines. De plus, sa résistance au feu et ses excellentes propriétés d'isolation électrique en font un matériau de choix pour les substrats de circuits imprimés.
Garolite G-10 (FR4)
L'usinage CNC du Garolite G-10 (FR4) permet de produire des pièces idéales pour les applications en milieux corrosifs ou à forte humidité. Ces conditions environnementales se rencontrent généralement dans l'industrie navale, où le Garolite est utilisé pour des composants de moteurs tels que les supports de fixation et pour des applications exigeant une isolation électrique et une résistance mécanique élevées.
Gazfull propose la garolite en qualités G-10 et G-10 FR4. La FR4 est une version ignifugée de la garolite G-10, classée UL94 V-0 en matière d'inflammabilité. Les deux qualités présentent des propriétés similaires, à l'exception de la meilleure résistance au feu offerte par la FR4. Dans la plupart des cas, la G-10 FR4 peut remplacer sans problème la G-10 ; en revanche, l'inverse n'est pas possible.
Propriétés générales du matériau Garolite G-10 (FR4)
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Résistance à la compression (MPa) | Dureté (Rockwell M) | Indice d'inflammabilité | Température de fonctionnement continu (°C) |
|---|---|---|---|---|
262-310 | 448 | 110 | UL94 V-0 | 140 |
Garolite G11 (FR5)
Tout comme le G-10, le garolite G-11 (FR5) est un matériau stratifié verre-époxy. Meilleur isolant thermique que le G-10, le G-11 supporte des températures de fonctionnement plus élevées. Il constitue ainsi un excellent choix pour les applications mécaniques ou électriques destinées à des environnements à haute température.
Propriétés générales du matériau Garolite G11 (FR5)
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Résistance à la compression (MPa) | Dureté (Rockwell M) | Indice d'inflammabilité | Température de fonctionnement continu (°C) |
|---|---|---|---|---|
255-295 | 434 | 112 | UL94 V-0 | 150 |
Finitions
La garolite est généralement un matériau vert à jaune-vert, mais elle est également vendue en noir. Sa composition fibreuse la rend difficile à polir ; en général, le polissage de sa surface mate ne permet pas d'obtenir un aspect brillant.
À l'état brut d'usinage : Le Garolite présente généralement une finition mate et lisse après usinage. Ainsi, les pièces laissées à l'état brut d'usinage conservent tout leur aspect esthétique.
Grenaillage : Les pièces fabriquées en garolite peuvent être grenaillées pour éliminer les irrégularités de surface produites lors de l'usinage.
Conseils de conception économiques
La garolite est un plastique technique coûteux, et à ce titre, il est important de limiter autant que possible les coûts de fabrication.
Conception aux dimensions standard : le garolite se présente uniquement sous forme de barres, de tiges, de tubes et de plaques. Lors de la conception de pièces dans ce matériau, il est essentiel de connaître au préalable les dimensions disponibles, puis d'adapter la conception à ces contraintes. Moins de matière enlevée pour obtenir les dimensions finales permet de réaliser des économies substantielles, tant en termes de gaspillage de matière que de temps d'usinage. L'usinage CNC du garolite requiert des outils en diamant ou en superalliage, ce qui en fait un matériau coûteux à usiner.
Usinage CNC en PVC
Le PVC est l'un des plastiques techniques les plus utilisés. Il existe généralement sous deux formes : PVC plastifié et PVC non plastifié. Le PVC non plastifié est utilisé pour les pièces rigides telles que les tuyaux et les raccords. L'usinage CNC du PVC est généralement réalisé avec cette version rigide du matériau. Le PVC plastifié est utilisé pour les applications nécessitant de la flexibilité, comme les câbles ou les petits tubes.
La production de PVC utilise moins de matières premières non renouvelables en volume que la plupart des autres plastiques, ce qui en fait l'un des plastiques les plus écologiques. L'usinage CNC du PVC est similaire à celui des autres plastiques techniques et, grâce à sa rigidité et sa dureté, il s'usine relativement facilement.
L'usinage du PVC permet de produire des pièces économiques aux excellentes propriétés mécaniques, qui présentent en outre l'avantage d'être résistantes aux intempéries. La résistance du matériau à l'humidité et aux UV le rend particulièrement adapté à des applications telles que la tuyauterie et les raccords.
PVC rigide / non plastifié
| Résistance à la traction, rendement (MPa) | Allongement à la rupture (%) | Dureté (Shore D) | Température de fléchissement thermique (°C) | Indice d'inflammabilité (UL 94 (1.5 mm)) | Couleur |
|---|---|---|---|---|---|
45.6 | 110 | 80 | 72.5 | HB-5VA | Gris |
Finitions
Contrairement à la plupart des autres plastiques techniques, le PVC peut être facilement peint, à la fois pour des raisons esthétiques et pour prolonger sa durée de vie en extérieur. Il convient également de noter que, bien que ses propriétés mécaniques restent constantes, le PVC transparent a tendance à se décolorer avec le temps lorsqu'il est exposé au soleil ou à d'autres sources d'UV.
Peinture : Le PVC peut être peint à condition que la peinture ne contienne pas de solvants qui attaquent le polychlorure de vinyle. Assurez-vous que votre peinture est spécialement formulée pour adhérer au PVC sans en altérer les propriétés mécaniques.
À l'état usiné : le PVC s'usine facilement et produit une finition de surface lisse et relativement brillante sans nécessiter d'opérations supplémentaires.
Conseils de conception économiques
L'usinage CNC du PVC permet de produire des composants légers et économiques. Toutefois, le conseil suivant peut contribuer à réduire encore davantage les coûts :
Sous-ensembles : Le PVC est disponible en plaques ou en barres de différentes dimensions. Prévoyez votre conception de manière à pouvoir créer des composants à partir de ces barres et les assembler ultérieurement pour obtenir la pièce finale. Les colles PVC sont faciles à trouver et permettent de réaliser à moindre coût des pièces complexes à partir de plusieurs sous-ensembles.
Les pièces en plastique usinées par CNC suivent les mêmes conventions de conception que les pièces métalliques usinées par CNC ; il convient donc d’utiliser les meilleures pratiques de conception d’usinage chaque fois que cela est possible.