Kunststofbewerking begrijpen: technieken, tooling en materiaaloverwegingen

Een van de belangrijkste kenmerken van kunststofmaterialen is hun vermogen om in een afgerond onderdeel te worden gevormd zonder dat er nadere werkzaamheden nodig zijn. Ingewikkelde vormen, gaten en ondergeschoven kenmerken kunnen in het onderdeel worden gevormd met behulp van tooling- en vormgevingsmethoden. Dit alles komt echter ten koste van toolingkosten.

De snijgereedschappen die in de bewerking van alle materialen worden gebruikt, vertrouwen op de rigiditeit van het onderdeel dat gesneden wordt. In het geval van het snijden van metalen, is de natuurlijke rigiditeit van de materialen goed. Daarom weerst het onderdeel vervorming wanneer de snijder (zaag, boor of machinebit) het metaal snijdt. In het geval van kunststoffen, leent bewerking zich beter voor rigide materialen, zoals vezelversterkte thermohardende kunststoffen, glasversterkte nylons, acrylaat of PEEK hebben een goede relatieve stijfheid. Minder rigide kunststof neigt te vervormen en weg te buigen wanneer de snijder probeert het onderdeel te snijden, wat het bereiken van fijne dimensionele toleranties moeilijk maakt.

De basis van het kunststofbewerkingsproces

Vormhulpmiddelen en vormgevingsapparatuur die in de diverse kunststofvormgevingsprocessen worden gebruikt, zijn invariable handgemaakte unieke creaties. Ze kunnen vaak weken en maanden duren om te fabriceren met een hoge kosten. Waar een kunststofonderdeel gespecificeerd is en de aantallen die gebruikt worden niet groot zijn, wordt het bewerken van het onderdeel economischer. Niet alle kunststofmaterialen kunnen bewerkt worden. Hoe rigider een kunststof, des te gemakkelijker is het te bewerken. De meer flexibele en zachtere kunststoffen zijn niet geschikt voor bewerking.

Vanwege de zachtere aard van kunststofmaterialen moeten de hulpjigs en -fixturen worden ontworpen met kaken die de te bewerken kunststof beschermen, dit kan met andere kunststofmaterialen gevormd tot de vorm van het te bewerken blok. Bovendien moeten de jigs robuust zijn om het te snijden materiaal te ondersteunen.

Verschillende typen kunststofbewerkingsprocessen

• CNC-bewerking – Als het te snijden onderdeel een complexe vorm heeft, kan het profiel in een computer worden geprogrammeerd. Een CNC-bewerkingscentrum kan gebruikt worden om duplicaten van componenten te produceren. Meerdere uitwisselbare snijgereedschappen die typisch op CNC-machines worden gebruikt, maken het mogelijk om complexe en gevarieerde componenten te bewerken.
• Draaien – Als de te bereiken vorm rond is, kan een eenvoudige draaioperatie worden gebruikt. Specialistische aanvullende apparatuur die aan de draaibank is gekoppeld, kan de mogelijkheden van de draaibank uitbreiden.
• Freesen – Deze bewerkingsmethode kan variëren van eenvoudig frezen tot profiel- en CNC-frezen. Opnieuw, net als bij draaibankwerk, kunnen toevoegingen aan de freesmachine of het gebruik van een complexere freesmachine de mogelijkheden van de freesmachine uitbreiden om complexere vormen te maken.

Kunststofmaterialen die bewerkt worden, kunnen worden gekoeld met een luchtblaas, mits het resulterende draaiijzer continu is en niet in kliekvorm. Thermohardende kunststoffen kunnen worden gekoeld met een vloeibare koelmiddel, maar er moet voorzichtigheid worden betracht in termen van kunststoffen die gevoelig zijn voor zwelling in water om te zorgen dat de bewerkte afmetingen niet veranderen. Warmte die in het proces ontstaat, kan thermische uitdijting veroorzaken – dit effect moet in rekening worden gebracht omdat afmetingen bij afkoeling kunnen veranderen.