Пластмассы, наполненные стеклом, являются самыми сложными материалами для мастерских. К ним относятся нейлон, экструдированный с армирующими стеклянными волокнами и термореактивными ламинатами, такими как G-7 и G-10, совместимые с NEMA, которые объединяют слои из стеклянной ткани с полимерным связующим. Эти материалы обеспечивают отличные электроизоляционные свойства, стабильность размеров и механическую прочность и обычно используются для электрических компонентов корпуса, а также для увеличения числа медицинских и аэрокосмических деталей. Хотя они привлекательны с точки зрения дизайнера, они очень сложны для обработки.
Существует ряд причин, почему это так.
Стеклянный наполнитель очень абразивный материал, что может привести к быстрому износу режущих инструментов. Кроме того, не многие производители режущих инструментов предлагают инструменты, специально разработанные для обработки неметаллических материалов. Это означает, что для определения эффективных параметров резания для новых материалов обычно требуется некоторые эксперименты. (Скорости и подача, рекомендуемые для обработки металлов с помощью данного инструмента, как правило, слишком высоки для пластмасс.)
Ламинатные термореакторы также склонны к расслоению во время обработки, что означает изменение траектории инструмента.
Наконец, обработка этих материалов создает значительное количество абразивной пыли, которая должна управляться для поддержания чистой рабочей среды и надежной работы машины.
Технологический процесс K & E, созданный для обработки стеклопластиков, позволяет преодолевать эти проблемы. В K & E подавляющее большинство машин с ЧПУ - это модели Haas, включая VMC, портальные маршрутизаторы и токарные центры. У VMC и маршрутизаторы Haas есть консистентная смазка, а не масляная смазка, что важно для обработки пластмасс, поскольку смазка остается герметичной внутри шпинделя и может не загрязнять пластиковые заготовки.
Точно так же почти все работы по термопластичному ламинированию K & E выполняются сухими или с холодными пневматическими пушками, хотя для некоторых термопластов используются синтетические хладагенты. (В настоящее время в магазине используется Koolrite 2510 от JTM Products, который не содержит серы или хлора.) Охлаждающие жидкости не могут использоваться, потому что они часто меняют структуру пластмассовых деталей.
K & E изготавливает только пластмассовые детали одного состава на на одно ЧПУ. Это связано с тем, что исключить вероятность того, что остатки стружки от предыдущей работы после обработки металла или другой пластмассы загрязнит другую пластмассовую заготовку заготовку. Именно поэтому пластиковые губки в тисках обычно используются вместо алюминиевых или стальных.
Большинство работ по изготовлению деталей начинаются с пластиковых листов, трубчатых или стержневых материалов, но некоторые работы выполняются на поставляемых заказчиком формованных компонентах. Типичные размеры партии варьируются от 35 до 70 штук, поэтому, как и в любом другом цехе K & E делает все возможное, чтобы свести к минимуму время установки деталей в станок.
Например, все VMC были приобретены новыми или модифицированы с сенсорным датчиком Renishaw. Это позволяет операторам быстро находить детали в рабочей зоне, сокращая время настройки от нескольких часов до 20 минут.
Аналогичным образом, станок хранит свои наиболее часто используемые инструменты в известных позициях в инструментального магазина в каждом ЧПУ, чтобы свести к минимуму частоту смены инструмента.
Некоторые станки также оснащены вакуумными зажимными патронами для ускорения смены. Вакуум играет ключевую роль в удалении пыли. В отличие от механической обработки металла, которая создает управляемый поток стружки, которые можно транспортировать из станка, обработка пластмасс создает крошечные стружки и много пыли. Поэтому все машины подключены к центральной системе сбора пыли, чтобы минимизировать образование пыли на компонентах станка и поддерживать чистую в рабочей зоне.
Ранее K & E использовала традиционную пылеулавливающую систему. Тем не менее, эта система не могла идти в ногу с увеличением количества станков, а операторы тратили слишком много времени на ручное пылесование. Поэтому K & E недавно установила систему фильтров картриджей от United Air Specialists с модульной конструкцией, которая позволяет добавлять пленочные фильтры по мере увеличения требований контроля за пылью. Кроме того, картриджи обычно работают два года, прежде чем требуется замена, по сравнению с очисткой пакетов каждые несколько месяцев.
Система также возвращает чистый, теплый воздух в помещение, когда погода на улице холодная, что снижает затраты на отопление. Пыль, образующаяся при пластической обработке, заставляет K & E серьезно относиться к обслуживанию станка.
Станок работает с 10-часовой сменой с понедельника по четверг, а операторы проводят последний час каждого рабочего дня, чистя станки. Кроме того, шпиндельные и дорожные чехлы удаляются каждые шесть месяцев, чтобы устранить образование пыли, а станочные воздушные фильтры заменяются на регулярной основе.
Рекомендации обработки пластмассовых изделий
В целом, лучшие режущие инструменты для стеклопластиков имеют положительные углы наклона и очень острые режущие кромки. K & E традиционно использует твердосплавные фрезы, но он переходит на инструментальную оснастку с индексируемым карбидом, потому что, в конечном счете, инструмент с индексируемой вставкой является менее дорогостоящим и требует меньше места для инвентаря. Кроме того, он дает более высокие положительные углы наклона.
Производство поддерживает тесные отношения с дистрибьютором оснастки, абразивными инструментами и инструментами Нью-Хэмпшира (ATNH).
Недавние обновления инструмента
6-дюймовая торцевая фреза,позволила достичь скорости подачи 9 ipm для наполненного стеклом нейлонового компонента.
45-градусная концевая фреза Kennametal Dodeka с использованием вставок KC410m, которые имеют покрытие из титана диборида (TiB2). Эти вставки имеют остроту, необходимую для чистоты нарезанного стеклонейлона. Этот новый инструмент увеличил производительность резания до 30 ipm / 500 об / мин для черновой обработки и 20 ipm / 500 об / мин для чистовой обработки.
концевая фреза для обработки термопластичного ламината G-10 с обычными карбидными вставками увеличил скорость обработки до 200 об / мин и 19 об / мин.
Температура - большая проблема при обработке любого пластика.
Сжигание материала возможно, когда инструменты работают слишком быстро, а также обработанный материал может повторно свариться на заготовке без эффективной эвакуации стружки. Геометрия инструментальной канавки играет ключевую роль в получении стружки и удалении ее от заготовки, как и струи холодного воздуха.Однако термореактивные слоистые материалы, такие как G-7 и G-10, также подвержены расслаиванию в зависимости от прочности связи смолы и способа обработки деталей.
Сферические фрезы обычно используются для поверхностного профилирования G-7 и G-10, когда требуется очень гладкая поверхность, переходы обычно находятся в диапазоне от 0,0005 до 0,001 дюйма . Тем не менее, поскольку G-7 имеет более низкую прочность связывания смолы, для предотвращения отслаивания может потребоваться специальный инструмент с точной обработкой.
K & E уже 15 лет использует систему Shop Shop Shop от Shoptech Software, используя более легкую и более точную работу, улучшая сбор данных о работе, возможности отчетности в реальном времени. Однако также можно использовать эту программную платформу для упрощения процесса сертификации ISO.
Программа E2 Accelerated Quality Certification (AQC) включает программное обеспечение и документацию, а также консультационные услуги на местах для обучения систем качества. Предварительные проверки проводятся ведущим аудитором по управлению качеством Shoptech для определения готовности производства к фактическому сертификационному аудиту.
Во время предварительного аудита K & E аудитор Shoptech не обнаружил серьезных нарушений и предложил только несколько рекомендованных предложений. Вскоре после этого магазин получил свою сертификацию ISO 9001: 2008 с первой попытки. Это дало больший толчок на медицинском рынке, следующей целью K & E является аттестация по стандарту медицинского стандарта ISO 13485.
