Obróbka CNC czy formowanie wtryskowe: która technika jest odpowiednia dla części z tworzyw sztucznych?

Obróbka CNC (Computer Numerical Control – komputerowe sterowanie numeryczne) to proces, w którym zaprogramowane oprogramowanie komputerowe steruje ruchem narzędzi i maszyn przemysłowych. Metoda polega na usuwaniu materiału z litego bloku i umożliwia wytwarzanie złożonych kształtów, których uzyskanie przy obróbce ręcznej jest trudne lub wręcz niemożliwe.

Ta metoda produkcji służy do wytwarzania części z tworzyw sztucznych przez wtryskiwanie stopionego materiału do formy. Formowanie wtryskowe pozwala wytwarzać części dla wielu branż – od najmniejszych komponentów po całe panele nadwozia samochodów.

1. Wybór materiału:

   Obróbka CNC może być dobrym wyborem przy pracy z częściami z tworzyw sztucznych, ponieważ obsługuje szeroką gamę materiałów – od tworzyw po metale. W przypadku tworzyw sztucznych kluczowa jest twardość materiału. Maszyny CNC najskuteczniej obrabiają sztywne tworzywa, natomiast miękkie tworzywa mogą odkształcać się podczas obróbki i wymagają większej ostrożności. Dlatego najwyższą precyzję i najwęższe tolerancje najłatwiej osiągnąć w przypadku twardszych materiałów.

   Formowanie wtryskowe z kolei dobrze sprawdza się przy pracy z miękkimi materiałami. Ta metoda jest więc dobrym wyborem w przypadku tworzyw termoplastycznych lub innych materiałów do formowania wtryskowego, takich jak polipropylen (PP), akrylonitryl-butadien-styren (ABS) i polieteroeteroketon (PEEK). Materiały te można formować bez utraty wytrzymałości. Warto zauważyć, że w tym procesie można kształtować również materiały elastyczne.

   Norck świadczy wysokiej jakości usługi obróbki CNC, które sprostają najbardziej wymagającym zastosowaniom w różnych branżach, takich jak robotyka, lotnictwo, przemysł, motoryzacja, energetyka, elektronika czy przemysł obronny.

2. Wielkość produkcji i koszty:

   Oba procesy są szeroko stosowane w produkcji, ale sprawdzają się przy różnych wielkościach produkcji. Ponieważ obróbka CNC nie wymaga oprzyrządowania, prototypy można wykonać szybko, w zależności od materiału. Jednak przy produkcji masowej koszt jednostkowy części pozostaje stosunkowo wysoki, a realizacja może zająć dużo czasu.

   Z kolei formowanie wtryskowe gorzej sprawdza się w szybkim prototypowaniu, ponieważ najpierw wymaga wykonania formy na zamówienie. Gdy jednak forma jest gotowa, jest to lepszy wybór przy produkcji masowej, który znacznie skuteczniej obniża koszt jednostkowy części. Większość czasu i kosztów w formowaniu wtryskowym pochłania projektowanie i wykonanie form na zamówienie. Dlatego przy dużych wolumenach formowanie wtryskowe okazuje się bardziej opłacalne niż obróbka CNC.

3. Swoboda projektowania:

   Producenci uważają usługi obróbki CNC za najlepszy wybór pod względem swobody projektowania. Inżynierowie przywiązują dużą wagę do możliwości wprowadzania zmian w częściach z tworzyw sztucznych już po rozpoczęciu produkcji, a w przypadku obróbki CNC wszelkie wymagane zmiany można łatwo wprowadzić.

   W przypadku formowania wtryskowego modyfikacje projektu mogą wymagać przerobienia formy lub wykonania nowej, co zwiększa koszty. To ograniczenie sprawia, że pod względem swobody projektowania obróbka CNC ma przewagę nad formowaniem wtryskowym. Norck stosuje rygorystyczną kontrolę jakości, aby zapewnić doskonałą dokładność, najwyższą jakość części i wąskie tolerancje.

4. Tolerancje:

   Należy uwzględnić tolerancje, czyli dopuszczalny zakres odchyłek wymiarowych w funkcjonalnych częściach z tworzyw sztucznych. Tolerancje zapewniają, że części końcowe do siebie pasują i działają zgodnie z przeznaczeniem. Części formowane wtryskowo zwykle utrzymują tolerancje rzędu 0,005 cala, natomiast obróbka CNC pozwala utrzymać tolerancje nawet do 0,001 cala. Obróbka form z bardzo wąskimi tolerancjami jest kosztowna, co z kolei podnosi koszt formowania wtryskowego tworzyw sztucznych. Dlatego w przypadku części wymagających bardzo wąskich tolerancji bezpośrednie wytwarzanie ich metodą obróbki CNC może być bardziej efektywne.

5. Właściwości użytkowe i wytrzymałość:

   W przypadku części z tworzyw sztucznych formowanie wtryskowe pozwala uzyskać części o jednolitych właściwościach mechanicznych i wytrzymałości. Proces ten lepiej nadaje się do produkcji części, które muszą równomiernie przenosić odkształcenia i naprężenia na całej powierzchni. Ponieważ do formowania wtryskowego dostępna jest szeroka gama tworzyw, proces ten oferuje opcje dla różnych wymagań wytrzymałościowych.

   Obróbka CNC z kolei słynie ze zdolności do obróbki bardzo szerokiej gamy materiałów – metali, tworzyw sztucznych itp. Właściwości użytkowe i wytrzymałość części obrabianych CNC w dużej mierze zależą od wybranego materiału. Ponieważ części obrabiane mogą w niektórych przypadkach być wytrzymalsze od części formowanych, mogą zapewniać lepsze właściwości w przypadku niektórych elementów z tworzyw sztucznych.

6. Wykończenie powierzchni:

   Jeśli chodzi o wykończenie powierzchni części, w procesie formowania wtryskowego do wypchnięcia ostudzonej części z formy stosuje się wypychacze. Mogą one pozostawić na powierzchni produktu drobne ślady. W wielu zastosowaniach nie ma to znaczenia, ale jeśli powierzchnia musi być wolna od takich śladów, lepszym wyborem dla części z tworzyw sztucznych może być obróbka CNC. Kontakt z Norck to dostęp do usług produkcyjnych i inżynieryjnych na zamówienie, dopasowanych do indywidualnych potrzeb w wielu branżach.

Przedstawione powyżej szczegółowe porównanie obu metod obejmuje takie aspekty jak swoboda projektowania, wielkość serii, koszty, tolerancje i inne. Usługi obróbki CNC zapewniają lepszą kontrolę nad jakością i obejmują szeroką gamę materiałów nadających się do obróbki skrawaniem, dlatego są preferowane względem formowania wtryskowego przy produkcji określonych części wymagających doskonałej precyzji, wąskich tolerancji i trwałości. Z kolei formowanie wtryskowe lepiej sprawdza się w szybkiej, opłacalnej, wielkoseryjnej produkcji lekkich części z tworzyw sztucznych – od prostych po złożone. Ostateczna decyzja zależy od wymagań i specyfikacji projektu, czyli precyzji części, wolumenów i tolerancji wymiarowych.