ABS CNC-Bearbeitung FAQ

ABS wird entweder durch CNC-Fräsen, Drehen oder Bohren erfolgreich bearbeitet. Das Material ist für seine hohe Schlagfestigkeit, Steifigkeit und gute Bearbeitbarkeit bekannt. Da es relativ stabil ist, müssen Teile mit dünnen Wänden unter Umständen abgestützt werden, um Vibrationen, Durchbiegung oder Rütteln während der Bearbeitung zu verhindern. Die vollständigen Eigenschaften von ABS finden Sie hier.

PC gleicht die Schwierigkeiten bei der Bearbeitung durch seine Hitzebeständigkeit aus. Es kann bis zu 138^oC, was zu einem besseren Wärmemanagement während der Bearbeitung führt.

Durch die CNC-Bearbeitung können enge Toleranzen von ±0,02 mm erreicht werden, was präziser ist als die übliche Spritzgusstoleranz von ±0,1 mm.

1. Verwenden Sie geringe Schnitttiefen (0,5 mm bis 2 mm): Um die Schnittkräfte zu reduzieren und die Hitzeentwicklung während des Prozesses zu minimieren.
2. Vermeiden Sie übermäßige Klemmkraft: Sie kann das ABS-Teil verformen. Verwenden Sie bei dünnen Platten Vakuumtische oder -träger und stützen Sie das Teil richtig ab.
3. Verwenden Sie scharfe, polierte Werkzeuge, um Gratbildung und Reibung zu verringern: Empfohlen wird ein Werkzeug mit einem positiven Spanwinkel von 10^o bis 15^o und Entlastungswinkel 5^o bis 10^o.

Ein Wärmestau beim Schneiden kann zu einer Erweichung oder Verformung des Materials führen. Wenn das Material schließlich abkühlt, kann es schrumpfen oder sich verziehen, was zu Maßungenauigkeiten führt. Andererseits können bei der Bearbeitung mit stumpfen Werkzeugen oder bei ungeeigneten Geschwindigkeiten Oberflächendefekte wie Rattermarken, Werkzeugabdrücke und ein unscharfes Aussehen auftreten. Da das Material weich ist, kann es auch durch eine zu starke Spannkraft verformt werden.

Einige der Anwendungen der ABS-CNC-Bearbeitung in verschiedenen Branchen sind die folgenden:

• Autoindustrie: Instrumententafeln, Türverkleidungen, Innen-Armaturenbretter, Gehäuse der Außenspiegel.
• Unterhaltungselektronik: Computertastaturen, Mausgehäuse, Gehäuse von Fernbedienungen.
• Medizinische Geräte: Gehäuse von medizinischen Geräten oder Ausrüstungskomponenten, die eine hohe Stoßfestigkeit erfordern.
• Spielwaren: Herstellung von langlebigem Spielzeug wie LEGO.

Das richtige Schneidwerkzeug sollte eine geringe Anzahl von Spannuten (1 oder 2) haben, um die Wärmeentwicklung zu minimieren und ein Schmelzen zu verhindern.

Beim Fräsen wird ein rotierendes Werkzeug auf einem feststehenden Block verwendet, um komplexe Formen zu erzeugen. Beim Drehen wird der ABS-Block gegen ein feststehendes Werkzeug gedreht, um ein zylindrisches Teil zu erzeugen. Beim Bohren wird ein rotierender Bohrer verwendet, um Löcher zu erzeugen.

Neben einem effektiven Wärmemanagement gibt es weitere Faktoren, die den Erfolg eines ABS-Bearbeitungsprojekts beeinflussen:

1. Materialauswahl: Wählen Sie ABS in Maschinenqualität, das speziell mit Hitzestabilisatoren formuliert ist, um Verformungen zu verhindern.
2. Verwenden Sie die richtigen Schneidwerkzeuge: Das richtige Werkzeug sollte scharf sein, einen positiven Spanwinkel haben, ein- oder zweischneidige Schaftfräser verwenden und unbeschichtet oder mit einer Diamantbeschichtung versehen sein, um den adhäsiven Verschleiß zu minimieren.
3. Geschwindigkeit optimieren: Dies hilft, die Wärmeentwicklung beim Schneiden auszugleichen.
4. Verwenden Sie wirksame Kühlmittel: ABS ist empfindlich gegenüber aromatischen Lösungsmitteln. Daher muss das Kühlmittel entweder aus Druckluft oder einem wasserlöslichen, kunststoffspezifischen Kühlmittel bestehen.
5. Optimieren Sie den Werkzeugweg: Verwenden Sie das Gleichlauffräsen anstelle des konventionellen Fräsens, um die Werkzeugdurchbiegung für eine bessere Oberflächengüte zu verringern.
6. Vorsicht bei der Befestigung des Werkstücks: Verwenden Sie geringe Spanndrücke, um Verformungen zu vermeiden.
7. Reduzieren Sie innere Spannungen: Glühen Sie das Rohmaterial vor der Bearbeitung, um Verformungen zu vermeiden und die Maßhaltigkeit zu verbessern.

High-Helix-Bohrer sind kunststoffspezifische Bohrer, die die Späne effektiv aus der Bohrung herausziehen, um die Wärmeentwicklung zu verringern. In der nachstehenden Tabelle sind die empfohlenen Werkzeuge zum Fräsen, Kühlen und Aufspannen von Werkstücken aufgeführt.

Führen Sie mehrere flache Schnitte anstelle eines tiefen Schnitts durch, um einen lokalen Hitzestau zu vermeiden, der zu einer Verformung des Teils führen kann. Werkzeuge mit diamantähnlichen Kohlenstoffbeschichtungen verhindern das Anhaften von Kunststoffen und verringern die Reibung. In den meisten Fällen reicht ein starker Druckluftstoß aus, um die Späne wegzublasen und für Kühlung zu sorgen, ohne dass die mit Flüssigkeit verbundene Unordnung entsteht.

Durch die maschinelle Bearbeitung können ungleichmäßige Wandstärken erzeugt werden, ohne dass es zu kosmetischen Mängeln, ungleichmäßiger Schrumpfung oder Verformung kommt, die beim Spritzgießen häufig auftreten, wenn die Wandstärke ungleichmäßig ist, was zu einer ungleichmäßigen Abkühlung führt.

Die Nachbearbeitung dient dazu, eine polierte Oberfläche zu erzielen, um die Attraktivität des Teils für den Endverbraucher zu erhöhen. Die Nachbearbeitung wird benötigt, um:

• Verbessern Sie die Ästhetik: Minimieren Sie Blendeffekte, entfernen Sie Werkzeugspuren oder passen Sie die Farbe an, so dass sie sich besser für Unterhaltungselektronik oder Waren eignen.
• Verbessern Sie die Funktionalität: Glatte Passflächen helfen, luft- oder wasserdichte Abdichtungen zu erreichen.
• Beschichtung hinzufügen: UV-Lacke verhindern das Vergilben und Verspröden, wenn das Teil direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist.

ABS gibt beim Erhitzen Styroldämpfe ab und setzt bei der chemischen Behandlung flüchtige organische Verbindungen (VOC) frei. Daher müssen chemische Verklebungen jeglicher Art in einem gut belüfteten Bereich durchgeführt werden, vorzugsweise unter einem Abzug oder mit Atemschutz.
Wenn Sie für die Endbearbeitung schleifen, beginnen Sie mit grobem Schleifpapier (Körnung 120 bis 200), um große Unebenheiten zu entfernen. Gehen Sie dann zu feineren Körnungen (400 bis 1000) über, um zu glätten. Es wird empfohlen, nass zu schleifen, um die Entstehung von giftigem Staub zu verringern und zu verhindern, dass der Kunststoff überhitzt und das Papier verstopft.

Beim Schleifen werden Werkzeugspuren, Kratzer oder Grate entfernt, die das Schneidewerkzeug hinterlassen hat. Dadurch entsteht eine glatte, polierte oder halbglänzende Oberfläche. Schleifen und Grundieren verbessern die Lackhaftung, auch wenn ABS den Lack sehr gut annimmt. Weitere Nachbearbeitungstechniken sind:

• Perlenstrahlen: Feine Glasperlen werden unter Druck eingesetzt, um ein einheitliches, mattes und strukturiertes Aussehen zu erzielen.
• Galvanische Beschichtung oder Vakuummetallisierung: Metallbeschichtungen können auf ABS sowohl zu dekorativen (Chrom-Look) als auch zu funktionalen (Abschirmung) Zwecken aufgebracht werden.
• Entgraten und Reinigen: Hierbei handelt es sich um das Entfernen von überschüssigem Material oder Spänen von den Kanten, was häufig mit einer Reinigung einhergeht, um Staub- oder Ölrückstände zu entfernen.
• Einsetzen von Gewinden: Metallgewinde werden in vorgebohrte Löcher für die funktionelle Montage eingesetzt.

Bohren oder Gewindeschneiden: Bei diesem Verfahren werden nach dem CNC-Bohren Präzisionsbohrungen oder -gewinde angebracht.

Aceton bricht die Oberflächenpolymerketten von ABS auf, so dass sie fließen und Lücken ausfüllen. Wenn es sich wieder verfestigt, entsteht eine glatte, glänzende Oberfläche. Die beiden wichtigsten Verfahren hierfür sind die Dampfkammermethode und das beheizte oder tragbare Verfahren.
Dampfkammer-Methode: Das Teil wird in einen versiegelten, nicht reaktiven Behälter mit acetongetränkten Materialien gelegt.
Hitze oder tragbare Methode: Ein beheizter Behälter oder ein modifiziertes Gerät wird verwendet, um die Verdampfung des Acetons und die Behandlungszeit zu beschleunigen. Sie kann in wenigen Minuten abgeschlossen sein.

Die schnelle Erwärmung und Abkühlung während der Bearbeitung kann zu ungleichmäßigen Spannungen führen, da ABS eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat. Die eingeschlossenen Spannungen können im Laufe der Zeit zu einer Instabilität der Abmessungen führen. Beim Glühen wird das ABS-Teil in einem Ofen 2 bis 4 Stunden lang allmählich auf etwa 70 bis 80 °C erwärmt und dann langsam abgekühlt, um neue Wärmespannungen zu vermeiden.

Die Teile können in luftdichten Behältern oder Beuteln aufbewahrt werden, um den Kontakt mit Feuchtigkeit und Sauerstoff zu minimieren. Legen Sie Silikagel-Pakete in die Lagerbehälter, um Restfeuchtigkeit zu absorbieren.