Резка и распиловка пластмасс , cutting and sawing plastics.

Наиболее продвинутые способы резки пластмасс на сегодня это резка лазером , струей воды и портальные ЧПУ для фрезерной резки и распиловки.
При этих способах резки получается наибольшая точность и повторяемость изделий.
Для начала работы достаточно написать программу для контурной резки.
Основные ограничения лазерной резки это нагрев кромки изделия и получение внутренних напряжений в детали. Для снятия внутренних напряжений проводят отпуск пластиковых изделий почитать можно здесь viewforum.php?f=26
Применение воды при резке гидрофобных пластиков приводит к набуханию деталей и введению операции сушки что не всегда возможно.
Если пластик твердый или с наполнителем то при резке водой необходимо вводить гранатовый песок и он внедряется в поверхность изделия что заметно снижает возможность использования гидрорезки пластиков.
Для продольной резки достаточно направляющей линейки и циркулярки. Тонкие листы можно и лобзиком по линейке распустить только пилки надо подбирать чтоб не скалывали кромку.
Виды пластмасс.

Термопласты — синтетические материалы, которые при нагревании становятся мягкими, а при охлаждении снова твердеют. Они состоят из цепных макромолекул, которые в большинстве случаев между собой переплетаются, как волокна фетра или могут быть связаны между собой (частично-кристаллическое строение).

При невысоких температурах цепные молекулы лежат потно и почти неподвижно друг возле друга. Пластмасса твердая и хрупкая. С увеличением температуры цепи молекул начинают двигаться, и силы притяжения между ними становятся все меньше. Пластмасса становится эластичной. При дальнейшем нагревании силы притяжения уменьшаются так сильно, что отдельные молекулы начинают скользить относительно друг друга, пластмасса становится пластичной. Так как цепи молекул мешают друг другу в их движении при дальнейшем повышении температуры, то пластмасса становится только вязкой и текущей, но не газообразной. При охлаждении изменения состояния материала происходят в обратном порядке. Они могут повторяться сколько угодно, если только за счет перегрева не разорвутся цепи молекул, в результате чего наступает химическое разложение - деструкция синтетического материала.

Термопласты в их твердом состоянии могут обрабатываться резанием. В пластическом состоянии можно изменять их форму путем изгиба, вытяжки и выдувания. Если пластмасса мягкая, то ее применяют путем распыления, прессования, прокатки или вспенивания.

Термореактивные пластмассы - это синтетические материалы, которые в затвердевшем состоянии и при сильном нагревании не размягчаются и не плавятся. Они состоят из макромолекул, которые образуются путем поликонденсации из различных предварительно произведенных исходных продуктов. Макромолекулы термопластов имеют пространственно-сетчатое строение.

Поставляемые, как правило, в жидком виде исходные продукты, например фенол и формальдегид, соединяются под воздействием тепла, давления или химических веществ, называемых отвердителями, и образуются термопласты. Этот процесс твердения может быть прерван, но его нельзя повернуть обратно. Не совсем затвердевшие термопласты еще в большинстве случаев растворимы или расплавляемы. Процесс твердения можно продолжить и довести до полного твердения.

Свойства искусственных смол из термореактивных пластмасс можно изменять для различных целей подмешиванием наполнителей, как, например, каменной муки, древесной муки или обрезков текстиля. Синтетические материалы на основе термореактивных пластмасс могут обрабатываться пилой, напильником, рубанком с образованием стружки. Их можно склеивать и вспенивать, но нельзя сваривать. Не полностью затвердевшие искусственные смолы могут формоваться без стружек в формовочных прессах и там же твердеть под давлением. Наиболее важными термопластами являются смолы на основе фенол- формальдегида , мочевиноформальдегидные смолы и меламиновые смолы, эпоксидные смолы, ненасыщенные полиэстровые смолы и полиуретаны.


Инструмент для обработки пластмасс. viewtopic.php?f=25&t=17995

История отрезного станка. viewtopic.php?f=3&t=11

История распиловочных станков по дереву. viewtopic.php?f=16&t=162

История ленточнопильных станков. viewtopic.php?f=16&t=6616

История лобзика. viewtopic.php?f=3&t=711

История алмазных отрезных камнерезных станков. viewtopic.php?f=3&t=6059

Алмазно-отрезные станки. viewtopic.php?f=10&t=380

История ручного электролобзика. viewtopic.php?f=3&t=6904

Распиловка пластмасс производится ленточными пилами, прорезными резцами на строгальных станках и дисковыми пилами диаметром 250 - 350 мм с шагом зуба 5 - 8 мм при 2000 об/мин.

Распиловка винипласта и полиэтилена может производиться механизированным способом или вручную. Для распиловки используют обычно слесарные ножовки, а также круглые ( циркульные) или ленточные пилы. Шаг зубьев ножовки и ленточной пилы 4 - 5 мм, на циркулярной пиле - 2 - 3 мм. Скорость циркулярной пилы 1800 - 2000 об / мин.

Распиловка пластиков на бумажной основе лучше всего осуществляется циркулярной пилой. Пилы с числом зубьев 4 - 5 шт/см , при скорости резания 2000 - 3000 м/мин.

Распиловку следует проводить со скоростью на 25 - 50 % меньше скорости резания стали, имеющей сравнимую твердость. Если технология допускает использование смазочного масла при распиловке, то применяют парафиновое масло. Однако перед анализом необходимо убедиться в полном удалении парафина из пробы.

Распиловку блоков, плит и толстых листов пластмасс производят с помощью круглых, ленточных и лобзиковых пил.

Распиловку пенопластов производят с помощью дисковых и ленточных пил. Шаблоны для разметки изготовляют из фанеры, листовых термопластов или тонкого металла. Все острые края и шероховатости зачищают. Выбор типа пилы зависит от марки пенопласта и размеров заготовки. Чем больше толщина распиливаемого материала, тем больше должен быть диаметр пилы и меньше число зубьев. При использовании дисковых пил их зубья, во избежание заедания, следует выполнить с поднутрением.

Прямолинейную распиловку производят дисковыми пилами на круглопильных станках при скоростях резания 2500 - 3600 м/мин и подачи 5 - 8 м/мин. Для обработки криволинейных контуров и прямолинейного распиливания используют ленточнопильные станки с мелкозубыми пильными полотнами. Скорость резания 1200 м/мин и подаче от 4 до 8 м/мин.

Распиловку термопластов и реактопластов с органическим наполнителем толщиной больше 3 мм производят ленточными и дисковыми пилами из быстрорежущей стали. Пилы должны быть с мелким шагом и хорошо заточены. Чтобы уменьшить разогрев материала, торцы пил (боковые стороны) должны быть хорошо отшлифованы. Резку стеклопластиков и пластмасс с минеральными наполнителями, оказывающими абразивное действие на металлы, производят алмазными дисками.

Распиловку листов винипласта производят, при помощи механических пил и лишь при небольших объемах работ применяют для этой цели ручные инструменты - ножовки, ручные пилы и др. Распиловку листов по прямой линии производят на циркулярной пиле. Обычно для этого применяют пилы с диаметром диска 150 - 200 мм, с числом оборотов 2000 - 2500 об/мин. Для распиловки листов по кривой линии резания применяют ленточные пилы с полотном, имеющим шаг зубьев до 5 мм, и разводкой, не превышающей половину толщины полотна. Окружная скорость зависит от диаметра ролика пилы и составляет 1000 - 1500 м/мин.

Отсюда. https://www.ngpedia.ru/id371089p2.html

Виды станков и ручного инструмента для распиловки пластмасс.

https://www.youtube.com/watch?feature=p ... h62xaTEmxw
How to cut Plastic Sheet

Распиловка пластика дисковой пилой.

Скорость распиловки дисковой пилой.
Обычно, для повышения устойчивости, выбирается дисковая пила наименьшего из возможных диаметров. В то же время, чтобы добиться наибольшей скорости пиления, нужно, чтобы диаметр дисковой пилы был правильно подобран, учитывая число оборотов станка если станок имеет регулируемое число оборотов, даются рекомендации по работе станка.
Твердосплавные пильные диски могут применяться на относительно высоких скоростях.
Для деревообработки рекомендуется средняя скорость распиловки около 70 м/сек.

Рассчитать скорость распиловки можно с помощью приведенной формулы:

v = (D * 3,14 * n) / (60 * 1000), где

n - число оборотов в минуту
D - диаметр мм
v - скорость резания м/с

Рекомендации для выбора скорости распиловки:

Материал
Скорость распиловки м/сек
Дерево: поперечный распил 50-80
Продольный распил - сухая древесина 60-10
Продольный распил - сырая древесина 60-100
Диски для лесопиления 60-100
Фанера и ламинированные плиты 60-80
Древесно-волокнистая плита 70-80
Гипсокартон, древесно-стружечная плита и декорат. 50-80
фанера шпон, бобины тонкого картона 50-80
Твердый пластик 50-75
Оргстекло, ПВХ, бакелит 50-85
Пластиковый ламинат 50-75
Мягкие пластики 15-50
Алюминий 60-80
Медь 50-70
Латунь 50-70
Легкий бетон 40-60
Сталь (не закаленная) 5-30

Подача на один зуб.
Для увеличения срока службы и повышения качества резки важно выбрать оптимальную величину подачи на один зуб.
Если дисковая пила будет иметь низкую скорость подачи, это может привести к быстрому износу пилы. Если скорость подачи будет слишком высокой, это может привести к поломке зуба и к тому, что расстояния между зубьями будет не хватать.

Рассчитать подачу на один зуб можно с помощью приведенной ниже формулы:

Sz = (S * 1000) / (n * z), где:

Sz -подача на 1 зуб, мм
S - скорость подачи, м/мин
n - количество оборотов в минуту
Z - количество зубьев

Рекомендации для выбора величины подачи на один зуб, выраженной в мм.

Материал
подача на один зуб (мм)
Дерево: поперечный распил 0,10-0,35
Продольный распил - сухая древесина 0,10-0,20
Продольный распил - сырая древесина 0,20-0,80
Диски для лесопилки 0,70-1,50
Диски для лесопилки * 0,80-2,50
Фанера и ламинированные плиты 0,05-0,12
Древесноволокнистая плита 0,08-0,25
Гипсокартон, древесностружечная плита и декорат. 0,08-0,25
фанера шпон, бобины тонкого картона 0,08-0,25
Твердый пластик 0,05-0,12
Оргстекло, винипласт, бакелит 0,05-0,12
Пластмассовый ламинат 0,03-0,06
Мягкие пластики 0,05-0,08
Алюминий 0,02-0,05
Медь 0,03-0,08
Латунь 0,03-0,08
Сталь (не закаленная) 0,01-0,03
*Надпилы и обработка кромок

Углубление между соседними зубьями.

При очень высокой скорости подачи на один зуб существует риск того, что объёма углубления между соседними зубьями может не хватить, чтобы вместить в себя всю стружку. Это может привести к поломке зуба.
Вероятность такой проблемы довольно трудно рассчитать, поэтому в этой связи необходимо консультироваться у технических специалистов предприятия которые разработали программу для расчёта необходимого объёма углубления между зубьями. Эта же программа применяется и для расчёта остальных параметров работы дисковой пилы.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПЛАСТМАСС

Механическая обработка пластмасс производится вручную и на металлообрабатывающих специализированных станках. Режимы обработки и геометрия режущего инструмента для различных марок пластмасс имеют разные оптимальные значения, зависят от свойств связующего, характера наполнителя и отличаются от условий обработки металлов. Вследствие особых свойств пластических масс , низкая теплопроводность, относительная мягкость, высокие абразивные свойства , большая часть тепла поглощается режущим инструментом, который изнашивается значительно быстрее, чем при обработке металла. Поэтому режущий инструмент должен быть изготовлен из быстрорежущей стали, оснащен твердыми сплавами или керамич. пластинками. При малых скоростях обрабатываемая поверхность пластических масс получается некачественной, при очень больших скоростях образуются прижоги материала , каждый тип пластмасс требует подбора оптимального режима обработки.
Точение пластмасс производится на токарных станках отрезными, проходными и др. типами резцов. Режимы резания при точении зависят от типа резца, марки твердого сплава, стойкости инструмента, глубины резания и др. Для различных условий имеются поправочные коэффициенты на скорость резания.
Для разрезки слоистых пластиков в т. ч. р стеклопластиков , а также листовых и профилированных термопластов применяются ленточные и циркулярные пилы, дисковые фрезы конструкции НИИ11М, фрезы с переменно-наклонными зубьями с овальной формой режущей кромки и др. Разрезку и торцовку труб и др. профильных изделий из термореактивных пластмасс рекомендуется производить дисковыми абразивными кругами толщиной 1—4 мм, твердостью от GM1 до СТ1, на вулканитовой или бакелитовой связке марки КЧ-36. Листы винипласта толщиной до 4 мм легко режутся ножницами различной конструкции, особенно механическими, состоящими из двух отточенных дисков, вращающихся в противоположные стороны. Резка винипласта ножницами производится при температуре не ниже 20—25°, т. к. охлажденный винипласт при резании дает трещины. Термореактивные пластмассы обрабатываются в основном без охлаждения, а для обработки термопластов рекомендуется охлаждение 5%-ным раствором эмульсола или сжатым воздухом.

Очистка отверстий от грата и сверление отверстий производятся цилиндрическими, спиральными, перовыми и плоскими сверлами. Последние применяются только для очистки отверстий или для сверления неглубоких отверстий. Для повышения стойкости сверл их оснащают твердосплавными пластинками. Рекомендуется при сверлении сквозных отверстий подкладывать под пластмассы мягкий гладкий материал (напр., дерево), что устраняет сколы на нижней кромке отверстий. Наиболее качественная поверхность при сверлении получается при большом числе оборотов, небольших подачах и частом подъеме сверла. Обработка полиформальдегида на больших скоростях требует охлаждения или смазки, на малых скоростях охлаждение не обязательно.
Сверление и точение пластмасс требует жесткого закрепления материала во избежание биений и вибраций; биение рабочего конца сверла не должно превышать 0,05 мм. При сверлении пластмасс и особенно при обработке термореактивных пластиков (типа фенопластов, АТМ-1, текстолита и стеклопластиков) необходимо иметь мощную отсасывающую установку для удаления пыли.
Для снятия грата и чистовой обработки отпрессованных изделий из термореактивных пластмасс широко применяется абразивный инструмент — корундовые и карборундовые шлифовальные круги и ровальных кругов: диаметр круга 150— 300 мм, число оборотов 1400—2200 в 1 мин. Не следует давить на полировальный круг острыми кромками или углами детали навстречу движению круга, шкурки. Структура кругов определяется ГОСТ 3647—59, а шкурок — ГОСТами 5009—62 и 6456—62. Для черновой (обдирочной) обработки фено- и аминопластов применяют карборундовые круги высокопористой и открытой структуры зернистостью т — 20, 24 и 36, твердостью CI, СМ1 или М2. Для получения хорошей поверхности глубина резания или поперечная подача не должна превышать при черновой обработке 0,07—0,2 мм, при чистовой обработке—0,01—0,05 мм. После снятия грата режущим или абразивным инструментом обработанную поверхность необходимо полировать. Полирование производится мягкими хлопчатобумажными фланелевыми или бязевыми кругами или дисками, покрытыми тонким слоем полировальной пасты, а затем чистыми кругами без пасты.

Лит.: Егоров С. В., Обработка резанием конструкционных пластмасс, М., 1955; Ларин М. Н. и Игнатов Б. А., Фрезерование пластмасс — текстолита и гетинакса, в сб.: Новые исследования в области обработки резанием металлов и пластмасс, М., 1952; Шапиро Г. И., Механизация и автоматизация механической обработки пластмассовых изделий, в сб.: Пластмассы в машиностроении, М., 1959; Шрадер В., Обработка и сварка пластических масс, пер. с нем., М., 1960; Коновалов П. Г., Пластические массы, их свойства и применение в промышленности, М., 1961; Нормали машиностроения. МН 3638—62—МН 3646—62, РТМ 59—62, РТМ 60—62. Инструмент режущий для обработки термореактивных пластмасс. Фрезы отрезные, М., 1963; Бернхардт Э., Переработка термопластичных материалов, пер. с англ., М., 1962. Е. А. Куке.

Условно первые пластики это бумага и картон.

Станок для резки бумаги и картона стол с направляющей линейкой , кареткой и вынесенным резцом.

Как видно направляющая линейка живет уже 100 лет.

Мягкие и тонкие пластики можно резать без всяких улучшений.
А вот для резки твердых придется заменить нож на скребковый резец.

резерв.

Распиловочный тихоходный станок для резки металла MGM Compact 275

Для пластика очень подходящие обороты.

MGM Compact 275 (Германия) Пила для резки металла.
Для косого реза слева до 45°
Зажим для шпинделя с двойной натяжной штангой для реза без заусенцев.
Коническая предохранительная муфта для предохранения пильных дисков.
Частоты вращения – 33 и 66 об/мин.
Автоматическое охлаждение пильного диска.
Пильная головка на двух подшипниках.
Предохранительный выключатель 24 В в рукоятке с блокировочным устройством.
Стоят от 900Е до 2.400Е

Две малые модели 54 об/мин.

Для резки листовых пластмасс в СССР применяли крупногабаритные станки.

Этот станок изначально предназначался для распиловки и снятия фаски с листов винипласта от 6 мм до МАХ по требованию заказчика.

Мощность привода пильно-фрезерной головки 1.7 Квт. обороты 2850 об/мин.
Производил Саратовский механический завод треста Продмонтаж.
Дисковая пила применялась из быстрореза а поскольку охлаждения не было инструмент быстро изнашивался из за больших скоростей резания.
Пила была диаметром около 250 мм. 3.14*250*2850/1000 =2237 метр/мин. или 37 м/сек.
Скорости больше подходящие для шлифования.

Габариты станка 3010*1400*1290. мм.
Масса станка 290 кг.
Станок стоял в отдельном помещении поскольку при таких скоростях резания выделяется хлористый водород и необходима мощная вытяжка , окружающие железяки ржавеют.
Лист винипласта от 6 мм до 25 крепили плотно к столу станка для избежания выкалывания кромки листа от вибрации. Механизма подачи стола на чертеже не видно значит подавали вручную.

Но на заводе производящим винипласт возле помещения с распиловочным станком стоял автоматический заточной станок.

При механической обработке винипласта из него в небольшом количестве выделяется газообразный хлористый водород. При обработке с водяным охлаждением газ с жидкостью образует слабый раствор соляной кислоты, который вызывает быструю коррозию оснастки и станков.

При температуре винипласта выше 170 градусов Цельсия , при обработке или переработке винипластовых листов, выделяется хлористый водород ,второй класс опасности.

Поскольку влажность есть и в воздухе то повышенная коррозионная атмосфера в помещении , корродируют все незащищенные металлические предметы.

При недостаточной вентиляции очень вредно для рабочих поскольку тот же процесс происходит в носоглотке с появлением всего спектра ЛОР заболеваний. И соответственно в желудке повышается кислотность вплоть до язвы.

Термопластичные пластики пилить сложно как вручную так и электроинструментом , из за низкой теплопроводности и нагрева пластик плывет пилы залипают. Достаточно нанести по месту распила машинное масло или жидкое мыло скорость распиловки возрастет в разы.
Я при распиловки блоков капролона 150мм. толщиной , на место реза из масленки наносил дорожку масла , после первого пропила 20 мм. повторял нанесение. Иначе пластик плавился и налипал на зубья дисковой твердосплавной пилы.

Ленточные пилы для фасонной распиловки пластиковых труб большого диаметра.

Ленточные пилы для резки пластмассовых труб большого диаметра.
Скорость резания 300 м/мин. = 5 м/сек.