CNC 가공 플라스틱 부품의 변형 원인 조사 및 효과적인 솔루션

一、 플라스틱 부품의 CNC 후 변형의 4가지 주요 원인

금속에 비해 플라스틱은 가공 중에 더 민감한 물리적 특성과 반응을 나타내므로 변형되기 쉽습니다. 기술 전문가는 다음과 같은 네 가지 핵심 요소를 식별합니다.

플라스틱의 열팽창계수는 금속을 훨씬 능가합니다.

플라스틱은 일반적으로 금속보다 열팽창 계수가 3~8배 더 높습니다. CNC 밀링 중에 공구와 재료 사이의 마찰로 인해 상당한 열이 발생하여 국부적인 온도가 60~80°C까지 빠르게 상승합니다. 열이 신속하게 방출되지 않으면 불규칙한 소성 팽창이 발생합니다. 가공 후 냉각 및 수축이 고르지 않아 뒤틀림이나 굽힘 변형이 발생합니다.

내부 소성 응력의 불충분한 방출

사출 성형 중 플라스틱 블랭크의 냉각이 고르지 않으면 분자 사슬 내에 잔류 "내부 응력"이 남을 수 있습니다. 가공 전 적절한 전처리 없이 CNC 밀링으로 표면 재료가 제거되어 응력이 빠르게 풀리고 부품의 "스프링백 변형"이 발생합니다. 이러한 효과는 나일론(PA) 및 폴리카보네이트(PC)와 같은 소재에서 특히 두드러집니다.

부적절한 클램핑 방법 및 힘

가공 중에 부품을 고정하기 위해 클램핑력이 적용됩니다. 힘이 너무 많으면 소성 변형이 발생할 수 있고, 힘이 부족하면 가공 중 진동으로 인해 부품이 움직일 수 있습니다. 이는 정확성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 고르지 않은 응력 분포로 인해 변형을 악화시킵니다.

일치하지 않는 가공 매개변수 및 재료 특성

일부 제조업체에서는 폴리에틸렌(PE)과 같은 부드러운 재료에 대해 높은 절단 속도와 낮은 이송 속도를 사용하는 등 플라스틱에 금속 가공 매개변수를 적용하여 열이 축적됩니다. 또는 부적절한 도구 경로 설계(예: 단면 연속 절단)로 인해 부품에 과도한 국부적 응력이 가해져 궁극적으로 변형이 발생합니다.

2, 플라스틱 부품 변형을 방지하고 줄이기 위한 5가지 조치

이러한 원인을 해결하기 위해 당사의 전문가 팀은 실제 산업 경험을 바탕으로 5가지 입증된 솔루션을 추출했습니다.

가공하기 전에 플라스틱 블랭크를 전처리하세요.

PA, PBT 등 흡습성이 높은 플라스틱의 경우 80~120°C 오븐에서 2~4시간 동안 건조하여 내부 수분을 제거합니다(열에 의한 기화로 인해 변형이 가속화됨). 내부 응력이 있는 블랭크의 경우 "항온 응력 완화 처리"(예: 50°C에서 12시간 동안 정적 유지)를 사용하여 내부 응력의 60%~70%를 미리 방출합니다.

유연한 클램핑 솔루션 채택

기존의 견고한 고정 장치를 진공 컵(대형 평면 부품용) 또는 탄성 조(불규칙한 모양의 부품용)로 교체하여 접촉 면적을 늘려 조임력을 분산시킵니다. 일부 제조업체는 고정 장치와 부품 사이에 실리콘 패드를 삽입하여 압력을 완화하기도 합니다.

플라스틱 가공 매개변수 맞춤화

플라스틱 경도에 따라 매개변수를 조정합니다.

- 연질 플라스틱(예: PE, PP)의 경우 '고이송 + 저절삭'(이송 1200~1800mm/min, 절삭속도 600~800m/min)을 사용하여 마찰열을 최소화합니다. 단단한 플라스틱(예: PC, POM)의 경우 절단 속도를 적당히 높일 수 있지만 마찰 계수를 줄이기 위해 다이아몬드 코팅 도구를 사용하는 것이 좋습니다. 과도한 단일 패스 제거를 방지하려면 층별 절단(층당 0.1~0.3mm)을 사용하십시오.

향상된 절단 열 제어

전용 냉각 시스템을 구성하고 가공 중에 건조한 압축 공기를 사용하십시오(액체 냉각으로 인한 플라스틱 수분 흡수 방지). 실시간으로 절단 영역에 직접 냉각하여 부품 온도 변동을 ±3°C 이내로 유지합니다. 열에 취약하고 벽이 얇은 부품의 경우 "간헐 절단"을 사용하여 냉각 간격을 허용합니다.

치수 안정화 후처리 구현

완성된 부품을 25~30°C의 항온 환경에 4~8시간 동안 놓아 치수가 자연스럽게 안정화되도록 합니다. 극도의 정밀도(예: ±0.01mm 공차)가 필요한 부품의 경우 "저온 노화 처리"(10~15°C에서 24시간)를 수행하여 후속 변형 위험을 더욱 줄입니다.