Die Kunststoffbearbeitung besteht darin, an den richtigen Stellen überschüssiges Material vom Produkt zu entfernen. Die Methoden können unterschiedlich sein, beispielsweise das Ausschneiden von Elementen aus einer Platte mit einem Laser oder unter Druck stehendem Wasser. Es kann sich auch um eine CNC-Bearbeitung handeln, darunter CNC-Fräsen, d. h. das Entfernen von Material aus einem Block mit einer Fräsmaschine, bis die gewünschte Form erreicht ist. In diesem Artikel werden wir die grundlegenden Methoden der Kunststoffbearbeitung durch Zerspanung besprechen.
Wann lohnt sich die Kunststoffbearbeitung?
Die Kosten für die Einführung von Anlagen zur Kunststoffverarbeitung sind recht hoch und können noch weiter steigen, wenn man bedenkt, dass der Herstellungsprozess selbst bis zu mehreren Monaten dauern kann. Aus diesem Grund ist es bei kleineren Produktionsmengen rentabler, die CNC-Bearbeitung von Kunststoffen anzuwenden. Auf diese Weise spart man Zeit (keine Formherstellung erforderlich) und senkt die Kosten.
Die CNC-Bearbeitung von Kunststoffen erfordert Kenntnisse in der Materialauswahl und Erfahrung. Ohne entsprechende Vorbereitung kann es statt der erwarteten Vorteile zu Beschädigungen und Verschwendung von Rohstoffen kommen. Nicht alle Kunststoffe sind für die spanende Bearbeitung geeignet. Elastische und weiche Materialien können nicht bearbeitet werden, während je steifer der Kunststoff ist, desto einfacher ist er zu bearbeiten.
Kunststoffbearbeitung – Arten
Die Formgebung von Kunststoffen kann ebenso wie die Metallbearbeitung auf verschiedene Weise erfolgen. Die spanende Bearbeitung von Kunststoffen mit numerisch gesteuerten Maschinen ermöglicht das Schneiden selbst komplexester Formen und Details. Es handelt sich um ein vollautomatisches Verfahren, bei dem verschiedene Bearbeitungswerkzeuge wie Sägen, Drehen oder 3D-Druck zum Einsatz kommen. Alles wird per Computer programmiert und gesteuert. Man muss nur das gewünschte Design mit Hilfe entsprechender Computerprogramme eingeben und dann auslesen und bearbeiten.
Fräsen von Kunststoffen
Bei dieser CNC-Bearbeitungsmethode wird das Schneidwerkzeug gedreht und so Späne von einem feststehenden Werkstück entfernt. Das Fräsen von Kunststoff und anderen Kunststoffen (CNC) ermöglicht nicht nur das Ausschneiden beliebiger Formen aus Platten, sondern auch die Herstellung von Nuten, Vertiefungen, Sacklöchern oder Stufenlöchern und sogar räumlichen 3D-Formen. Es ist auch möglich, einfache Platten zu fräsen, die z. B. zur Herstellung von Abdeckungen für Maschinen und Geräte verwendet werden.
Das Fräsen kann unter anderem zur Bearbeitung von Kunststoffen wie den folgenden verwendet werden:
- Polypropylen PP,
- PET,
- Polycarbonat PC,
- Hochleistungswerkstoffe (z. B. PEI oder PAI),
- Teflon PTFE – naturbelassen, mit Graphit, mit Bronze, mit Kohlenstoff,
- Polyamid PA6 – naturbelassen, mit Molybdändisulfid, mit Öl, mit Glasfaser, mit Kohlenstoff.
Drehen von Kunststoffen
Das Drehen ist ein Zerspanungsverfahren, mit dem aus Halbzeugen präzise Teile für Maschinen und Anlagen hergestellt werden können. Drehmaschinen ermöglichen die schnelle Fertigung sowohl von Einzelstücken als auch von ganzen Serien von Bauteilen. Moderne CNC-Werkzeugmaschinen eignen sich hervorragend für die Bearbeitung vieler Kunststoffe, auch mit modifizierten Füllstoffen wie Graphit oder Glasfaser. Am häufigsten wird gedreht:
- Polyethylen PE,
- Polyacetal POM C,
- Polyamid PA6,
- Polypropylen PP,
- Teflon PTFE.
Halbzeuge, die in der Kunststoffbearbeitung durch Drehen verwendet werden, sind Walzen oder Hülsen.
Biegen von Kunststoffen
Die Kunststoffbearbeitung mit dieser Methode kann in zwei Formen erfolgen: kalt und heiß. Dabei können grundsätzlich alle Thermoplaste heiß gebogen werden, während Kunststoffe mit einem minimalen Biegeradius kalt gebogen werden können.
- Heißbiegen – ist das Biegen von Thermoplasten unter Verwendung von beheizten Biege- und Formwerkzeugen. Unter dem Einfluss der Temperatur erwärmt sich der Kunststoff und wird so plastisch, dass er gebogen werden kann. Der richtige Biegewinkel wird mit Hilfe einer Schablone erzielt.
- Kaltbiegen – kann bei bestimmten Rohstoffen wie PETG oder Polycarbonat angewendet werden. Sie werden auf einer Abkantpresse gebogen, was eine gerade Biegung und keine unregelmäßigen Krümmungen ermöglicht. Die Methode des linearen Biegens konzentriert sich auf die Herstellung von einfachen oder doppelten parallelen Biegungen. Auf diese Weise werden beispielsweise rechteckige Abdeckungen und Maschinengehäuse hergestellt.
Laserschneiden von Kunststoffen
Dieses Verfahren gewährleistet eine hohe Präzision und Wiederholbarkeit der Formen der geschnittenen Elemente. Es wird gerne bei der Herstellung von Produkten eingesetzt, die eine gute Ästhetik und eine hohe Qualität der fertigen Teile erfordern. Das Laserschneiden erzeugt jedoch eine gewisse Wärme, die den Kunststoff beschädigen kann, weshalb die Bediener darauf achten müssen, dass es nicht zu thermischen Verformungen kommt.
Zusammenfassung
Die CNC-Bearbeitung von Kunststoffen hat viele Vorteile und bietet zahlreiche Möglichkeiten. Mit ihrer Hilfe lassen sich sowohl ganze Produktserien als auch Einzelprodukte zu geringen Kosten herstellen. Sie eignet sich hervorragend für die Herstellung einfacher Elemente, die sich jedoch durch hohe Genauigkeit und Präzision auszeichnen. Zu ihren Vorteilen zählen auch die schnelle Ausführung und die hohe Flexibilität. Eventuelle Fehler und Mängel können durch die Herstellung und Prüfung von Prototypen beseitigt werden.
Kunststoffe, die für die spanende Bearbeitung verwendet werden, bieten Festigkeit und ausreichende Steifigkeit. Sie eignen sich für den Einsatz bei hohen Temperaturen und sind wenig anfällig für Verformungen durch Stöße. Es gibt auch spezielle Materialien, die gegen Säuren, Chemikalien oder Strahlung beständig sind. Die Bearbeitung von Kunststoffen erfordert immer Fachwissen und Erfahrung und sollte daher Spezialisten überlassen werden.
