القطع البلاستيكية CNC:

تُستخدم تقنية التحكم العددي باستخدام الحاسب الآلي (CNC)، التي تشتهر بدقتها وكفاءتها العالية، على نطاق واسع في تصنيع المكونات البلاستيكية. تتناسب المواد البلاستيكية المختلفة، التي يمتلك كل منها خواص فيزيائية وكيميائية فريدة، مع مجالات تطبيق متميزة. فيما يلي نظرة عامة منهجية على المواد البلاستيكية شائعة الاستخدام في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي ومجالات تطبيقها الأساسية، بهدف المساعدة في تصميم المنتج واختيار المواد.

I. تصنيف وخصائص المواد البلاستيكية ذات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي

1. اللدائن الهندسية (النوع عالي الأداء)

توفر المواد البلاستيكية الهندسية قوة ميكانيكية فائقة ومقاومة للحرارة والثبات الكيميائي، مما يجعلها مناسبة للمكونات الوظيفية في البيئات الصعبة.

ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين)

الخصائص: المتانة العالية، ومقاومة الصدمات، وسهولة التشغيل الآلي، ولمعان السطح الجيد.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: أداء قطع مستقر، مناسب للأجزاء الهيكلية المعقدة.
التطبيقات: أغلفة الأجهزة الإلكترونية (مثل أجهزة التوجيه، وأجهزة التحكم عن بُعد)، والمكونات الداخلية للسيارات، ونماذج الألعاب.

الكمبيوتر الشخصي (بولي كربونات)

الخصائص: شفافية عالية (نفاذية الضوء ≥90%)، ومقاومة الصدمات، ومقاومة درجات الحرارة العالية (-40 درجة مئوية إلى 130 درجة مئوية).
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: يتطلب التحكم في درجات حرارة القطع لمنع التشقق الإجهادي.
التطبيقات: العدسات البصرية، وأغطية الأجهزة الطبية، والأقنعة الواقية، وأغطية مصابيح LED.

PA (نايلون، بولي أميد)

الخصائص: قوة عالية، ومقاومة للتآكل، وتشحيم ذاتي، وامتصاص رطوبة عالية نسبياً.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: استخدم أدوات كربيد لتقليل النتوءات.
التطبيقات: التروس، والمحامل، والبكرات، ومكونات مقصورة محرك السيارات.

بولي أوكسي ميثيلين (POM)

الخصائص: معامل الاحتكاك المنخفض، والصلابة العالية، ومقاومة التعب.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: قوى قطع منخفضة، مناسبة للتشغيل الآلي الدقيق للأجزاء الدقيقة.
التطبيقات: التروس الدقيقة، ومكونات ناقل الحركة، والموصلات الإلكترونية.

2. اللدائن عالية الأداء (تطبيقات البيئة القاسية)

مناسبة لسيناريوهات درجات الحرارة المرتفعة أو التآكل الشديد أو الأحمال العالية. تكلفة أعلى ولكن أداء استثنائي.

بيك (بولي إيثيريكتون متعدد الأثير)

الخصائص: مقاومة درجات الحرارة المرتفعة (استخدام مستمر حتى 260 درجة مئوية)، مقاومة التآكل الكيميائي، والتوافق الحيوي.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: تتطلب أدوات ماسية لمنع التشوه الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة.
التطبيقات: المكونات الهيكلية للفضاء، والأجهزة الطبية (مثل الأدوات الجراحية)، وأجزاء معدات أشباه الموصلات.

PI (بوليميد البوليميد)

الخصائص: مقاومة درجات الحرارة العالية (فوق 300 درجة مئوية)، والعزل القوي، ومقاومة الإشعاع.
القابلية للتشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي: مادة شديدة الهشاشة؛ تتطلب معلمات قطع محسّنة.
التطبيقات: ركائز لوحات الدارات المرنة، وطبقات العزل الحراري للمركبات الفضائية، ومكونات الصناعة النووية.

PPS (كبريتيد البوليفينيلين متعدد الفينيلين)

الخصائص: مقاومة درجات الحرارة العالية، مقاومة المذيبات، ثبات أبعاد ممتاز.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: عرضة للكهرباء الساكنة أثناء القطع؛ يلزم التحكم في الغبار.
التطبيقات: مستشعرات السيارات، وتغليف المكونات الإلكترونية، وأجسام المضخات الكيميائية.

3. بلاستيك للأغراض العامة (النوع المنخفض التكلفة)

منخفضة التكلفة، وسهلة المعالجة؛ مناسبة للهياكل غير الحرجة أو العناصر التي يمكن التخلص منها.

PMMA (أكريليك، بولي ميثيل ميثاكريليت)

الخصائص: شفافية عالية (نفاذية الضوء 92%)، وصلابة سطح عالية، وعرضة للكسر الهش.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: يجب التحكم في معدل التغذية لمنع التقطيع.
التطبيقات: حوامل العرض، وأغطية المصابيح، وموجهات إضاءة الأدوات البصرية.

بولي بروبيلين (بولي بروبيلين)

الخواص: مقاومة كيميائية، وصلابة جيدة، وكثافة منخفضة (0.9 جم/سم مكعب).
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: عرضة للنتوءات، وتتطلب طحنًا ثانويًا.
التطبيقات: حاويات المواد الكيميائية، والسلع اليومية (مثل أكواب المياه)، ومصدات السيارات.

بولي إيثيلين (بولي إيثيلين)

الخصائص: مقاومة درجات الحرارة المنخفضة، مرونة ممتازة، عزل كهربائي جيد.
قابلية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي: مادة ناعمة، تتطلب أدوات قطع حادة.
الاستخدامات: تجهيزات الأنابيب، والأختام، ومواد التعبئة والتغليف.

4. اللدائن المتخصصة (الموجهة نحو الوظائف)

مواد مصممة هندسيًا لتلبية متطلبات محددة، مثل التوصيل أو التوصيل الحراري أو مثبطات اللهب.

المواد البلاستيكية الموصلة (على سبيل المثال، PC/ABS + ألياف الكربون)

الخصائص: مقاومة السطح 10³ ~ 10⁶Ω، مضاد للكهرباء الساكنة.
التطبيقات: أغلفة الأجهزة الإلكترونية (التدريع بالتوافق الكهرومغناطيسي الإلكتروني)، ومكونات معدات التعدين.

المواد البلاستيكية الموصلة للحرارة (على سبيل المثال، PA + الجرافين)

الخصائص: الموصلية الحرارية 5-20 واط/(م-ك)، تحل محل المعدن لتبديد الحرارة.
التطبيقات: أحواض حرارة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، أغطية وحدات الطاقة.

بلاستيك مثبطات اللهب (على سبيل المثال، البولي بروبلين + مثبطات اللهب)

الخصائص: معتمدة من UL94 V-0، ذاتية الإطفاء عند إزالة اللهب.
التطبيقات: علب الأجهزة والمكونات الهيكلية لمحطات الشحن.