Beim Fräsen von Kunststoffen mit einem Flachfräser gibt es mehrere entscheidende Überlegungen, die sich erheblich auf die Qualität des Endprodukts, die Effizienz des Fräsprozesses und die Gesamtkosteneffizienz auswirken können. Als vertrauenswürdiger Lieferant von Flachfräsern verstehen wir diese Feinheiten und sind hier, um wertvolle Erkenntnisse weiterzugeben, damit Sie Ihre Kunststofffräsvorgänge optimal nutzen können.
1. Materialkompatibilität
Kunststoffe gibt es in einer Vielzahl von Arten, von denen jede ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften hat. Zu den gängigen Kunststoffen gehören Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat und Acryl. Die erste Überlegung beim Einsatz eines Flachfräsers für Kunststoffe ist die Kompatibilität zwischen dem Fräsermaterial und dem zu fräsenden Kunststoff.
Für weichere Kunststoffe wie Polyethylen und Polypropylen können Flachfräser aus Schnellarbeitsstahl (HSS) eine geeignete Wahl sein. HSS-Fräser sind relativ kostengünstig und können ein gutes Gleichgewicht zwischen Schneidleistung und Kosten bieten. Sie können diese weicheren Materialien ohne übermäßigen Verschleiß effektiv durchschneiden.
Andererseits werden für härtere Kunststoffe wie Polycarbonat und Acryl häufig hartmetallbestückte Flachfräser bevorzugt. Hartmetall ist viel härter und verschleißfester als HSS, sodass es beim Fräsen zäher Kunststoffe über einen längeren Zeitraum eine scharfe Schneidkante behält. Dies führt zu saubereren Schnitten und weniger Graten an den fertigen Kunststoffteilen. Zum Beispiel unsere65HRC 4-schneidiger Flachschaftfräserbesteht aus hochwertigem Hartmetall, das sich ideal zum Präzisionsfräsen von Hartkunststoffen eignet.
2. Fräsergeometrie
Die Geometrie des Flachfräsers spielt beim Fräsprozess eine entscheidende Rolle. Zu den wichtigsten geometrischen Merkmalen gehören die Anzahl der Nuten, der Spiralwinkel und der Spanwinkel.
Die Anzahl der Nuten beeinflusst die Schnittgeschwindigkeit und die Oberflächengüte. Fräser mit mehr Nuten können Material schneller abtragen, erzeugen aber möglicherweise auch mehr Wärme. Für Kunststoffe wird häufig ein Fräser mit weniger Schneiden (z. B. 2 oder 3 Schneiden) empfohlen. Weniger Spannuten ermöglichen eine bessere Spanabfuhr, was beim Fräsen von Kunststoffen von entscheidender Bedeutung ist, da diese dazu neigen, lange, zähe Späne zu erzeugen. Diese Späne können den Fräser verstopfen und zu einer schlechten Oberflächengüte oder sogar zu Schäden am Fräser führen.
Der Spiralwinkel des Fräsers beeinflusst die Schnittkräfte und den Spanfluss. Ein höherer Spiralwinkel kann die Schnittkräfte reduzieren und die Spanabfuhr verbessern. Bei Kunststoffen reicht jedoch in der Regel ein moderater Spiralwinkel (ca. 30 – 45 Grad) aus. Ein zu hoher Spiralwinkel kann dazu führen, dass sich der Kunststoff aufgrund übermäßiger Wärmeentwicklung verformt oder schmilzt.
Der Spanwinkel beeinflusst die Schärfe der Schneide. Ein positiver Spanwinkel macht den Fräser schärfer und verringert die Schnittkräfte, kann aber auch dazu führen, dass der Fräser anfälliger für Ausbrüche ist. Bei Kunststoffen wird oft ein kleiner positiver Spanwinkel (ca. 5–10 Grad) verwendet, um ein gutes Gleichgewicht zwischen Schnittleistung und Fräserhaltbarkeit zu erreichen.
3. Schnittparameter
Für ein erfolgreiches Kunststofffräsen sind die richtigen Schnittparameter unerlässlich. Zu den wichtigsten Schnittparametern zählen die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub und die Schnitttiefe.
Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Fräser dreht. Sie wird typischerweise in Oberflächenfuß pro Minute (SFM) gemessen. Beim Fräsen von Kunststoffen sollte die Schnittgeschwindigkeit sorgfältig gewählt werden, um eine Überhitzung des Kunststoffs zu vermeiden. Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist, kann der Kunststoff schmelzen oder sich verformen, was zu einer schlechten Oberflächengüte führt. Wenn andererseits die Schnittgeschwindigkeit zu niedrig ist, kann es passieren, dass der Fräser am Kunststoff reibt, anstatt ihn sauber zu schneiden, was zu einem erhöhten Verschleiß des Fräsers führt. Generell gilt, dass die Schnittgeschwindigkeit bei Kunststoffen geringer ist als bei Metallen.
Der Vorschub ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Werkstück relativ zum Fräser bewegt. Sie wird üblicherweise in Zoll pro Zahn (IPT) gemessen. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit kann die Materialabtragsrate erhöhen, kann aber auch zu mehr Graten am fertigen Teil führen. Beim Fräsen von Kunststoffen sollte eine moderate Vorschubgeschwindigkeit verwendet werden, um eine glatte Oberfläche zu gewährleisten.
Die Schnitttiefe bezieht sich auf die Dicke des Materials, das bei jedem Durchgang des Fräsers entfernt wird. Bei Kunststoffen wird häufig eine geringe Schnitttiefe empfohlen, um eine übermäßige Wärmeentwicklung zu verhindern und das Risiko einer Verformung des Kunststoffs zu verringern.
4. Wärmemanagement
Beim Mahlen von Kunststoffen ist Hitze ein großes Problem. Übermäßige Hitze kann dazu führen, dass der Kunststoff schmilzt, sich verformt oder sogar schädliche Dämpfe freisetzt. Für ein effektives Wärmemanagement können verschiedene Strategien eingesetzt werden.
Ein Ansatz besteht darin, Kühl- oder Schmiermittel zu verwenden. Allerdings sind nicht alle Kunststoffe mit Kühlmitteln verträglich. Manche Kunststoffe können das Kühlmittel absorbieren, wodurch sie aufquellen oder ihre Eigenschaften verändern. Bei Kunststoffen, die mit Kühlmitteln kompatibel sind, kann ein Kühlmittel auf Wasserbasis verwendet werden, um die Temperatur an der Schneidzone zu senken.
Eine andere Möglichkeit, mit der Hitze umzugehen, ist das intermittierende Schneiden. Dabei wird der Schneidvorgang regelmäßig angehalten, damit der Kunststoff abkühlen kann. Dies kann durch eine programmierte Pause in der CNC-Fräsmaschine oder durch manuelles Unterbrechen des Schneidvorgangs erreicht werden.
5. Spanabfuhr
Wie bereits erwähnt, neigen Kunststoffe beim Fräsen dazu, lange, faserige Späne zu erzeugen. Eine ordnungsgemäße Spanabfuhr ist von entscheidender Bedeutung, um zu verhindern, dass die Späne den Fräser verstopfen und zu einer schlechten Oberflächengüte führen.
Eine Möglichkeit, die Spanabfuhr zu verbessern, besteht darin, einen Fräser mit geeigneter Nutgeometrie zu verwenden, wie oben beschrieben. Darüber hinaus kann die Verwendung eines Vakuumsystems zur Entfernung der Späne während des Fräsvorgangs sehr effektiv sein. Ein Vakuumsystem kann die Späne schnell absaugen, wodurch der Schneidbereich sauber bleibt und das Risiko einer Spanverwicklung verringert wird.
6. Werkstückhalterung
Um genaue und konsistente Fräsergebnisse zu gewährleisten, ist eine ordnungsgemäße Werkstückhaltung unerlässlich. Beim Fräsen von Kunststoffen sollte die Werkstückhaltemethode sanft genug sein, um eine Beschädigung des Kunststoffwerkstücks zu vermeiden, aber auch sicher genug, um zu verhindern, dass es sich während des Fräsvorgangs bewegt.
Zum Fixieren des Kunststoffwerkstücks können Zwingen oder Schraubstöcke verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, weiche Backen oder Polster zu verwenden, um den Kunststoff vor Kratzern oder Verformungen durch die Klemmen zu schützen. Vakuumtische sind auch eine beliebte Wahl für die Werkstückaufspannung aus Kunststoff, insbesondere für dünne oder empfindliche Teile. Vakuumtische können eine gleichmäßige Haltekraft bereitstellen, ohne den Kunststoff zu beschädigen.
7. Werkzeugwartung
Um die Langlebigkeit und Leistung des Flachfräsers sicherzustellen, ist eine regelmäßige Werkzeugwartung notwendig. Nach jedem Gebrauch sollte der Schneider gereinigt werden, um etwaige Kunststoffspäne und -rückstände zu entfernen. Zur Reinigung kann eine weiche Bürste oder Druckluft verwendet werden.
Der Fräser sollte außerdem regelmäßig auf Anzeichen von Abnutzung oder Beschädigung überprüft werden. Wenn die Schneide stumpf oder abgebrochen ist, sollte das Messer ausgetauscht oder neu geschärft werden. Das Nachschärfen sollte von einem Fachmann durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Fräsergeometrie erhalten bleibt.
8. Sicherheitsüberlegungen
Beim Fräsen von Kunststoffen sollte die Sicherheit immer oberste Priorität haben. Einige Kunststoffe können beim Erhitzen während des Mahlvorgangs schädliche Dämpfe freisetzen. Im Mahlbereich muss für eine ausreichende Belüftung gesorgt werden, um diese Dämpfe zu entfernen.
Bediener sollten außerdem geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA) wie Schutzbrille, Handschuhe und Atemschutzmasken tragen. Eine Schutzbrille kann die Augen vor umherfliegenden Spänen schützen, Handschuhe können die Hände vor scharfen Kanten schützen und Atemschutzmasken können schädliche Dämpfe herausfiltern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Fräsen von Kunststoffen mit einem Flachfräser eine sorgfältige Berücksichtigung verschiedener Faktoren erfordert, darunter Materialkompatibilität, Fräsergeometrie, Schnittparameter, Wärmemanagement, Spanabfuhr, Werkstückhalterung, Werkzeugwartung und Sicherheit. Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können Sie hochwertige Kunststoffteile mit hervorragenden Oberflächengüten und effizienten Fräsvorgängen erzielen.
Als führender Anbieter von Flachfräsern bieten wir eine breite Palette hochwertiger Flachfräser an, wie zRecoveralbe Perlen-Glastür-Bit-SetUndOgee Türrahmen-Bit-Set, die für verschiedene Kunststoff-Fräsanwendungen geeignet sind. Wenn Sie Fragen haben oder Hilfe bei der Auswahl des richtigen Flachfräsers für Ihre Kunststoff-Fräsanforderungen benötigen, kontaktieren Sie uns gerne für ein ausführliches Gespräch und eine Beschaffung. Wir sind bestrebt, Ihnen die besten Produkte und Dienstleistungen zu bieten, die Ihren Anforderungen entsprechen.
Referenzen
- „Bearbeitung von Kunststoffen“ – Society of Plastics Engineers
- „Schneidwerkzeugtechnologie“ – Industrial Press Inc.
- Verschiedene Fachbeiträge zur Kunststoffbearbeitung aus Fachzeitschriften und Branchenpublikationen.
