Detal opuszcza obrabiarkę z wymiarami zgodnymi z dokumentacją, ale po kilku godzinach zaczyna się wyginać. Otwory zmieniają położenie, płaska powierzchnia traci prostoliniowość, a część przestaje pasować do zespołu. Takie odkształcenia zwykle nie wynikają z jednego błędu. Powstają wskutek połączenia naprężeń materiału, temperatury, geometrii detalu i sposobu obróbki.
Naprężenia pozostają w półfabrykacie
Płyty, pręty i tuleje z tworzyw powstają między innymi przez wytłaczanie lub prasowanie. Podczas produkcji materiał nagrzewa się, formuje i stygnie. Zewnętrzne warstwy mogą schładzać się szybciej niż rdzeń. W półfabrykacie pozostają wtedy naprężenia wewnętrzne, których nie widać przed rozpoczęciem pracy.
Frezowanie CNC tworzyw sztucznych usuwa kolejne warstwy materiału, a wraz z nimi zmienia dotychczasową równowagę naprężeń. Jeśli operator zbierze dużo materiału tylko z jednej strony płyty, pozostała część może się wygiąć. Ryzyko rośnie przy wykonywaniu cienkich ścianek, głębokich kieszeni i niesymetrycznych kształtów.
Zbyt wysoka temperatura zmienia wymiary
Tworzywa odprowadzają ciepło słabiej niż metale. Tępe narzędzie, niewłaściwa prędkość skrawania lub za mały posuw zwiększają tarcie. Detal miejscowo się nagrzewa i rozszerza. Obrabiarka usuwa materiał z części, która ma chwilowo powiększone wymiary. Po ostygnięciu gotowy detal może okazać się mniejszy, wygięty albo niezgodny z tolerancją.
Temperaturę ograniczają ostre narzędzia, odpowiednio dobrane parametry i skuteczne odprowadzanie wiórów. W niektórych procesach stosuje się także chłodzenie dopasowane do obrabianego tworzywa.
Mocowanie może odkształcić część
Zbyt duża siła zacisku chwilowo prostuje półfabrykat lub ściska jego ścianki. Maszyna obrabia detal w wymuszonej pozycji. Po zwolnieniu uchwytów materiał wraca do wcześniejszego kształtu, a wykonane powierzchnie tracą zakładaną geometrię.
Problem często dotyczy cienkich płyt, pierścieni oraz części o niewielkiej sztywności. Pomagają szerokie powierzchnie podparcia, równomierny docisk i mocowanie, które nie koncentruje siły w kilku punktach.
Znaczenie ma gatunek tworzywa
Każde tworzywo inaczej reaguje na ciepło, wilgoć i obciążenie. Poliamid pochłania wodę z otoczenia, dlatego może zmieniać wymiary po obróbce. Polietylen ma stosunkowo dużą rozszerzalność cieplną, a PTFE łatwo odkształca się pod długotrwałym naciskiem. POM wykazuje większą stabilność wymiarową, lecz również wymaga prawidłowych parametrów skrawania.
Materiał trzeba więc dobierać według warunków pracy gotowej części, oczekiwanej tolerancji i jej kształtu. Samo określenie wymiarów nie wystarcza do przygotowania poprawnego procesu.
Obróbkę warto podzielić na etapy
Przy wymagających detalach najpierw wykonuje się obróbkę zgrubną i pozostawia naddatek. Część ma wtedy czas na ustabilizowanie wymiarów. Po przerwie przechodzi obróbkę wykańczającą. Duże lub precyzyjne detale mogą także wymagać kontrolowanego odprężania cieplnego.
Stabilny wymiar zaczyna się od odpowiedniego półfabrykatu i przemyślanej kolejności operacji. Równomierne usuwanie materiału, kontrola temperatury, łagodne mocowanie oraz pomiar po ustabilizowaniu części ograniczają ryzyko wygięcia i kosztownego wykonania detalu od początku.