플라스틱 CNC 가공: 재료 특성 및 절삭 방법 안내

엔지니어링 플라스틱은 분자량이 5,000을 넘는 고분자 화합물로 구성된 폴리머 기반 소재입니다. 화학적 조성은 주로 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N), 황(S)으로 이루어져 있지만, 긴 사슬 분자 구조 덕분에 독특한 기계적 및 열적 특성을 나타냅니다. 플라스틱은 수지를 기본 재료로 사용하고 성능 향상을 위해 다양한 첨가제를 혼합하여 생산됩니다.

이해 플라스틱 CNC 밀링 열 민감도, 탄성 거동 및 칩 형성 특성에 주의를 기울여야 합니다.

엔지니어링 플라스틱의 가공 특성

엔지니어링 플라스틱은 열전도율이 극히 낮아 금속의 약 0.3%에 불과하며, 선팽창 계수는 금속보다 2~20배 훨씬 높습니다. 가공 과정에서 절삭열의 대부분은 공구 날에 집중됩니다. 플라스틱 소재는 열이 천천히 발산되기 때문에 국부적인 과열이 쉽게 발생하여 변형, 변색, 용융 또는 심지어 연소로 이어질 수 있습니다.

이 소재들의 탄성 계수는 ​​금속의 약 1/16에서 1/10에 불과합니다. 과도한 절삭력이나 체결 압력은 상당한 탄성 변형을 일으켜 치수 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서:

• 절삭날은 매우 날카로워야 합니다.
• 체결력은 최소화되어야 합니다.
• 절삭력은 적당한 수준을 유지해야 합니다.

플라스틱은 경도와 강도가 낮아 가공이 비교적 쉽지만, 매개변수를 잘못 선택하면 표면 품질이 빠르게 손상될 수 있습니다.

밀링 커터 선택

플라스틱은 강도와 ​​내열성이 낮기 때문에 금형의 형상이 매우 중요한 역할을 합니다.

추천 기능은 다음과 같습니다.

• 절삭력과 온도를 줄이기 위해 큰 경사각(25°~30°)을 사용합니다.
• 마찰을 최소화하기 위해 더 큰 여유각(18°~20°)을 적용합니다.
• 칩 배출이 더 잘 되는 2날 엔드밀

일반적으로 사용되는 공구 재료로는 TiN 코팅 고속도강과 K형 초경합금(예: YG6, YG8)이 있습니다. 대량 생산의 경우, 다이아몬드 코팅 공구는 뛰어난 내마모성과 긴 수명을 제공합니다.

플라스틱 시트를 절단할 때는 효율적인 칩 제거를 위해 톱니 수가 적고 칩 홈이 매끄럽고 넓은 슬리팅 톱날을 사용하는 것이 좋습니다.

플라스틱 밀링 가공 매개변수

플라스틱은 고온에서 쉽게 연화되므로 칩이 달라붙는 것을 방지하기 위해 비교적 낮은 절삭 속도가 권장됩니다. 동시에 재질 강도가 낮기 때문에 마찰 시간을 줄이면서 효율을 높이기 위해 더 높은 이송 속도와 적당한 절삭 깊이를 적용할 수 있습니다.

플라스틱 밀링 작업의 핵심 목표는 생산성을 유지하면서 열을 제어하기 위해 절삭 속도와 이송 속도의 균형을 맞추는 것입니다.

표 1: 일반적인 플라스틱의 절단 매개변수

플라스틱 재질	절삭 속도(m/min)	이송 속도(mm/회전)
폴리아미드(PA)	150~180	0.25 – 0.35
폴리프로필렌(PP)	120~150개	0.20 – 0.30
폴리카보네이트(PC)	150~200개	0.15 – 0.50
폴리우레탄(PU)	90~200	0.05 – 0.20
폴리옥시메틸렌(POM)	200~250개	0.05 – 0.15
페놀 라미네이트	120~300	0.10 – 0.25
유기 유리(PMMA)	15~80세	0.10 – 0.25

실용적인 제분 방법

을 위한 플라스틱 CNC 밀링 부품특히 벽이 얇은 부품의 경우, 변형을 방지하기 위해 다지점 경량 클램핑을 사용해야 합니다. 일반 바이스보다는 전용 고정 장치를 사용하는 것이 좋습니다.

얇은 판재(두께 1~15mm)를 가공할 때:

• 클램프를 가공 모서리에 가깝게 유지하십시오.
• 더 작은 직경의 절단기를 사용하십시오.
• 절삭 깊이의 반경 방향을 제한합니다.
• 과도한 이송 속도를 피하십시오.

특히 모서리나 윤곽선을 가공할 때는 클라임 밀링(하향 밀링)을 강력히 권장합니다. 이는 칩 발생 및 모서리 파손을 줄이는 데 도움이 됩니다.

페이스 밀링의 경우, 원형 공구 경로를 사용하여 외측 가장자리에서 중심부로 이동하는 것이 좋습니다. 급격한 파손 및 표면 결함을 방지하기 위해 절삭 끝부분에서는 이송 속도를 줄여야 합니다.

PTFE와 같이 연성이 매우 높은 플라스틱의 경우, 버(burr) 발생을 최소화하려면 매우 날카로운 공구와 (특히 마무리 단계에서) 날당 이송량을 줄여야 합니다.

냉각 및 칩 제어

고속 가공 중에는 플라스틱 칩이 부분적으로 녹아 절삭날에 달라붙을 수 있습니다. 칩 막힘과 불안정한 절삭을 방지하기 위해 유화 냉각제를 사용하여 온도를 낮추고 칩 배출을 개선해야 합니다.

결론

플라스틱 CNC 밀링 플라스틱 가공은 금속 가공과는 상당히 다릅니다. 높은 치수 정밀도와 표면 품질을 얻기 위해서는 온도 제어, 날카로운 공구 형상, 적절한 클램핑, 최적화된 절삭 매개변수가 필수적입니다. 열과 변형을 세심하게 관리함으로써 제조업체는 정밀 플라스틱 부품의 안정적이고 효율적인 생산을 보장할 수 있습니다.