Obróbka tworzyw sztucznych

Obróbka to jak wiadomo nadanie nowych cech przedmiotowi obrabianemu, zgodnie z założeniami technologicznymi, np. wymiarów, twardości, gładkości. Jest procesem przetwarzania surowca w końcowy produkt. Obróbki dokonuje się za pomocą narzędzi lub maszyn wytwórczych. Oczywiście procesowi temu podlegają też tworzywa sztuczne. Warto zapoznać się z kilkoma metodami mechanicznej obróbki tworzyw sztucznych.

Półprodukty mogą być z łatwością obrabiane przy pomocy maszyn do obróbki skrawaniem metalu i drewna. Tworzywo może być cięte piłą, nawiercane, toczone, frezowane, strugane, wykrawane, łączone na styk (zgrzewane czołowo), zgrzewane ciernie. Przy obróbce tworzyw należy pamiętać, że tak samo jak to jest ze wszystkimi tworzywami termoplastycznymi, wahania temperatury mogą powodować zmiany wymiarów

Cięcie piłą
Tworzywo może być cięte zarówno maszynowo piłami taśmowymi lub tarczowymi do drewna, jak i ręcznie ostrymi piłami do drewna lub metalu z szeroko rozgiętymi zębami. Szczególnie użyteczne są tutaj piły taśmowe, gdyż dobrze odprowadzają ciepło i umożliwiają prowadzenie cięcia z dużą prędkością. Piły taśmowe mogą mieć szerokość od 10 do 30 mm, a ich grubość 1-2 mm z podziałką zębów 3-10 mm. Dla uniknięcia klinowania się pił taśmowych, ich zęby powinny być rozsunięte o około 0,5 mm. Przy stosowaniu pił tarczowych zalecane są tarcze z zębami rozsuniętymi o minimum 0,5 mm, lecz mogą być również stosowane tarcze dośrodkowo zbieżne. Im wyższa częstotliwość, tym czystsza jest powierzchnia cięcia. Normalne prędkości cięcia dla pił taśmowych to 1000 - 2000 m/min, a dla pił tarczowych 3000 - 4000 m/min.

Toczenie
Półfabrykaty mogą być bez trudności obrabiane na tokarkach. Detale wykonywane masowo mogą być produkowane ekonomicznie, w szczególności gdy stosuje się maszyny do obróbki metali lekkich, o dużych szybkościach obróbki. Chłodzenie nie zawsze jest konieczne, gdyż ciepło jest odprowadzane wraz z wiórami. Tylko przy grubym wiórze (głębokim cięciu) potrzebne jest chłodzenie sprężonym powietrzem lub chłodziwem. Można stosować prędkości obróbki do 600 m/min.

Struganie
W tym przypadku tworzywo polietylenowe może być strugane na grubościówkach i wygładzarkach stosowanych w obróbce drewna przy dużych prędkościach cięcia. Dla ostrych ostrzy tnących z twardego metalu, można stosować posuw do 2 mm na obrót i ostrze.

Frezowanie
Do obróbki tworzyw nadają się frezarki szybkoobrotowe i normalne. Zastosowanie frezarek specjalnych z głowicami poziomymi, pionowymi i frezem jednoostrzowym umożliwia ekonomiczną produkcję skomplikowanych elementów na dużą skalę. Dla zapewnienia najlepszego usuwania wiórów zaleca się stosowanie frezów o dużej podziałce.

Wiercenie
Tworzywo polietylenowe może być nawiercane na wiertarkach, tokarkach i frezarkach. Zasadniczo używa się wierteł krętych lecz dla większych średnic wiercenia może być stosowany również frez okrągły. Przegrzewania miejscowego można uniknąć poprzez dobre usuwanie wiórów. W wypadku występowania nadmiernego przegrzewania należy zastosować chłodzenie sprężonym powietrzem lub chłodziwem.

Gwintowanie
Gwintowanie detali może być wykonywane normalnymi urządzeniami do metalu, zarówno na tokarce (20 - 30 obr./min.) jak i ręcznie. Zasadniczo preferowane są okrągłe gwinty zgodne z DIN 405 ale gwinty V też zachowują dobre własności, ze względu na dużą wytrzymałość tworzywa na udar.

Łączenie / zgrzewanie
Z powodu dużej lepkości w stanie stopionym, tworzywo polietylenowe może być łączone tylko przez zgrzewanie czołowe. Oczyszczone powierzchnie styku są lekko dociskane do narzędzia ogrzewającego o temperaturze 200 - 220 st. C, aż do chwili gdy na obu powierzchniach warstwa o grubości około 4 mm stanie się plastyczna. Następnie obie podgrzane powierzchnie dociska się do siebie (ciśnienie 10 - 20 kg/cm ) w zależności od grubość detali, aż do ostygnięcia. Jeżeli detale mają kształt bloków o grubości powyżej 30 mm, to wymagane jest ciśnienie 50 kg/cm i większe. W tych wypadkach często używane są prasy i specjalne urządzenia zgrzewające.

Szlifowanie i polerowanie
Po obróbce skrawaniem dalsze szlifowanie i polerowanie jest wyjątkowo rzadko potrzebne, gdyż w większości przypadków otrzymane powierzchnie są wystarczająco gładkie. Do masowej produkcji bardzo dobry jest bęben polerski. Odpadki tworzywa polietylenowego, otoczaki lub inne ośrodki ścierne wymieszane z wodą mogą być stosowane do polerowania.