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Kunststoff fräsen

KUNSTSTOFFBEARBEITUNG AUF DER CNC-MASCHINE - SO GEHT'S

Kunststoffe werden aufgrund ihrer Vielseitigkeit und leichten Bearbeitbarkeit zunehmend in zahlreichen Produkten eingesetzt – von Automobilkomponenten über Elektronikgehäuse bis hin zu Verpackungsmaterialien. Das Kunststofffräsen mit der CNC-Maschine ist neben Extrusion und Thermoformen eine von vielen Methoden, Kunststoff zu bearbeiten und in Form zu bringen. Da die verschiedenen Kunststoffarten unterschiedliche Eigenschaften wie Härte und Zerspanbarkeit aufweisen, ist die Auswahl eines passenden Fräsers besonders wichtig, um ein perfektes Finish zu erzielen. Eine korrekt eingestellte Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit sowie eine Kühlung des Materials können die Qualität des Werkstücks dabei maßgeblich beeinflussen. Wir erklären Ihnen, wie Sie beim Kunststoff fräsen optimale Ergebnisse erzielen.

Vorteile Kunststoff

Vorteile von Kunststoff

Kunststoffe bieten zahlreiche Vorteile: Sie sind leichtgewichtig, korrosionsbeständig und stellen eine hervorragende elektrische Isolierung dar. Kunststoffe sind zudem in vielen Farben und Formen erhältlich, was die Designmöglichkeiten erweitert. Ihre chemische Beständigkeit und thermische Stabilität ermöglichen den Einsatz in verschiedenen Umgebungen. Ein weiterer Pluspunkt von Kunststoffen ist ihre Kosteneffizienz im Vergleich zu anderen Materialien wie Metall.

 

  • Leichtgewichtig
  • Korrosionsbeständig
  • Elektrische Isolierung
  • Kosteneffizient
  • In vielen Farben erhältlich

Kunststoffarten - Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

Mehr als 200 verschiedenen Kunststoffe sind heutzutage bekannt. Um diese besser verstehen und einordnen zu können, werden sie nach verschiedenen Gesichtspunkten beurteilt. Eine gängige Unterscheidung ist hierbei das Verhalten der Kunststoffe beim Erwärmen. Hieraus ergeben sich drei grundlegenden Kategorien von Kunststoffen – Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Die Kunststoffe der Kategorien unterscheiden sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften voneinander. Die Wahl des geeigneten Kunststoffs hängt von den jeweiligen Anforderungen, wie z. B. Hitzebeständigkeit, und der Verarbeitungsmethode, wie z. B. Kunststofffräsen, ab.

Thermoplaste

Thermoplaste

Thermoplaste sind weiche Kunststoffe, die bei Erhitzung schmelzen und wiederholt geformt werden können. Sie sind im Allgemeinen formbar, leicht und haben eine breite Palette von Anwendungen. So eignen sich viele Thermoplaste auch zum Kunststoff fräsen. Die meisten Kunststoffe, die im Alltag verwendet werden, gehören zur Kategorie der Thermoplaste. 

Kurz gefasst:

  • Weiche Kunststoffe
  • Schmelz- und wiederverwendbar
  • Viele eignen sich zum Kunststoff fräsen
  • Die meisten Alltagskunststoffe
  • Formbar, leicht und universell
Duroplaste

Duroplaste

Duroplaste sind harte Kunststoffe, die nach der Aushärtung nicht mehr schmelzen können. Sie verkohlen oder zerfallen. Duroplaste sind härter und haben eine bessere Chemikalien- und Hitzebeständigkeit als Thermoplaste oder Elastomere. Sie werden vor allem dort eingesetzt, wo Härte und Hitzebeständigkeit gefordert sind.

Kurz gefasst:

  • Harte Kunststoffe
  • Nach Aushärtung nicht schmelzbar
  • Mittlere bis schlechte Eignung zum Kunststofffräsen
  • Besonders chemikalien- und hitzebeständig
Elastomere

Elastomere

Elastomere sind gummiartige Kunststoffe, die eine hohe Dehnbarkeit aufweisen. Sie haben elastische Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, nach einer Dehnung in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Ihre Fähigkeit zur Verformung ohne dauerhafte Veränderung macht Elastomere zu einem wesentlichen Bestandteil in vielen Industriezweigen.

 

Kurz gefasst:

  • Dehnbare Kunststoffe
  • Besonders flexibel und dehnbar
  • Mittlere bis schlechte Eignung zum Kunststoff fräsen
  • Verformung ohne dauerhafte Veränderung

Kunststoffbearbeitung - Tipps und Tricks

Kunststoff präzise zu bearbeiten, erfordert etwas Know-how. Von der richtigen Werkzeugauswahl und der Kühlung über die Anpassung der Schnitt und Vorschubgeschwindigkeit bis hin zur Kontrolle der Schnitttiefe gilt es beim Kunststofffräsen einiges zu beachten. Denn schließlich gilt es, Verklebungen und unsaubere Schnitte und Oberflächen zu vermeiden. Unsere Tipps und Tricks geben Ihnen einen guten Einstieg ins Thema und helfen Ihnen dabei, sich an das Thema Kunststofffräsen heranzutasten.

EFFEKTIV KÜHLEN

Kunststoffe neigen dazu, sich zu erhitzen, was zu Verklebungen und schlechter Oberflächenqualität führen kann. Setzen Sie beim Kunststoff fräsen geeignete Kühlmittel ein, um Wärme abzuleiten und die Temperatur zu kontrollieren. Sorgen Sie für eine gleichmäßige Kühlung während des Fräsvorgangs, um beste Ergebnisse zu erzielen.

Werkzeug auswählen

WERKZEUG AUSWÄHLEN

Wählen Sie für das Kunststofffräsen Schneidwerkzeuge mit präzisen Schneidkanten, die zum Kunststoff passen. Für weiche Kunststoffe eignen sich Ein- oder Zweischneider-Fräser, während diamantbeschichtete Fräser für verstärkte Materialien ideal sind. Achten Sie auf Herstellerangaben und experimentieren Sie, um das optimale Werkzeug zu finden.

Schnittiefe beachten

SCHNITTTIEFE BEACHTEN

Beginnen Sie mit flachen Schnitten und erhöhen Sie schrittweise, um Werkzeugbruch und Vibrationen zu vermeiden. Tiefere Schnitte erhöhen beim Kunststoff fräsen die Belastung. Achten Sie auf die Balance zwischen Schnitttiefe und Vorschubrate und vermeiden Sie zu tiefe Schnitte. Diese könnten zu Überhitzung führen.

Vorschubgeschwindigkeit

VORSCHUBGESCHWINDIGKEIT KONTROLLIEREN

Als Faustregel für das Kunststoff fräsen gilt, je weicher der Kunststoff, desto höher die Vorschubgeschwindigkeit. Auf diese Weise produzieren Sie präzise Schnitte und minimieren Wärmestau und Verklebungen. Für ein perfektes Finish passen Sie die Vorschubrate entsprechend der Materialstärke, Fräsergröße und Schnittgeschwindigkeit an.

Schnittgeschwindigkeit

SCHNITTGESCHWINDIGKEIT ANPASSEN

Die optimale Schnittgeschwindigkeit hängt vom jeweiligen Kunststofftyp ab. Zu hohe Geschwindigkeiten können zu Hitzeeinwirkung führen, während zu niedrige Geschwindigkeiten ineffizient sind. Experimentieren Sie mit den Einstellungen, um das beste Verhältnis zwischen Schnittgeschwindigkeit und Oberflächenqualität zu finden.

Reststücke Plastik

ZUERST AN RESTSTÜCKEN TESTEN

Bevor Sie Ihr Werkstück fräsen, führen Sie Tests an Probestücken durch. Experimentieren Sie mit verschiedenen Parametern, um die besten Einstellungen für den spezifischen Kunststoff zu ermitteln. Die Ergebnisse der Probetests helfen dabei, optimale Ergebnisse beim Kunststofffräsen zu erzielen und unnötige Materialverluste zu vermeiden.

FRÄSBARE KUNSTSTOFFE

Die Kunststoffbearbeitung umfasst verschiedene Verfahren zur Formgebung von Kunststoffen für vielfältige Anwendungen. Unterschiedliche Kunststoffarten bieten dabei spezifische Eigenschaften. Thermoplaste wie Polyethylen und PVC sind bei Erwärmung verformbar und eignen sich für Spritzguss, Extrusion und Blasformen. Thermosets wie Epoxyharze härten aus und überzeugen mit Hitzebeständigkeit – ideal für Elektronik. Elastomere wie Gummi sind dehnbar und in Dichtungen und Reifen nützlich. Silikone sind vielseitig einsetzbar, etwa in Lebensmittelverpackungen. Wir haben die gängigsten Kunststoffe und Ihre Eignung für das Kunststofffräsen für Sie zusammengestellt.

Kategorie
STEPCRAFT D.420
STEPCRAFT D.600
STEPCRAFT D.600
Thermoplaste
Polyvinylchlorid (PVC)
gut bis schlecht
Langlebig und chemikalienbeständig. Aufgrund niedriger Schmelztemperatur, Neigung zum Schmelzen und Verschmieren. Je nach Material gut bis schlecht zerspanbar. PVC-P (weich, flexibel) schlecht zerspanbar, PVC-U (hart, nicht flexibel) gut zerspanbar.
Thermoplaste
Polyetheretherketon (PEEK)
sehr gut
Hochleistungskunststoff mit außergewöhnlicher Hitzebeständigkeit, mechanischer Stärke und chemischer Beständigkeit.
Thermoplaste
Polyethylen (PE)
sehr gut bis schlecht
Weit verbreiteter Kunststoff. Verschiedene Typen: HDPE (fest, Flaschen), LDPE (flexibel, Folien), LLDPE (Verpackungen). Neigt beim Zerspanen zum Verformen, Verkleben und Verschmieren. Je nach Material sehr gut bis schlecht zerspanbar. PE-HD (hohe Dichte) sehr gut zerspanbar, PE-LD (niedrige Dichte) schlecht zerspanbar.
Thermoplaste
Polyethylenterephthalat (PET)
gut
Vielseitiger Kunststoff mit hoher Festigkeit, Klarheit und Barriere-Eigenschaften gegenüber Feuchtigkeit und Gasen. Recyclingfähig.
Thermoplaste
Polypropylen (PP)
sehr gut
Vielseitiger, leichter Kunststoff mit hoher Beständigkeit gegen Chemikalien und Hitze. Relativ leicht zu bearbeiten, gute mechanische Eigenschaften. Härter und steifer als einige andere Kunststoffe.
Thermoplaste
Polystyrol (PS)
sehr gut
Gängiger Kunststoff. Zwei Typen: expandiert (EPS) für Verpackungen, Isolierung; extrudiert (XPS) für Bau. Leicht, steif, isolierend. Kann bei der Bearbeitung dazu neigen, zu brechen oder zu splittern.
Thermoplaste
Polyoxymethylen (POM)
sehr gut
Auch bekannt als Acetal, ist ein technischer Kunststoff mit hoher Festigkeit, Steifheit, Verschleißfestigkeit und chemischer Beständigkeit. Gute mechanische Eigenschaften und eine niedrige Reibung.
Thermoplaste
Polycarbonat (PC)
gut
Robuster, transparenter Kunststoff. Hohe Schlagfestigkeit, UV-Beständigkeit. Kann bei der Bearbeitung dazu neigen kann, zu brechen oder zu splittern.
Thermoplaste
Polyamid (PA)
sehr gut
Vielseitiger Kunststoff mit hoher Festigkeit, Haltbarkeit und Chemikalienbeständigkeit.
Thermoplaste
Polymethylmethacrylat (PMMA)
sehr gut
Auch bekannt als Acrylglas oder unter dem Markennamen Plexiglas®. Transparenter Kunststoff. Klar, leicht, UV-stabil.
Duroplaste
Epoxidharz
mittel
Vielseitiger, härtender Kunststoff. Bindet stark, beständig gegenüber Chemikalien und Hitze. Neigt beim Zerspanen zum Splittern, Reißen oder Brechen.
Duroplaste
Phenolharze
mittel
Hitzebeständige Polymere. Chemikalienbeständig, elektrisch isolierend. In Kombination mit Faserverstärkungen, relativ gut zu bearbeiten.
Duroplaste
Harnstoff- und Melaminharze
mittel
Vielseitige, hitzebeständige Polymere. Verwendet für Beschichtungen, Klebstoffe, Düngemittel. Melaminharze bieten Härte, Kratzfestigkeit. Neigen beim Zerspanen zum Splittern, Reißen oder Brechen.
Duroplaste
Polyesterharze
mittel
Härtende Mischung aus ungesättigten Polyesterharzen, Katalysatoren. Verstärkt mit Glasfaser für Festigkeit. Können in Abhängigkeit von ihrer genauen Zusammensetzung und Aushärtung härter oder weniger hart sein. Neigen beim Zerspanen zum Splittern, Reißen oder Brechen.
Elastomere
Silikon
schlecht
Elastisches Polymer. Hitzebeständig, wasserabweisend und isolierend. Aufgrund geringer Härte, schwierig mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen zu bearbeiten. Tendenz beim Zerspanen zu kleben oder zu schmieren.
Elastomere
Styropor®
mittel
Markenname für expandiertes Polystyrol (EPS), ist ein leichtes, isolierendes Material. Aufgrund leichter und poröser Struktur leicht mit verschiedenen Schneidwerkzeugen zu bearbeiten.
Elastomere
Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
schlecht
Synthetisches Elastomer mittlerer Härte und Zähigkeit. Kombiniert Eigenschaften von Styrol und Butadien. Widerstandsfähig, flexibel.
Elastomere
Ethylenvinylacetat (EVA)
schlecht
Kunststoff mit hoher Flexibilität, Stoßdämpfung und Transparenz. Aufgrund gummiartigen Struktur und Weichheit kann es beim Zerspanen zu Verklebungen, Verschmierungen und unsauberen Schnittkanten kommen.

Fräser für Kunststoff

Beim Kunststofffräsen ist die Wahl des richtigen Kunststofffräsers entscheidend, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen. Verschiedene Fräserarten sind für unterschiedliche Kunststoffarten und Bearbeitungsanforderungen geeignet. Die richtige Auswahl eines Kunststofffräsers hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art des Kunststoffs, die gewünschte Oberflächenqualität und die Stärke des Materials. Ein gut gestalteter Kunststofffräser minimiert Spanbildung, reduziert Wärmeentwicklung und verhindert so unerwünschte Schäden am Werkstück.

Einschneider

1-Schneider wurden speziell für das Kunststofffräsen entwickelt. Sie erzeugen weniger Wärme und Vibrationen, da nur eine Schneide in Kontakt mit dem Material steht. Einschneider-Fräser erzeugen eine saubere Schnittkante, eine gute Oberflächenqualität und erleichtern oft die Spanabfuhr, da weniger Material zwischen den Schneiden eingeschlossen wird.

Kurz gefasst:

  • Speziell für das Kunststofffräsen entwickelt
  • Erzeugen weniger Wärme und Vibration
  • Erleichterte Spanabfuhr
  • Saubere Schnittkante, hohe Oberflächengüte

Diamantfräser

Diamantbeschichtete Fräser sind besonders hart und abriebfest. Damit ermöglichen sie selbst bei abrasiven, faserverstärkten Kunststoffen wie GFK oder CFK präzise Schnitte. Dank der Diamantbeschichtung verfügen die Fräser über eine längere Lebensdauer und bieten eine hohe Abtragsleistung, wodurch Kunststoffe exakt bearbeitet und glatte Oberflächen produziert werden können.

Kurz gefasst:

  • Besonders hart und abriebfest
  • Für abrasive Kunststoffe geeignet
  • Besonders langlebig
  • Exakte Schnitte, glatte Oberflächen

V-GROOVES UND GRAVIERFRÄSER

V-Fräser und Gravierfräser erzeugen präzise Konturen und feine Details. Die spitze V-Form ermöglicht das Gravieren von Buchstaben, Zahlen und Mustern auf Kunststoffoberflächen. Gravierfräser eignen sich besonders für feine, detaillierte Gravuren, während V-Grooves sowohl für Gravuren als auch für das Erzeugen von geneigten Kanten oder Fasen verwendet werden können.

Kurz gefasst:

  • Für präzise Konturen und feine Details
  • Gravierfräser für feine, detailiierte Konturen
  • V-Groove für Gravuren, geneigte Kanten oder Fasen
  • Buchstaben, Zahlen, Muster gravieren

KUGELKOPFFRÄSER

Kugelkopffräser verfügen über eine abgerundete Schneidform, die ein präzises Fräsen von Konturen ermöglicht. Die Kugelspitze verringert dabei das Risiko von scharfen Ecken oder Beschädigungen des Kunststoffs und reduziert somit die Bruchgefahr des Kunststoffs. Kugelkopffräser erzeugen glatte Oberflächen und abgerundete Kanten und sind besonders für 3D-Bearbeitungen geeignet.

Kurz gefasst:

  • Fräser mit abgerundeter Schneidform
  • Reduziert scharfe Ecken oder Beschädigungen des Kunststoffs
  • Erzeugen glatte Oberflächen und abgerundete Kanten
  • Besonders geeignet für 3D-Bearbeitungen