تشغيل البلاستيك CNC (POM, PEEK)
قطع بلاستيك هندسي مفرّزة ومخروطة من POM وPEEK وPMMA وPA6 وPTFE وHDPE لمصر والإمارات والسعودية
تشغيل البلاستيك CNC ينتج جلباً وأدلة ووسائد احتكاك وعوازل ومجمعات وأغطية شفافة من الألواح والقضبان بنفس مراكز الفرايز والخراطة المستخدمة للمعادن. السماحية المعتادة ±0.1 مم، ويمكن الوصول إلى ±0.05 مم في POM وPEEK عندما يكون مقطع القطعة مستقراً. البلاستيك يُشغّل أسرع من الحديد 3-5 مرات لكنه يتحرك مع الحرارة والرطوبة، وهذا يهم في صيف الخليج حيث يختلف حرارة الورشة عن الموقع بنحو 30 درجة.
تغطي هذه الصفحة الدرجات المتوفرة في المنطقة وحدودها الحرارية والكيميائية، والسماحيات الممكنة لكل خامة، وقواعد التصميم التي تمنع الالتواء والتشقق، وما ترسله للحصول على عرض سعر ملزم.
أنواع البلاستيك الهندسي واستخداماته
POM (الأسيتال، ديلرين) هو بلاستيك التشغيل العام: صلب ومستقر الأبعاد ومنخفض الاحتكاك. PA6 (النايلون) أمتن وأرخص لكنه يمتص حتى 3% رطوبة وينتفخ. PEEK هو خيار الأداء العالي لخدمة 250 درجة مئوية والمصانع الكيميائية بتكلفة 30-50 ضعف POM. PMMA (الأكريليك) يُختار للشفافية؛ وPC (البولي كربونات) للقطع الشفافة المقاومة للصدم. PTFE وHDPE يُستخدمان لمقاومة الكيماويات وملامسة الغذاء حيث السماحيات متساهلة.
| الخامة | أقصى حرارة مستمرة | مقاومة الشد MPa | امتصاص الرطوبة | التكلفة النسبية/kg | الأنسب لـ |
|---|---|---|---|---|---|
| POM-C (أسيتال كوبوليمر) | 100 °C | 65-70 | 0.2% | 100% | تروس، جلب، أدلة، قطع دقيقة |
| PA6 (نايلون 6) | 90-100 °C | 70-80 | 2.5-3% | 70-90% | وسائد احتكاك، بكرات، قطع صدم |
| PEEK (طبيعي) | 250 °C | 95-100 | 0.1% | 3000-5000% | موانع تسرب نفط وغاز، أجزاء مضخات، طبي |
| PMMA (أكريليك مصبوب) | 70-80 °C | 70-75 | 0.3% | 80-120% | أغطية شفافة، واقيات، عرض |
| PC (بولي كربونات) | 115-120 °C | 60-65 | 0.2% | 150-200% | نوافذ وواقيات مقاومة للصدم |
| PTFE (تفلون) | 260 °C | 20-30 | 0.01% | 600-900% | موانع تسرب، قطع كيميائية، احتكاك منخفض |
| HDPE / PE-1000 (UHMWPE) | 80 °C | 20-40 | 0.01% | 50-80% | ألواح تقطيع، بطانات مزالق، ملامسة غذاء |
السماحيات والاستقرار
للبلاستيك تمدد حراري يعادل 5-10 أضعاف الحديد: POM يزيد 0.11 مم لكل 100 مم عند ارتفاع 10 درجات، وPA6 حتى 0.15 مم. دليل POM بطول 200 مم قيس عند 22 درجة في الورشة يصبح أطول بـ 0.4 مم عند 40 درجة في موقع بالرياض. يجب أن تذكر الرسومات حرارة القياس، وأن تسمح التوافقات مع المعادن بهذا الفرق. الإجهادات الداخلية من البثق تتحرر أيضاً أثناء التشغيل؛ التخشين ثم الراحة 24 ساعة ثم التشطيب يعطي أفضل استواء للألواح السميكة.
| الخامة | السماحية القياسية | الممكن الوصول إليه | الاستواء لكل 100 مم | ملاحظات |
|---|---|---|---|---|
| POM-C | ±0.1 مم | ±0.03 مم | 0.1 مم | أفضل دقة شاملة |
| PEEK | ±0.1 مم | ±0.03 مم | 0.1 مم | تلدين بعد التخشين للقطع السميكة |
| PMMA / PC | ±0.15 مم | ±0.05 مم | 0.15 مم | حواف مصقولة بالقطع، بدون تشقق |
| PA6 | ±0.2 مم | ±0.1 مم | 0.2 مم | انتفاخ بالرطوبة بعد التشغيل |
| PTFE | ±0.3 مم | ±0.1 مم | 0.3 مم | زحف بارد، طري |
| HDPE / UHMWPE | ±0.3 مم | ±0.15 مم | 0.3 مم | يلتوي عند التثبيت، صلابة منخفضة |
طرق التشغيل والتشطيب
القطع المسطحة حتى 25 مم من PMMA وPOM تُقص بليزر CO2 مع حواف أكريليك مصقولة باللهب. الفرايز يتولى الجيوب والقلاووظ والمجسمات ثلاثية الأبعاد؛ والخراطة تنتج الجلب والبكرات وموانع التسرب. الأدوات الكربيدية الحادة أحادية الحافة أو المصقولة مع التبريد بالهواء تمنع الانصهار. أسطح البلاستيك المشغّلة تصل إلى Ra 0.8-1.6 µm؛ وPMMA يمكن صقله بالبخار أو اللهب حتى الشفافية البصرية.
القلاووظ في البلاستيك يجب أن يكون خشناً وبعمق 1.5 × القطر على الأقل، أو استخدم صواميل نحاس مدمجة (بالحرارة أو الكبس) لأي شيء يُربط أكثر من مرات قليلة.
- تقطيع بليزر CO2: PMMA وPOM حتى 25 مم؛ HDPE وPA لا يُقصان بالليزر (ينصهران ويتفحمان).
- فرايز CNC: كل الخامات، 3 محاور قياسي، 5 محاور للمجمعات المعقدة.
- خراطة CNC: قضبان POM وPEEK وPTFE وPA6 من 10 إلى 300 مم قطراً.
- التشطيب: صقل الحواف، صواميل نحاس، ثقب وتسنين، طباعة سلك سكرين.
البلاستيك في ظروف الخليج ومصر
عاملان إقليميان يحددان اختيار البلاستيك. الحرارة: أسطح المباني والمعدات الخارجية تتجاوز 70 درجة صيفاً، فوق حد PMMA وقريباً من حد POM وPA6؛ حدد PC أو PEEK أو PTFE لأي شيء في الشمس. الأشعة فوق البنفسجية: PA وPOM غير المثبّتين يتطبشان ويتقصفان خلال 1-2 سنة في الخارج؛ PMMA وPC متوفران بدرجات مثبّتة ضد UV ويجب تحديدها كذلك.
احتكاك الرمال يرجّح UHMWPE وPA6 لبطانات المزالق وشرائح الاحتكاك في مصانع الأسمنت والأسمدة والحبوب في مصر والسعودية.
قواعد تصميم القطع البلاستيكية المشغّلة
البلاستيك يتشقق عند الأركان الداخلية الحادة ويلتوي عند إزالة الخامة بشكل غير متماثل. حافظ على سماكة جدار موحدة، وأضف أنصاف أقطار سخية، وشغّل من الوجهين لموازنة الإجهاد. التوافقات الضاغطة يجب أن تستخدم تداخلاً 0.1-0.3%، أقل بكثير من المعادن، وعناصر التعشيق تحتاج سماحية انحراف 1-2 مم.
إرشادات التصميم
- أضف نصف قطر ركن داخلي 1 مم على الأقل في POM وPA6، و2 مم في PMMA وPC، لمنع تشقق الإجهاد.
- حافظ على سماكة جدار فوق 1.5 مم لـ POM وPEEK، و3 مم لـ PMMA وPA6 وHDPE.
- شغّل 3-5 مم من وجهي اللوح السميك بدل 8 مم من وجه واحد للحفاظ على استواء القطعة.
- اذكر الحرارة المرجعية (عادة 23 °C) في أي رسم بسماحيات أضيق من ±0.1 مم.
- صمّم على الخامة القياسية: ألواح POM وPA6 بسماكات 5 و6 و8 و10 و12 و15 و20 و25 و30 و40 و50 مم؛ PMMA بسماكات 2 و3 و4 و5 و6 و8 و10 و12 و15 و20 مم.
- استخدم صواميل معدنية للقلاووظ الذي يُربط مراراً؛ قلاووظ البلاستيك يتلف بعد 10-20 دورة.
- حدد التثبيت ضد UV واللون (أسود أو طبيعي) صراحة؛ الصبغات تغير قابلية التشغيل قليلاً والخامة الملونة تطول مدة توريدها.
التطبيقات
| الصناعة | أمثلة القطع | الخامة المعتادة |
|---|---|---|
| ماكينات التعبئة والسيور | مجاري توجيه، عجلات نجمية، شرائح احتكاك، قطع تبديل | POM-C، UHMWPE |
| الأغذية والمشروبات | ألواح تقطيع، شفرات كشط، أجزاء تعبئة | HDPE، POM-C غذائي، PEEK |
| النفط والغاز والتحلية | حلقات إحكام، حلقات دعم، قطع احتكاك مضخات | PEEK، PTFE، PA6 |
| الكهرباء | عوازل، بلوكات أطراف، حوامل بسبار | POM، PA6، PA معزز بالزجاج |
| اللوحات والعرض | أغطية شفافة، ناشرات إضاءة، حروف مشغّلة | PMMA مصبوب، PC |
| الطب والمختبرات | مثبتات، مجمعات، صواني | PEEK، POM، PC |
| الزراعة والمياه | أجسام رشاشات، مقاعد محابس، جلب | POM، PA6، PVC |
التسعير ومدة التنفيذ
يتحدد السعر بدرجة الخامة (خامة PEEK تكلف 30-50 ضعف POM، فقطعة PEEK عادة 5-10 أضعاف سعر نفس القطعة من POM)، وحجم الخامة المستهلكة (البلاستيك يُباع بالألواح والقضبان، وقطعة 300 مم من لوح 50 مم تُسعّر على كامل مقطع اللوح الذي تستهلكه)، وزمن التشغيل (الجدران الرقيقة والجيوب العميقة والاستواء الضيق تحتاج ممرات أبطأ وفترات راحة). خصومات الكمية متواضعة للقطع المفردة لكنها قوية للدفعات فوق 50 قطعة حيث تتوزع تكلفة التثبيت. مدة التنفيذ المعتادة 3-6 أيام عمل لقطع POM وPA6 وPMMA وHDPE من الألواح المتوفرة، و6-10 أيام عمل لـ PEEK وPTFE وPC، مع إضافة 2-3 أيام عمل للصقل أو الصواميل.
الأسئلة الشائعة
POM يتحمل 100 درجة مستمرة ومعظم الزيوت والماء وهو أرخص بلاستيك دقيق. اختر PEEK فقط فوق 120 درجة أو في الكيماويات القوية أو البخار أو حيث تشترطه شهادات الغذاء أو الطب.
ارفع ملف STEP أو DXF واحصل على عرض سعر ملزم لتشغيل البلاستيك CNC خلال 12 ساعة.