البلاستيك غير مناسب للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)

لا يمكن معالجة جميع أنواع البلاستيك بكفاءة أو جدوى اقتصادية باستخدام آلات CNC، سواءً بالطحن أو الخراطة أو الحفر أو التوجيه. فبعض البوليمرات تُظهر انصهارًا مفرطًا، أو تمزقًا، أو تشوهًا، أو تشققًا، أو تدهورًا كيميائيًا أثناء القطع، مما يجعلها غير مناسبة أو مناسبة بشكل محدود فقط للتصنيع باستخدام آلات CNC. يقدم هذا الدليل نظرة عامة منهجية على أنواع البلاستيك التي لا يُنصح عمومًا باستخدام آلات CNC فيها، وقيودها الأساسية، والمشاكل الشائعة في الإنتاج الفعلي، والبدائل العملية.

لماذا تُعتبر بعض أنواع البلاستيك غير مناسبة للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)؟

تُطبّق عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) أحمالاً ميكانيكية وحرارية مركزة على قطعة العمل. وقد تستجيب المواد البلاستيكية ذات الخصائص غير الملائمة من حيث درجة الانصهار، ودرجة حرارة التحول الزجاجي، والصلابة، والمتانة، والتوصيل الحراري، والاستقرار الكيميائي، بشكل سيئ. وتشمل أنماط الفشل الشائعة التليين والتشوه بدلاً من القطع، والانصهار وإعادة التصلب، وتكسر الحواف، وتشققات الإجهاد، وعدم استقرار الأبعاد.

Key material-related reasons a البلاستيك may be unsuitable include:

• مقاومة منخفضة للحرارة تؤدي إلى الانصهار أو التليين الشديد عند درجات حرارة القطع
• المرونة أو الليونة المفرطة التي تسبب انحراف الأجزاء، وضعف التفاوتات، وتمزق السطح
• هشاشة عالية أو سلوك زجاجي يسبب التشقق والتكسر تحت تأثير حمل الأداة
• درجة حرارة التحول الزجاجي المنخفضة للغاية تسبب الزحف والاسترخاء أثناء التشغيل الآلي
• يؤدي التمدد الحراري العالي والصلابة المنخفضة إلى تشوه وانحناء مع تراكم الحرارة
• الحساسية الكيميائية للمبردات أو مواد التشحيم أو الرطوبة المحيطة

تتفاعل العديد من هذه العوامل: على سبيل المثال، البلاستيك الناعم والحساس للحرارة سينحرف بعيدًا عن الأداة بينما يتلطخ وينصهر في نفس الوقت على السطح، مما يجعل التصنيع الدقيق باستخدام الحاسوب غير عملي.

متطلبات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) النموذجية للبلاستيك

إن فهم متطلبات التشغيل الأساسية يوضح سبب فشل بعض أنواع البلاستيك عملياً. التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC) تفترض عملية تشكيل البلاستيك أن المادة يمكن الحفاظ على استقرار الأبعاد والسلامة الهيكلية بشكل كافٍ أثناء القطع بسرعات دوران محددة، ومعدلات تغذية، وعمق قطع. تشمل الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المهمة ما يلي:

• درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) ودرجة حرارة الانصهار (Tm)
• معامل المرونة ومعامل الانحناء
• درجة حرارة انحراف الحرارة (HDT)
• معامل التمدد الحراري
• الصلابة وقوة الصدم
• الموصلية الحرارية

تُعدّ المواد البلاستيكية التي تقع خارج النطاقات العملية (على سبيل المثال، درجة حرارة التحول الزجاجي المنخفضة جدًا مع معامل مرونة منخفض) صعبة التثبيت والقطع والحفاظ على دقة القياسات. كما أن المواد شديدة التباين أو ذات الرغوة الكثيفة تزيد من تعقيد عملية استخدام الأدوات، وتكوين الرقائق، وجودة السطح، مما يجعل عملية القطع صعبة في كثير من الأحيان. التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) من الناحية الفنية لا يمكن تحقيق ذلك إلا في ظل قيود شديدة أو لا يمكن تحقيقه على الإطلاق.

البلاستيك غير المتبلور والبلاستيك منخفض الحرارة الذي يتشوه ويتلطخ

غالبًا ما تتلطخ المواد البلاستيكية غير المتبلورة واللدائن الحرارية منخفضة الحرارة ذات درجات حرارة التليين المنخفضة جدًا بدلًا من تشكيل رقائق نظيفة. تشمل المشكلات الشائعة النتوءات الكبيرة، والحواف المنصهرة، والانحراف في الأبعاد، وعدم تجانس سطح القطع، خاصةً عند ارتفاع درجة حرارة الأدوات أثناء القطع لفترات طويلة. فيما يلي أمثلة شائعة.

مركبات الفينيل والبولي فينيل كلوريد المرن

تُستخدم تركيبات البولي فينيل كلوريد (PVC) اللينة أو المرنة في أغلفة الكابلات والأنابيب اللينة والحشيات والمنتجات المماثلة عادةً غير مناسب للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) في شكل كتل صلبة. في حين يمكن تشكيل ألواح وقضبان PVC الصلبة بمعايير مخصصة، فإن أنواع PVC الملدنة لها العديد من القيود:

الخصائص التمثيلية (النطاقات تقريبية وتعتمد على التركيبة):

من المشاكل الشائعة في عمليات التشغيل الآلي ما يلي:

• الاستعادة المرنة: تعود المادة إلى وضعها الأصلي بعد مرور الأداة، مما يزيل الحواف الحادة.
• التلطيخ بدلاً من القص: يتم سحب الحواف وتمزيقها بدلاً من قصها بشكل نظيف.
• تراكم الرواسب على الأدوات: تلتصق المواد المتصلبة بحواف القطع، مما يزيد من تراكم الحرارة.
• صعوبة التثبيت: تنضغط قطعة العمل في المثبت، مما يتسبب في تشوهها عند تحريرها.

بالنسبة للأجزاء المصنوعة من مادة PVC اللينة، فإن عمليات البثق أو التشكيل أو القطع بالقوالب أكثر عملية من عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب من المواد الصلبة.

البولي إيثيلين منخفض الكثافة والبولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LDPE، LLDPE)

يوجد البولي إيثيلين بأشكال متعددة؛ بعضها قابل للتشكيل بسهولة، والبعض الآخر غير قابل. يتميز البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) والبولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE) بمعامل مرونة ونقطة تليين أقل من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، مما يؤدي إلى ضعف قابلية تشكيلهما.

الخصائص العامة:

• صلابة منخفضة، ملمس سطح شمعي
• احتكاك منخفض للغاية وليونة عالية
• نقطة انصهار منخفضة (عادةً ما تكون درجة الانصهار حوالي 110-125 درجة مئوية)
• درجة حرارة منخفضة لانحراف الحرارة

عند تعرضها لعمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)، غالباً ما تُظهر مادة البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) ومادة البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE) الخصائص التالية:

يُعزى ذلك إلى التلطيخ والتشابك بدلاً من تكوّن الرقائق، وعدم استقرار الأبعاد في الأجزاء الرقيقة، والارتفاع السريع في درجة الحرارة والانصهار الموضعي، وصعوبة تحقيق دقة عالية أو تفاصيل سطحية دقيقة. على الرغم من إمكانية تشكيل أجزاء بسيطة للغاية في مقاطع سميكة باستخدام أدوات حادة للغاية ومعايير متحفظة، إلا أن البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) والبولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE) يُعتبران عمومًا خيارين غير مناسبين للتصنيع الدقيق باستخدام آلات CNC.

اللدائن الحرارية المرنة (TPE، TPU، TPR، مزيج SEBS)

تجمع اللدائن الحرارية المرنة بين مرونة المطاط وخصائص المعالجة الحرارية. العديد من أنواع مركبات TPE وTPU (البولي يوريثان الحراري) وTPR وSEBS غير مناسبة للتصنيع باستخدام آلات CNC على شكل قضبان أو كتل صلبة للأسباب التالية:

• معامل مرونة منخفض للغاية واستطالة عالية عند الكسر (غالباً >300%)
• استعادة مرنة وتشوه ملحوظان تحت تأثير قوى القطع
• تلطخ السطح، والتمزق، وإزالة المواد بشكل غير متناسق

تشمل نتائج عمليات التشغيل الشائعة عدم استقرار الأبعاد، وضعف وضوح الحواف، والأسطح الخشنة أو الممزقة، خاصةً في الثقوب المحفورة، وصعوبة الحفر والتثقيب بسبب انغلاق المطاط خلف أداة القطع. في معظم التطبيقات الهندسية، تُصنع هذه المواد عن طريق قولبة الحقن، أو البثق، أو القطع بالقوالب، بدلاً من التصنيع باستخدام الحاسوب من المواد الخام.

بلاستيك عالي المرونة ومنخفض الصلابة ذو استقرار أبعاد ضعيف

إضافةً إلى سلوكها في درجات الحرارة المنخفضة، فإن بعض أنواع البلاستيك تكون لينة أو مرنة للغاية بحيث لا تحافظ على شكلها أثناء عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب. وحتى لو لم تنصهر بشكل مفرط، فإنها تتشوه تحت أحمال التثبيت أو القطع الصغيرة نسبيًا.

رغوة البولي أوليفين الناعمة والبلاستيك الموسع

تحتوي البوليمرات الرغوية، مثل رغوة البولي إيثيلين الناعمة، وبعض أنواع البولي أوليفينات الموسعة، والرغوات المرنة منخفضة الكثافة، على نسبة عالية من الخلايا المملوءة بالغاز. صُممت هذه المواد لأغراض التبطين والعزل الحراري، وليس للتصنيع الدقيق. تشمل خصائصها النموذجية الكثافة المنخفضة جدًا، ومقاومة الضغط المنخفضة، وقابلية الانضغاط العالية.

عند محاولة استخدام آلات CNC، تظهر المشكلات التالية:

• يؤدي الضغط الشديد تحت قوة التثبيت إلى سماكة غير متوقعة بعد التحرير
• القطع غير المنتظم ناتج عن تناوب الأداة بين البوليمر الصلب والفراغات.
• تمزق الخلايا وحواف خشنة بدلاً من الأسطح الملساء
• صعوبة في الحفاظ على عمق أو استواء موحد

تعتبر تقنيات القطع بالقوالب، والقطع بنفث الماء، والقطع بالأسلاك الساخنة (لأنواع معينة من الرغوة) أكثر ملاءمة لهذه المواد من الطرق التقليدية الطحن أو الخراطة باستخدام الحاسوب.

مطاط السيليكون فائق النعومة

تُظهر مطاطات السيليكون المُعالجة في درجة حرارة الغرفة (RTV) ومطاطات السيليكون اللينة جدًا، وخاصةً تلك التي تقع ضمن نطاق صلابة شور A المنخفضة أو الأقل ليونة (بما في ذلك السيليكونات الشبيهة بالهلام)، استجابةً شبيهةً بالهلام تقريبًا عند استخدامها مع أدوات التشغيل. ونظرًا لمرونتها العالية ومعامل مرونتها المنخفض جدًا، فإنها لا تُنتج رقائق تقليدية ولا تستطيع الحفاظ على سلامة أبعادها.

تشمل المشاكل العملية الانحراف الشديد تحت الأدوات والتجهيزات، وعدم القدرة على الحفاظ على التفاوتات أو الأشكال الهندسية الحادة، وصعوبة قطع الخيوط، وتشوه السطح وعلامات الاحتكاك. يتم إنتاج المكونات المصنوعة من السيليكون اللين بشكل أكثر فعالية عن طريق القولبة، أو الصب في الأدوات، أو قطع الصفائح الرقيقة بالقوالب بدلاً من التصنيع باستخدام الحاسوب من كتل كبيرة.

البلاستيك الهش والزجاجي والمملوء بكثافة عرضة للتشقق

على النقيض تماماً، قد تتشقق المواد البلاستيكية الهشة للغاية أو المملوءة بكثافة بالألياف الزجاجية، أو تتكسر، أو تنفصل طبقاتها تحت تأثير الضغوط الناتجة عن عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب. حتى وإن لم تنصهر، فقد تنكسر عند احتكاكها بالأداة، لا سيما عند الزوايا الداخلية الحادة أو الأجزاء الرقيقة.

البوليسترين (GPPS) وبعض البوليمرات المشتركة الستيرينية

البوليسترين للأغراض العامة (GPPS) هو مادة بلاستيكية حرارية شفافة وصلبة ولكنها هشة. يتميز بدرجة حرارة انتقال زجاجي عالية نسبيًا (حوالي 90-100 درجة مئوية)، ولكن مقاومته المنخفضة للصدمات وميله للتشقق الناتج عن الإجهاد يجعلانه غير مناسب للتصنيع باستخدام آلات CNC.

تشمل السلوكيات الشائعة في عمليات التشغيل الآلي التصدع الهش على طول مسارات الأدوات، وتكسر الحواف والتشققات الدقيقة، وتشققات السطح، وارتفاع خطر التصدع أثناء عمليات الحفر والتثقيب. ونظرًا لهذه المشكلات، يُفضل تشكيل البوليسترين عن طريق قولبة الحقن، أو التشكيل الفراغي (على شكل صفائح)، أو القطع باستخدام مناشير أو ليزر دقيقة التحكم للتطبيقات غير الحرجة، بدلاً من التشغيل الآلي الدقيق باستخدام آلات CNC.

البلاستيك عالي المحتوى من المعادن أو البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية

يمكن في بعض الأحيان تشكيل المواد البلاستيكية المقواة بالألياف الزجاجية (GFRP) والمركبات المليئة بالمعادن باستخدام أدوات ومعايير متخصصة، ولكن بعض التركيبات غير عملية بشكل فعال للتصنيع الدقيق باستخدام الحاسوب من مخزون البلاستيك الصلب، خاصة عندما يكون محتوى التعزيز مرتفعًا جدًا أو تكون المادة الأساسية نفسها هشة.

تشمل المشكلات الشائعة التآكل السريع لأدوات القطع، وانفصال الألياف، والأسطح الخشنة، وتكسر الحواف، والتقشر الدقيق على طول اتجاه الألياف، وتوليد الغبار والجسيمات الدقيقة التي تتطلب استخلاصًا متخصصًا، والسلوك الميكانيكي غير المتجانس الذي يُسبب إجهادات وتشوهات غير متوقعة. في العديد من التطبيقات التي تتطلب تعزيزًا كبيرًا، تُفضل استراتيجيات وأدوات التشغيل الخاصة بالمواد المركبة، أو عمليات التشكيل شبه النهائية، على التشغيل الآلي باستخدام الحاسوب (CNC) للأغراض العامة لقضبان البلاستيك الصلبة.

البلاستيك ذو المقاومة الحرارية المنخفضة جدًا أو نطاقات المعالجة الضيقة

تُولّد عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب حرارة احتكاكية في منطقة القطع. وتكون المواد البلاستيكية ذات المقاومة الحرارية المنخفضة للغاية أو ذات نطاقات درجات الحرارة الضيقة للغاية بين التليين والتحلل الحراري عرضة للتشوه أو الاحتراق أثناء التصنيع.

بعض أنواع البلاستيك القابل للتحلل الحيوي (بعض أنواع PLA و PHA ومزيج النشا)

تتفاوت البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي، مثل حمض البوليلاكتيك (PLA) وبعض أنواع البولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) والمزيجات القائمة على النشا، بشكل كبير في تركيبها. وبينما يمكن تشكيل بعض أنواع حمض البوليلاكتيك بعناية، فإن العديد من المواد القابلة للتحلل الحيوي تُظهر مقاومة محدودة للحرارة ودرجات حرارة تليين منخفضة نسبيًا.

قد تشمل المشاكل الملحوظة انصهارًا موضعيًا والتصاقًا بالأدوات، وتغيرًا في اللون وتدهورًا في السطح عند ارتفاع درجة الحرارة، وهشاشة تؤدي إلى تشقق في الأجزاء الرقيقة، وعدم استقرار الأبعاد إذا ما انخفضت الإجهادات المتبقية أثناء التشغيل أو المعالجة اللاحقة. ونظرًا لحساسية هذه المواد، غالبًا ما يكون التشكيل شبه النهائي أو التصنيع الإضافي أكثر فعالية من التشغيل من صفائح أو قضبان صلبة.

البوليمرات المشتركة والمخاليط ذات درجة حرارة التليين المنخفضة جدًا

تُصنع بعض البوليمرات المشتركة والمخاليط المتخصصة لتوفير المرونة أو سهولة المعالجة في درجات حرارة منخفضة. ورغم فائدتها في صناعة الأغشية، والقولبة بالحقن، والطبقات اللاصقة، إلا أن انخفاض درجة تليينها ودرجة حرارة انتقالها الزجاجي يعيق عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب الدقيقة.

تشمل العواقب المحتملة تشويهاً شديداً للملامح باستخدام أدوات صغيرة، وتشوه الجدران الرقيقة والأضلاع الدقيقة بمجرد تسخين الأداة للمادة، وظهور تموجات وتجعدات على السطح بدلاً من ملامح ناعمة وحادة. في كثير من الحالات، تُعالج هذه المواد البلاستيكية عبر عمليات اللفائف، أو التشكيل الحراري، أو القولبة بدلاً من عمليات التصنيع التقليدية.

الرغوات والبلاستيك الخلوي: ضعف البنية ومشاكل جودة السطح

تُشكّل المواد الرغوية والبلاستيكية الخلوية تحديات فريدة أمام عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) نظرًا لبنيتها المجهرية غير المتجانسة. إذ تختلف كثافة المادة وقوتها من نقطة إلى أخرى، كما أن التفاعل بين جدران الخلايا الصلبة والفراغات يتباين مع قوى القطع.

رغوة البولي يوريثان الناعمة والمواد الخلوية المرنة

توفر رغوة البولي يوريثان الناعمة، ورغوة الإيلاستومر المرنة ذات الخلايا الدقيقة، والمواد المشابهة، خصائص التوسيد والتخميد الصوتي، لكنها تفتقر إلى المتانة الهيكلية اللازمة للتصنيع الدقيق. في حين أن ألواح النمذجة المصنوعة من اليوريثان الصلب مصممة خصيصًا للتصنيع، فإن الرغوة المرنة ليست كذلك.

تشمل المشكلات الرئيسية تمزق جدران الخلايا بدلاً من القطع المُتحكم به، وعدم انتظام حواف القطع، والضغط الكبير الناتج عن قوى الأدوات والملاقط مما يؤدي إلى أبعاد نهائية غير متوقعة، وعدم القدرة على الحفاظ على زوايا داخلية حادة أو أحجام صغيرة للميزات. توفر طرق القطع مثل القطع بنفث الماء، والقطع بالسكين المتذبذب، أو القطع بالأسلاك الساخنة (للرغوات المناسبة) نتائج أكثر اتساقًا من الطحن باستخدام الحاسوب (CNC).

البوليسترين الموسع (EPS) وبعض أنواع رغوة العزل منخفضة الكثافة

تتكون ألواح العزل المصنوعة من البوليسترين الموسع (EPS) والرغوات الخرزية المماثلة من خرزات ملحومة ذات أسطح تلامس ضعيفة ميكانيكيًا مقارنةً بالخرزات نفسها. قد تتسبب مسارات أدوات CNC التقليدية في انفصال الخرزات وتفتتها، خاصةً بالقرب من الحواف والخطوط.

تشمل سلوكيات التشغيل النموذجية انفصال الخرزة وتكوّن الحفر، ووجود كميات كبيرة من الغبار والجسيمات الصغيرة، وضعف دقة الأبعاد نتيجة انضغاط المادة تحت أداة القطع، وتفاوت كبير في جودة سطح التشطيب. ويُفضّل عادةً استخدام القطع بالأسلاك الساخنة المتخصصة أو التوجيه منخفض القوة المصمم خصيصًا لمادة البوليسترين الموسع (EPS) على أساليب التشغيل القياسية باستخدام الحاسوب (CNC).

توافق المواد البلاستيكية الحساسة كيميائياً مع سائل التبريد

تستخدم عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للبلاستيك بشكل متكرر سوائل التبريدتُستخدم مواد التشحيم أو الهواء المضغوط للتحكم في الحرارة وإخراج الرقائق. بعض البوليمرات حساسة كيميائيًا وقد تتشقق أو تنتفخ عند تعرضها لمواد التبريد الشائعة، مما يجعلها غير مناسبة أو محفوفة بالمخاطر لأنظمة التحكم الرقمي التقليدية.

البلاستيك المعرض للتشقق الناتج عن الإجهاد في وجود مواد التبريد

من المعروف أن بعض أنواع البلاستيك الشفاف غير المتبلور، مثل بعض أنواع البولي كربونات والأكريليك (PMMA) والستايرين، عرضة للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي عند تعرضها لمواد كيميائية معينة. إذا تسببت عملية التصنيع في إجهادات داخلية، وتعرضت المادة لمادة تبريد أو منظف غير متوافق، فقد يحدث تشقق متأخر.

على الرغم من إمكانية تشكيل بعض هذه المواد بمعايير دقيقة للغاية وباستخدام سوائل تبريد متوافقة، إلا أن بعض الدرجات أو التركيبات قد تكون غير مناسبة فعلياً للتصنيع باستخدام آلات CNC في بيئات ورش العمل التقليدية التي تستخدم تركيبات كيميائية قياسية لسوائل التبريد. في مثل هذه الحالات، يلزم اتباع أساليب تصنيع بديلة أو اتخاذ تدابير صارمة للتحكم في سائل التبريد لتجنب الأعطال.

انتفاخ أو تليّن المواد البلاستيكية عند ملامستها للزيوت وسوائل القطع

تمتص بعض المواد المطاطية أو شديدة اللدونة الزيوت أو بعض مكونات سائل التبريد، مما يؤدي إلى انتفاخها أو تليينها أو فقدان خواصها الميكانيكية. وإذا تم تشكيل هذه المواد البلاستيكية، فقد يتسبب ملامستها لسوائل التشغيل الشائعة في فقدان الأجزاء لخواصها الميكانيكية. الدقة البُعدية أو السلامة الميكانيكية بعد التصنيع.

في البيئات التي لا يكون فيها التشغيل الجاف أو التبريد بالهواء فقط ممكنًا، فإن هذه المواد البلاستيكية غير مناسبة تشغيليًا لـ التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لأن سوائل المعالجة الإلزامية تتعارض مع خصائص مقاومة المادة للمواد الكيميائية.

مشاكل شائعة في عمليات التصنيع باستخدام أنواع البلاستيك غير المناسبة

في مختلف فئات البلاستيك غير المناسبة للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)، يمكن ملاحظة العديد من المشاكل المتكررة. يساعد التعرف على هذه المشاكل في تحديد وجود عدم توافق بين المادة وعملية التصنيع.

عندما يكون البلاستيك قابلاً للتشكيل بشكل هامشي فقط

تقع بعض أنواع البلاستيك على الحد الفاصل: فالتصنيع باستخدام الحاسوب ليس مستحيلاً من الناحية التقنية، ولكنه يفرض قيوداً قد تكون غير مقبولة في العديد من التطبيقات. وتشترك هذه الحالات الحدية في خصائص مشتركة:

• لا تُقبل النتائج إلا في الأشكال الهندسية السميكة والبسيطة ذات التفاوتات الكبيرة.
• الحاجة إلى سرعات قطع منخفضة للغاية، وأدوات حادة للغاية، وأعماق قطع خفيفة
• عدم القدرة على تشكيل الأجزاء الصغيرة أو الجدران الرقيقة أو الخيوط الدقيقة بشكل موثوق
• ارتفاع معدلات الخردة أو إعادة العمل بسبب التباين في تشطيب السطح والأبعاد

عندما تتصرف مادة ما بهذه الطريقة، فغالباً ما يكون من الأفضل اختيار نوع مختلف من البلاستيك ذي سلوك تشغيل أفضل، أو استخدام عملية تصنيع بديلة لتلك المادة.

عمليات تصنيع بديلة للبلاستيك غير القابل للتشكيل

عندما لا يكون نوع البلاستيك المختار مناسبًا للتصنيع باستخدام الحاسوب، يمكن للعمليات البديلة أن توفر نتائج متسقة واقتصادية مع الحفاظ على خصائص المواد المرغوبة مثل المرونة أو الشفافية البصرية أو قابلية التحلل البيولوجي.

قولبة الحقن وقولبة الضغط

تُعدّ عملية التشكيل بالقولبة الخيار الأمثل لتشكيل العديد من أنواع البلاستيك اللينة والهشة والحساسة كيميائياً. تسمح عمليات التشكيل بالحقن والضغط بمعالجة البوليمر في بيئة حرارية وتدفق مضبوطة، مما يُلغي الأحمال الميكانيكية والحرارية الموضعية المرتبطة بالقطع باستخدام آلات CNC. غالباً ما يكون إنتاج الأشكال الهندسية المعقدة والجدران الرقيقة والمكونات المرنة أكثر موثوقيةً باستخدام القولبة مقارنةً بالتشكيل الآلي.

البثق، والتشكيل الحراري، والقطع بالقوالب

تُستخدم عادةً عملية البثق متبوعةً بالتشكيل الحراري أو القطع بالقوالب في صناعة الأغشية والصفائح والأنابيب والقطاعات المرنة. وتُعالج مواد مثل البولي فينيل كلوريد المرن (PVC) والمطاط الحراري المرن (TPE) وبعض البوليمرات المشتركة المتخصصة بهذه الطريقة بشكل روتيني. يسمح التشكيل الحراري بتشكيل الصفائح المُليّنة بالحرارة على القوالب، بينما يُمكن للقطع بالقوالب إنتاج أشكال ثنائية الأبعاد في الرغوات وصفائح المطاط دون إحداث إجهادات مركزة تُعدّ سمةً مميزةً لأدوات الطحن.

التصنيع الإضافي للمواد المعقدة أو الحساسة

تتوفر بعض أنواع البلاستيك القابل للتحلل الحيوي والبوليمرات منخفضة الحرارة على شكل خيوط أو مسحوق للتصنيع الإضافي. تتيح عمليات الطباعة طبقة تلو الأخرى بناء أشكال هندسية معقدة دون الحاجة إلى قوى القطع العالية وحرارة التلامس بين الأداة والآلة كما في عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC). بالنسبة للكميات الصغيرة والنماذج الأولية، يُفضل هذا الأسلوب غالبًا على محاولة تصنيع هذه المواد بدقة من مواد صلبة.

إرشادات اختيار المواد لتجنب استخدام البلاستيك غير المناسب

لتقليل المشاكل، ينبغي أن يراعي اختيار المواد في المراحل المبكرة ليس فقط الأداء الوظيفي أثناء الاستخدام، بل أيضًا التوافق مع عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC). تتضمن الإرشادات الرئيسية ما يلي:

• تحقق مما إذا كان البلاستيك يُورَّد عادةً على شكل مواد قابلة للتشكيل (صفائح، ألواح، قضبان) مخصصة للتصنيع الطرحي
• راجع بيانات المواد لمعرفة الخصائص المتعلقة بالتشغيل الآلي: معامل المرونة، ودرجة حرارة الانحراف الحراري، ودرجة حرارة التحول الزجاجي، والصلابة، وطرق المعالجة الموصى بها.
• تجنب استخدام المواد ذات معامل المرونة المنخفض للغاية والمرونة العالية في تصنيع أجزاء CNC ذات التفاوتات الدقيقة
• توخ الحذر عند استخدام المواد ذات الحشوة الكثيفة أو الهشة أو الرغوية عندما تكون هناك حاجة إلى دقة عالية في التفاصيل.

عندما تركز ورقة البيانات أو وثائق المورد على التشكيل أو البثق أو الصب ولا تقدم أي إرشادات حول التشغيل الآلي، فإن المادة غالباً ما تكون مرشحاً ضعيفاً لعمليات CNC.

أسئلة شائعة حول أنواع البلاستيك غير المناسبة للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)