Механическая обработка пластика является широко применяемым методом в тех случаях, когда необходимую форму детали невозможно или нецелесообразно получить литьем, прессованием, вакуум-формовкой или иным методом. Как правило, это применимо для малых партий деталей или для деталей с особо сложной или особо точной геометрией.

Пластики разделяются на две больших категории – термопласты, которые могут быть повторно расплавлены и отлиты в другую форму (полиэтилен, ABS-пластик, полистирол и др.) и реактопласты, которые отверждаются необратимо и не могут быть переплавлены в другую форму (эпоксиды, полиуретаны, полиэфиры, силиконы и др.). Применимость методов механической обработки различается между двумя данными категориями пластиков.

К основным методам механической обработки пластиков относятся:

• Токарная обработка
• Сверление
• Фрезеровка
• Шлифовка

Токарная обработка пластиков

В качестве общего желательного параметра при резке пластиков следует выделить необходимость образования непрерывной стружки, что позволяет эффективность отводить теплоту и не допускать перегрева обрабатываемой детали.

Резка реактопластов обычно характеризуется очень узким диапазоном оптимальных условий резки. Для резки полиэфиров было показано, что угол подачи должен быть близким к нулевому и при этом для образования непрерывной стружки должна быть обеспечена глубина реза менее 0.02мм.

Для резки термопластов показано, что допустимый диапазон технических параметров может быть существенно шире. Однако, если требования к точности обработки очень высоки, необходимо подбирать оптимальный угол подачи, при котором достигается нулевое усилие по нормали к поверхности.

Сверление пластиков

Реактопласты более тяжело поддаются сверлению из-за склонности к набуханию и образованию трещин, поэтому для реактопластов условия сверления должны быть подобраны более тщательно. Трещины при этом могут образовываться как на входном, так и на  выходном отверстии. Наиболее важным параметром является скорость подачи, при увеличении которой риски появления дефектов возрастает. Также более вероятно появление трещин при увеличении угла сверла (для менее острого угла на конце сверла). Стандартным способом борьбы с трещинами при сверлении реактопластов является обработка при повышенной температуре (обычно 50-70 градусов), при которой риск образования дефектов существенно снижается даже при высоких подачах.

В случае с термопластами наибольшим риском является риск локального перегрева. В этом процессе обязательным является быстрое удаление стружки, в ином случае они остаются на канавках сверла и перегреваются. Для борьбы с этим существует два основных подхода: во-первых используются дрели с полированными канавками с малым углом спирали, во-вторых, сверление может быть реализовано путем ручной подачи. Также может быть применен охладитель, однако выбор охладителя должен быть проведен с осторожностью, в зависимости от типа пластика. К примеру, при использовании углеводородов в качестве охладителя для сверления полистирола в материале возникают очень сильные трещины.

Фрезеровка пластиков

Фрезерная обработка является стандартным способом обработки термопластов, для реактопластов применяется относительно редко (фрезеровка на ЧПУ станках применима для обработки армированных реактопластов – однако это выходит за рамки данной статьи и будет освещено отдельно).

К фрезеровке термопластов есть ряд общих требований, которые повышают качество получаемого изделия:

• Достаточно высокая скорость инструмента
• Применение остро заточенного инструмента
• Закрепление детали и ее фиксация на основании, чтобы избежать ее отгиба от фрезы.

Фрезерная обработка пластиков очень часто необходима в случае, если после формования существует необходимость обрезки облоя, либо технологического припуска. Или же в случае, если допуски на отверстия, либо на вырезы и аналогичные элементы высоки. Зачастую, фрезеровку пластиков выполняют в специальных ложементах, так как жесткость пластиковых деталей часто бывает недостаточной для прямой фрезеровки.

Шлифовка пластиков

Для реактопластов шлифовка является стандартно применяемой операцией, однако различные смолы требуют существенно отличающихся условий шлифовки, к которым относятся: тип абразива, зернистость абразива, применение охладителя и др. К примеру, для шлифовки эпоксидов в литературе были рекомендованы следующие условия: абразив тип А (оксид алюминия), зернистость 800, связка тип V (стеклообразная), тип колеса J (среднее), структура колеса 5 (низкая пористость), вода в качестве охладителя.

Шлифовка термопластов достаточно затруднена в связи с возможностью расплавления материала и загрязнения поверхности абразива. В связи с этим, предпочтительно шлифовать термопласты с применением абразива с промежутками между зернами, крупной зернистости, с применением избытка охладителя. В целом, чем более твердый материал, тем более тонкий абразив может быть применен для шлифовки.