在不到一個世紀的時間裡，塑膠因其低成本和通用的機械性能而佔領了製造業。其中，ABS 是最常用的熱塑性塑膠之一——無論是在原型產品還是最終產品中。
與大多數塑膠一樣，ABS 零件通常透過射出成型、吹塑成型或 3D印刷。然而，數控加工對於要求嚴格公差和精度的應用至關重要。儘管 ABS 是可加工的，但機械師經常會遇到翹曲和變形問題。 粗糙的表面處理 使用它時。
本文探討了 ABS 加工的關鍵方面，涵蓋了常見的挑戰和應對這些挑戰的最佳實踐。它提供了有關加工技術、表面處理方法以及生產高品質 ABS 零件的方法的見解。
ABS 成分：物理和機械性質
ABS 代表丙烯腈丁二烯苯乙烯。 它是一種由三種單體組成的熱塑性聚合物，在其名稱中提到。三種單體以不同的比例存在：15 – 35% 丙烯腈、5 – 30% 丁二烯和 40 – 60% 苯乙烯。
每一種單體都賦予其不同的特性。腈基是極性的，結合在一起，並賦予其更高的強度。丙烯腈賦予其耐化學性和硬度。丁二烯在低溫下具有抗衝擊性和延展性。而苯乙烯則是其整體閃亮前景的原因。
物理性質
ABS不透明，原色為白色或灰色。然而，可以添加顏料來給出任何顏色。它是一種非晶態塑料，因此沒有明顯的熔點。它在約 106°C 時轉變為玻璃態，並在 106°C 時開始。其熔化和分解溫度在 190 至 320°C 之間，取決於特定成分。與塑膠一樣，ABS 也更輕，密度在 1.00 至 1.2 g/cmXNUMX 之間3.
機械和化學性質
ABS 具有多種理想的性能，但對於製造商來說，關鍵的是強度、硬度、耐化學性和絕緣性。這些特性決定了其對各種應用的適用性，並凸顯了加工過程中的潛在挑戰。
ABS 是一種堅韌的塑膠。其硬度值在洛氏硬度上介於 68 至 118 之間。抗拉強度高達 65 Mpa。 ABS 還具有良好的耐化學性。它可以承受稀酸、鹼和油。然而，它容易受到丙酮和苯等芳香族溶劑的影響。最後，它是一個很好的絕緣體。
ABS 關鍵特性
| 密度 | 1.00 – 1.02 克/立方厘米 |
| 顏色 | 白/灰 |
| 熔點溫度 | 190-320度 |
| 硬度（洛氏 R） | 68 – 118 |
| 拉伸強度 (UTS) | 13 – 65 兆帕 |
| 導熱係數 | 0.150 – 0.200 瓦/米開爾克 |
ABS 是如何加工的：頂尖技術
除了吹塑、3D 列印和 FDM 之外，機械加工是 ABS 塑膠成型的主要製程之一。 CNC 加工有助於精確的材料去除，使其成為需要嚴格公差的功能原型的理想選擇。
以下列出了用於 ABS 的主要加工技術。
磨
磨 是一種減材加工工藝，其中切削工具可從實心 ABS 塊上去除材料以形成所需的形狀。它非常適合生產透過成型或 3D 列印難以實現的複雜幾何形狀、平坦表面、口袋、槽和複雜的 3D 輪廓。
開啟
開啟 在車床上進行，使用固定切削刀具對旋轉的 ABS 工件進行成形。此製程用於圓柱形和對稱零件，例如滾子和軸。
鑽孔
鑽孔是在 ABS 零件上為緊固件、佈線或流體通道打孔的主要方法。與金屬不同，如果鑽孔速度不正確或使用鈍鑽頭，ABS 等塑膠可能會產生毛邊、邊緣熔化或應力裂縫。
ABS 加工面臨的挑戰
與金屬相比，塑膠的加工相對容易。但塑膠仍面臨一系列挑戰。
表面粗糙度
與其他塑膠一樣，ABS 的加工可能會導致刮痕。原因之一是其無定形性質。當暴露於切削刀具、進給不當或刀具壓力過大時，其表面更容易出現微磨損。
失真
ABS 的導熱率較低，即加工過程中產生的熱量往往集中在局部區域。這種熱量積聚與 ABS 相對較低的熔點相結合，會導致材料軟化或變形，從而導致尺寸不準確。
此外，材料內的內應力可能在加工過程中釋放，導致零件翹曲或彎曲。
ABS 的表面處理選項
由於 ABS 容易出現工具痕跡和刮痕，適當的精加工技術有助於實現美觀並提高性能。 ABS 的常見拋光選項有：
加工後
這是 ABS 加工後的自然光潔度。表面保留可見的工具痕跡、切割線和潛在的粗糙紋理，這對於外觀不是優先考慮的內部組件來說可能是可以接受的。
噴珠
噴珠是將精細研磨介質（玻璃珠或塑膠珠）噴射到 ABS 表面上，以獲得均勻的霧面紋理。它是美學應用和抓握表面的理想選擇。
丙酮平滑
丙酮平滑是一種化學氣相處理，可在 ABS 上形成光滑、拋光的表面。 ABS 可溶於丙酮 - 受控的暴露會導致表面軟化和回流，從而消除細小刮痕。這種方法在 3D 列印中眾所周知，因為它可以去除這些層線。
金屬電鍍
ABS 可電鍍鉻、鎳或銅等金屬，以提高其機械強度、導電性和耐腐蝕性。在此過程中，表面經過導電塗層或蝕刻預處理，從而實現金屬黏附。
加工 ABS 塑膠的最佳實踐
加工 ABS 塑膠需要平衡切削效率、熱量控制和精度，以獲得高品質的零件。我們有一些建議可以幫助優化 ABS 的加工流程。
機械級 ABS
ABS 有不同的等級和成分，每種都適合特定的應用。對於機械加工，應使用機械級 ABS，因為它的配方具有更好的尺寸穩定性和更低的殘餘應力。
切割和夾緊安裝工具
避免夾緊壓力過大，因為 ABS 比金屬軟，在壓力下會變形。進行加工時，請使用鋒利的硬質合金或高速鋼 (HSS) 刀具，以最大限度地減少切割阻力並防止熔化。
標準粗加工立銑刀非常適合去除大塊材料。對於精加工作業，我們建議使用 2 刃或 4 刃銑刀。
最佳設計實踐
設計 ABS 零件時，請考慮工具的可及性、應力分佈和加工可行性。小型立銑刀和鑽頭對於精細細節是必要的，但過小的刀具會增加加工時間和刀具磨損。應保持最小立銑刀尺寸為 0.8 毫米（0.03 英吋），最小鑽頭尺寸為 0.5 毫米（0.02 英吋），以平衡精度。
壁厚是 ABS 加工的另一個關鍵因素。薄壁在切削力或振動的作用下可能會變形。保持最小壁厚 0.5 毫米以保持結構完整性。
為避免刀具偏斜，一般規則為：鑽孔深度不得超過鑽頭直徑的12倍。而立銑刀的深度不得超過其刀具直徑的10倍。
冷卻液的選擇
ABS 對酸水溶液具有化學耐受性，但對芳香族冷卻劑高度敏感，這會導致膨脹和變形。因此，請使用非芳香族水溶性冷卻劑，例如壓縮空氣和噴霧。
機械加工 ABS 的應用
事實上，塑膠在多個行業中都很常見，ABS 作為其中的一員，也同樣受到歡迎。下表說明了 ABS 機械加工零件的應用：
| 行業 | ABS 應用 |
|---|---|
| 汽車業 | 內裝、儀表板組件、感應器外殼、支架 |
| 顯示器與電子產品 | 外殼、開關外殼、絕緣部件 |
| Medical | 醫療設備外殼、診斷設備外殼、可消毒托盤 |
| 工業設備 | 機器防護裝置、輸送機零件、結構支撐 |
| 航太 | 主要是原型零件 |
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