LAVORAZIONE DELLA PLASTICA E MATERIALI COMPOSITI:l’importanza della scelta dell’utensile PLASTICS AND COMPOSITE PROCESSING: The Importance of Choosing the Right Tools

LAVORAZIONE DELLA PLASTICA E MATERIALI COMPOSITI:
l’importanza della scelta dell’utensile
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La lavorazione dei materiali plastici e compositi su centri di fresatura CNC, richiede un processo veloce ed efficiente, ideneo a garantire finiture di qualità.
Dopo la macchina, il fattore chiamato in causa è l’utensile, la cui scelta avviene spesso in modo poco accurato, con conseguenti problemi in fase di lavorazione.
Materiale, tipologia costruttiva, usura e caratteristiche di bloccaggio devono essere sempre ben valutati prima di procedere all’acquisto di un utensile.
La scelta del materiale dell'utensilie, le sue caratteristiche tecnologiche e costruttive sono fattori importanti poiché influenzano maggiormente il costo degli utensili oltre alle loro prestazioni.
L’acciaio super rapido, noto come HSS, è un materiale economico e comunque produttivo adatto alla fresatura di materiali plastici rigidi su centri di lavoro a controllo numerico. Tuttavia la sua durata non è paragonabile al carburo di tungsteno il quale consente soluzioni particolari ed  alternative nella versione con tagliente riportato.
Il carburo di tungsteno è un materiale denso e duro atto a  garantire buoni risultati su materiali fibrosi, per i quali le caratteristiche costruttive dell’utensile prevedono spesso la presenza di un rompitruciolo con forme classiche o forme avanzate tipo prismoidali,  adattati sulla lunghezza dei taglienti o delle eliche dei taglienti.
Gli utensili in carburo di tungsteno integrale vengono impiegati con successo per la lavorazione di gran parte  dei materiali  plastici e compositi e, a seconda della tecnologia costruttiva adottata, garantiscono durate ed avanzamenti importanti e finiture ottime.
Il diamante è una alternativa importante quando i risultati del carburo non sono più accettabili.
Parlando di caratteristiche costruttive, la giusta geometria dell’utensile influenza fortemente la produttività di un processo lavorativo. Il tipo d’elica e di angolo di taglio fanno la differenza fra una un utensile per lavorare materiali plastici e compositi  ed un utensile generico.
Uno dei maggiori problemi fresando i materiali avanzanti è l’evacuazione del truciolo che si può impastare o restare attaccato al pezzo in lavorazione. La geometria dell’utensile deve pertanto consentire una corretta asportazione del truciolo perché solo in questo modo, oltre ad evitare problemi, garantisce una finitura di qualità.
Un esempio è la lavorazione delle plastiche rigide ed dei materiali compositi:  questi, molto spesso,  richiedono utensili in carburo di tungsteno con taglienti diritti ed un numero di eliche e rompitruciolo non troppo aggressivi ed  in grado di consentire alte velocità di lavorazione.
Le plastiche fibrose necessitano invece la presenza di un numero elevato di taglienti sempre a forma elicoidale ed in carburo integrale.
I materiali acrilici solitamente sono lavorati dapprima con una lama al carburo con angolo negativo e, successivamente, con frese a finire a tre taglienti con asportazione verso l’alto.
Meno problematica è la lavorazione della plastica morbida la quale può essere lavorata con frese in carburo integrale e con un tagliente diritto o con spoglia minima. Per conseguire una buona durata dell’utensile è fondamentale che il tagliente sia affilato in modo corretto. Diversamente si presenta il problema della bruciatura che rende la fresa inutilizzabile.
Infine, ricordiamo che un' affilatura non corretta dell’utensile diminuisce la sua capacità di taglio a discapito del grado di finitura e durata.
L’esperienza è fondamentale e FAPIL, azienda bergamasca specialista nello studio e realizzazione di utensili per centri di lavoro a controllo numerico, la mette a disposizione della propria clientela con utensili ed accessori per processi di foratura e contornatura su materiali plastici e compositi.
Il vasto programma produttivo di FAPIL propone:

• Frese cilindriche in metallo duro integrale con forma elicoidale del tagliente adatte a materiale termoformato in genere, polystirene, ABS, PVC, acetato, gomma dura, metacrilato; soluzioni con angoli e spoglie particolari per la lavorazione del plexiglass e del policarbonato.
• Frese in metallo duro integrale con taglienti diritti per la lavorazione del nylon, PVC rigido, materiali acrilici e laminati;
• Frese in metallo duro integrale a forma prismatica positiva/negativa per la lavorazione delle fibre di vetro, SMC, fibre di carbonio.
• Frese per contornatura con diamante policristallino riportato adatte a materiali compositi, fibra di vetro, SMC, fibra di carbonio.
• Lame con codolo integrato in carburo di tungsteno riportato con taglienti alternati adatte ai processi di taglio su nylon, melanina, PVC rigido, materiali acrilici e laminati.
• Lame circolari per i processi di taglio per materiali compositi, laminati e plastici, da utilizzare con appropriati mandrini per il fissaggio sulle macchine CNC.
• Frese a naso di toro in metallo duro integrale o  coltelli intercambiabili; soluzioni per modelleria adatte a lavori 3D, scansioni ed esecuzione di gole, nei processi di finitura e contornatura consigliate per i materiali sintetici, plastici.
• Utensili per lavorazione di fresatura CNC del polistirolo di modelli (modelli per fonderia, modelli di progettazione ecc), sculture, decorazioni, imballaggi ed altro. Frese cilindriche HSC,frese cave per aspirazione polveri, frese
• per spianatura, inserti intercambiabili piatti, raggiati, toroidali e smussati, frese multidenti ed elicoidali.
• Frese ed utensili per lavorazione di paste indurite nei settori navali e modelleria.Frese per sculture, decorazioni, imballaggi. Frese ad inserti per scansioni, frese per grosse asportazioni, frese per spianatura, inserti intercambiabili piatti, raggiati, toroidali e smussati, frese per segnatura pezzi.
• Frese in HW integrale con fondo sferico, toroidale o inclinato per modelli di progettazione ed in legno.
• Portautensili standard e accessori per il fissagio degli utensili sulle macchine CNC

 E’ disponibile un  catalogo specifico per la lavorazione della plastica, che può essere sfogliato sul sito web aziendale www.fapil.it
 
PLASTICS AND COMPOSITE PROCESSING:
The Importance of Choosing the Right Tools
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The processing of plastic and composite materials on CNC milling centers requires a fast and efficient cutting work capable of guaranteeing quality finishes.
After the machine, the factor called into question is the tool, the choice of which is often made carelessly, leading to problems during the production.
Material, type of construction, wear, and clamping characteristics should always be well evaluated before purchasing a cutting tool.
The material selection as well as the technological and construction characteristics of a tools are important factors as they most influence its cost in addition to the performances.
High-speed steel, known as HSS, is an inexpensive and still productive material suitable for milling rigid plastic materials on CNC machining centers. However, its durability is not comparable to tungsten carbide, which allows for special and alternative solutions in the tipped cutting edge version.
Tungsten carbide is a dense hard material able to guarantee good results on fibrous materials, for which the tool design features often include a chipbreaker with classical shapes or advanced prismoidal-type design adapted to the length of the cutting edges or cutting edge helixes.
Tools made of solid tungsten carbide are successfully used for machining most plastic and composite materials and, depending on the construction technology adopted, provide for signifciant tool lives and feed rates, as well as excellent finishes.
Diamond is an important alternative when carbide results are no longer acceptable.
In terms of construction characteristics, the right tool geometry greatly influences the productivity of a machining process. The type of helix and the cutting angle make the difference between a tool for machining plastics and composites and a general purpose tool.
One of the biggest problems when it comes to mill advanced materials is the evacuation of chips that can knead or stick to the workpiece. Therefore, tool geometry must allow for a proper chip removal because this is the only way to ensure a quality finish, in addition to avoiding problems.
An example is the machining of rigid plastics and composite materials: these very often require tungsten carbide tools with non-agressive straight cutting edges and a low number of flutes and chipbreakers to grant high machining speeds.
Fibrous plastics, on the other hand, also require solid carbide spiral cutters but with a high number of cutting edges.
Acrylic materials usually are machined first by using a carbide blade with a negative angle, and then with finishing tools with three flutes and upward remova shape.
Less problematic is the machining of soft plastics, which can be worked with full carbide cutters and with a straight cutting edge or with minimal rake. In order to achieve a good tool life, it is essential that the cutting edge be sharpened properly. Otherwise, the problem of burning occurs, making the tool unusable.
Finally, remember that any improper sharpening of the tool decreases its cutting capacity at the expense of the degree of finish and durability.
Experience is essentiall, and the Bergamo-based company FAPIL specializing in the design and manufacture of tools for CNC machining centers, makes it available to its customers with tools and accessories for drilling and contouring processes on plastic and composite materials.
FAPIL's extensive production program offers:
- Cylindrical solid carbide milling cutters with helical cutting shape suitable for thermoformed materials in general, polystyrene, ABS, PVC, acetate, hard rubber, methacrylate; solutions with special angles and offsets for machining Plexiglass, and polycarbonate.
- Solid carbide cutters with straight cutting edges for machining nylon, rigid PVC, acrylic materials, and laminates;
- Solid carbide cutters with positive/negative prismatic shapes for machining glass fibers, SMC, carbon fibers.
- Contouring cutters with reported polycrystalline diamond suitable for composite materials, fiberglass, SMC, carbon fiber.
- Blades with tipped tungsten carbide cutting edges with alternate cutting edges suitable for cutting processes on nylon, melamine, rigid PVC, acrylic materials, and laminates.
- Circular saw blades for cutting processes for composite, laminated and plastic materials, to be used with appropriate chucks for the clamping on CNC router machines.
- Solid carbide bull nose cutters or interchangeable knives; modeling solutions suitable for 3D works, scanning and groove making, in finishing and contouring processes recommended for synthetics, plastics.
- Tools for CNC polystyrene milling machining of models (foundry models, design models, etc.), sculptures, decorations, packaging, and more. HSC cylindrical cutters,hollow cutters for dust extraction, cutters for face milling, flat, radius, toroidal and chamfered interchangeable inserts, multi-tooth and helical milling cutters.
- Cutters and tools for machining hardened pastes in the shipbuilding and modeling sectors.Cutters for sculpture, decoration, packaging. Insert milling cutters for scanning, milling cutters for large removals, face milling cutters, interchangeable flat, radius, toroidal and chamfered inserts, milling cutters for part marking.
- Solid carbide cutters with spherical, toroidal or slanted bottom for design models,  and wooden models.
- Standard toolholders and accessories for fixing tools on CNC machines.
 
A catalog specifically edited for plastic and composite machining is available and can be browsed on the company website www.fapil.it