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Die spanende Bearbeitung von Kunststoffen kommt vor allem bei folgendem in Frage:
. zur Nacharbeit bei Spritzguß,- Preß- und umgeformten Teilen
. bei der handwerklichen Verarbeitung zur Herstellung von Einzelstücken (Prototypen, Ersatzteilen)
. zur Vorbereitung von Schweißnähten im Apparatebau
. zum Zerschneiden von Halbzeug
Allgemein sind Kunststoffe nach allen gängigen Verfahren spanend bearbeitbar. Allerdings muß bezüglich Werkzeuggeometrie und Maschinenauslegung (Drehzahl, Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, usw.) auf die grundsätzlich anderen Eigenschaften der Kunststoffe gegenüber den Metallen geachtet werden. Diese Eigenschaften sind schlechte Wärmeleitung, große Wärmeausdehnung, kleinerer Elastizitätsmodul, gegebenenfalls niedrige Erweichungstemperatur, Rückdeformation starker Verschleiß der Werkzeuge durch Füllstoffe, Staubentwicklung bei Duroplasten und gegebenenfalls Freiwerden von Zersetzungsprodukten.
2.1. SCHNEIDEN, SÄGEN, TRENNEN
Beispiele:
. Zuschneiden von Tafeln auf der Schlagschere
. handwerkliches Sägen mit speziellen Sägeblättern für Kunststoffe
. maschinelles Sägen auf der Bandsäge mit speziellen Sägeblättern (je weicher der Kunststoff ist, um so größer ist die Zahnteilung)
Da die Schnitte verhältnismäßig rauh werden müssen sie gegebenenfalls nachbearbeitet werden. Bei der spanenden Bearbeitung von thermoplastischen Kunststoffen müssen die Bandgeschwindigkeiten so gewählt werden, daß im Sägespalt keine zu große Erwärmung und damit auch Klemmwirkung auftritt. Beim maschinellen Sägen auf der Kreissäge sind Sägeblätter mit hartmetallbestückten Zähnen und besonderem Schliff je nach dem zu trennendem Kunststoff angebracht.
Liegen besonders harte Werkstoffe bzw. Füllstoffe mit Wasserkühlung vor, so ist das Trennen mit Trennscheiben (Diamanttrennscheiben) zu empfehlen.
2.2. ABGRATEN, FEILEN, HOBELN
Beispiele:
. Abgraten mit Ziehklinge oder spezieller Kunststoffeile
. Feilen und Hobeln als handwerkliche Bearbeitung von einzelnen
Flächen mit Kunststoffeilen bzw. -hobeln, die große Spanrillen
aufweisen
. maschinelles Hobeln auf Hobelmaschinen mit üblichen Stählen für die Kunststoffbearbeitung
2.3. BOHREN, SENKEN
Der wichtigste Faktor ist, daß der Spiralbohrer einen Spanwinkel um 0° hat, damit eine schabende Wirkung ausgeübt wird.
Es können spezielle Bohrer für Kunststoffe mit steilerem Drall und kleinerem Spitzenwinkel eingesetzt werden. Es ist auch möglich neue scharfe geschliffene Bohrer für Stahl einzusetzen. Die Bohrer, die zum Einsatz kommen, müssen mindestens die Qualität eines HSS-Bohrers aufweisen. Werden harte oder gefüllte Kunststoffe bearbeitet sollten Bohrer mit Hartmetallschneiden verwendet werden. In Kunststoff gebohrte Löcher fallen im allgemeinen kleiner aus als dem entsprechenden Bohrdurchmesser. Beim Senken von Kunststoffen können nur spezielle, zylindrische Senker verwendet werden.
2.4. FRÄSEN
Es ist sowohl Gleichlauffräsen als auch Gegenlauffräsen möglich. Die verwendeten Fräsmaschinen sollten schnellaufend, also mit Schnittgeschwindigkeiten bis 2000m/min, sein. Es können aber auch schnellaufende Bohrmaschinen mit eingesetzten Fräsern verwendet werden. Fräser für Kunststoffe haben eine kleine Schneidenzahl und sind zweckmäßig mit Hartmetall bestückt. Je dünner das Werkstück ist, desto mehr sollte der Spanwinkel gegen 0° gehen, um ein Haken zu vermeiden. Wegen der starken Neigung zur "Bartbildung" am Werkstück sind die zu bearbeitenden Werkstücke an der Seite und im Fräserauslauf mit Beilagen aus gleichem oder ähnlichem Kunststoff zu spannen.
Zum Nutenfräsen können zweischneidige Fräsmesser verwendet werden, die man auch selbst herstellen kann.
2.5. DREHEN
Drehen ist ein sehr häufig verwendetes Verfahren sowohl in der Einzelfertigung als auch in der Serienfertigung. Bei der Automatenbearbeitung werden Drehen, Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Rändeln usw. kombiniert. Es sind schnellaufende Drehmaschinen, mit Schnittgeschwindigkeiten bis 500 m/min, erforderlich und sie sollten, wenn möglich eine Einrichtung zur Luftkühlung haben. Die Schneidengeometrie der Drehmeißel richtet sich nach den zu bearbeitenden Kunststoffen. Die Werkzeuge sollten aus HSS oder Hartmetallen sein. Der Vorschub ist so zu wählen, daß die Wärme weitgehend mit dem Span abgeführt werden kann. Der Spanwinkel liegt um 0°, zum Teil auch negativ, daß heißt, man erreicht eine schabende Wirkung. In Ausnahmefällen, bei weichen Thermoplasten, werden ein positiver Spanwinkel und Hohlkehle verwendet, damit ein sogenannter Fließspan entsteht, das heißt eine stetige Spanabfuhr aus dem Schneidenbereich gewährleistet ist.
2.6. SCHLEIFEN, POLIEREN
Schleifen wird insbesondere zum Einstellen genauer Maße bei Halbzeugschnitten oder Schweißnahtvorbereitungen angewandt. Bandschleifmaschinen mit Bändern verschiedener Körnung sind zweckmäßig. Je weicher ein zu bearbeitender Kunststoff ist, desto gröber muß die Körnung der Bänder sein, da sonst eine Neigung zum Schmieren und Aufschmelzen besteht. Die Staubabsaugung ist unbedingt erforderlich. Beim Arbeiten mit Schwingschleifern muß naß geschliffen werden.
Polieren kommt nur in Ausnahmefällen in Frage, zum Beispiel wenn eine geschliffenen Oberfläche noch mattes Aussehen hat. Polieren kommt hauptsächlich im Modellbau vor. Das Polieren erfolgt mit Filzscheiben und Poliermittelzusatz naß oder trocken. Bei Thermoplasten besteht dabei die Gefahr des Anschmelzens und Verschmierens.
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