Szlifowanie tworzyw sztucznych wymaga poznania dokładnej specyfiki materiałów znajdujących się w tej grupie. Na tej podstawie dobiera się odpowiednie materiały ścierne i parametry obróbki.
Tworzywa sztuczne i ich podstawowe rodzaje
Tworzywa sztuczne to materiały o dużej masie cząsteczkowej, złożone z powtarzających się jednostek zwanych merami. Dlatego nazywane są polimerami. Mogą być sztuczne lub syntetyczne, czyli wytworzone przez człowieka. Najlepiej ich właściwości oddaje nazwa „tworzywa polimerowe”. W języku potocznym przyjęło się jednak od starogreckiego plastikos (dający się formować) nazywać je plastikami, gdyż można je łatwo kształtować.
W literaturze fachowej wyróżnia się wiele rodzajów tworzyw polimerowych, korzystając z różnych kryteriów ich podziału. Gdy weźmie się pod uwagę ich skład chemiczny, mówi się o poliolefinach (PE, PP), polichlorku winylu (PVC), polistyrenie (PS) i tworzywach styrenowych (ABS, SAN), poliamidach (PA), poliestrach (np. PET), poliuretanach (PU). Z kolei gdy uwzględni się ich właściwości mechaniczne i topliwość, wyróżnia się: duroplasty (tworzywa nietopliwe, twarde i mające wysoką odporność mechaniczną), termoplasty (o mniejszej twardości w porównaniu do duroplastów, plastyczne i łatwo topliwe) oraz elastomery (miękkie i sprężyste).
Ważną cechą tworzyw polimerowych jest ich łatwa modyfikowalność przez dodanie odpowiednich substancji chemicznych lub łączenie z innymi materiałami polimerowymi. Przykładem takich tworzyw są popularne obecnie kompozyty o bardzo różnych właściwościach.
Podatność tworzyw polimerowych na obróbkę skrawaniem
Teoretycznie w porównaniu z metalami tworzywa polimerowe można uznać za bardzo łatwo skrawalne. Jednakże, jak praktyka pokazuje, ich obróbka skrawaniem, aby przebiegała prawidłowo, wymaga spełnienia wielu warunków. Np. duroplasty i termoplasty, które mają względnie niską temperaturę topnienia, wymagają zimnego skrawania, gdyż łatwo ulegają odbarwieniu i deformacji cieplnej. Z kolei niektóre kompozytowe materiały wykazują dużą abrazyjność, a więc wymagają odpowiednich, specjalistycznych narzędzi odpornych na ścieranie. W literaturze przedmiotu przyjmuje się, że dla prawidłowej obróbki skrawaniem tworzyw polimerowych, należy spełnić następujące podstawowe warunki:
• ostrza narzędzi muszą być zawsze ostre;
• kąt przyłożenia powinien być duży, gdyż zmniejsza to tarcie;
• wióry powinny być szybko odprowadzane ze strefy obróbki, aby zapobiec kumulacji ciepła;
• ile to możliwe, należy stosować środki chłodzące w postaci chłodziw syntetycznych, wody czy sprężonego powietrza.
Obróbka szlifierska tworzyw sztucznych
Jak łatwo zauważyć, szlifowanie tworzyw sztucznych musi być zgodne z ogólnymi warunkami skrawania tych materiałów. Dlatego na ziarno ścierne narzędzi przeznaczonych do obróbki tworzyw polimerowych wybiera się węglik krzemu. Jest to materiał bardzo twardy i mało ciągliwy, o dużej kruchości oraz ostrych krawędziach, który podczas szlifowana nie ulega stępieniu ani zalepieniu wiórami. Co ważne, materiał ten można stosować zarówno do szlifowania duroplastów i termoplastów, jak też abrazyjnych materiałów kompozytowych.
Aby zagwarantować odpowiednie odprowadzanie ciepła, materiał ścierny wykorzystywany w mechanicznej obróbce powinien mieć nasyp półotwarty lub otwarty. Dobrze jest, gdy umożliwia też szlifowanie tworzyw sztucznych z wykorzystaniem chłodzenia cieczą, np. wodą.
Inaczej nieco kwestia szlifowania tworzyw sztucznych przedstawia się w przypadku ich ręcznej obróbki. Ponieważ stosowane w niej posuwy nie są duże, można w takim szlifowaniu wykorzystać materiały ścierne z nasypami pełnymi z ziarna węglika krzemu. Przykładem takich narzędzi są popularna gąbka ścierna, np. Klingspor SW 502 B, i klocek ścierny, np. SFK 655. Gąbka jest 2-stronna i dzięki swojej dużej elastyczności nadaje się do szlifowania elementów profilowanych; zaś klocek, mający 6 powierzchni roboczych, to doskonałe narzędzie do szlifowania krawędzi, gratowania i usuwania nadlewek w elementach z tworzyw sztucznych. Oba narzędzia umożliwiają zastosowanie chłodzenia wodnego i można je też łatwo wyczyścić z użyciem wody.