Pemesinan Akrilik vs Polikarbonat:Perbedaan Utama dan Pemilihan Bahan yang Tepat

Diterbitkan pada 16 November 2022

Sebelumnya dipublikasikan di fastradius.com pada 16 November 2022

Akrilik, juga dikenal sebagai kaca plexiglass atau polimetil metakrilat (PMMA), dan polikarbonat, keduanya merupakan plastik ringan dan transparan yang cocok untuk pembuatan komponen melalui pemesinan CNC. Akrilik dikenal karena kekuatan dan transparansinya, menjadikannya alternatif yang sangat baik untuk kaca standar, sedangkan polikarbonat sangat kuat dan tahan benturan, sehingga ideal untuk aplikasi yang memerlukan kejernihan serta peningkatan daya tahan, seperti kaca pengaman.

Meskipun akrilik dan polikarbonat serupa dalam banyak hal, ada beberapa perbedaan penting antara kedua bahan umum ini yang dapat membuat bahan yang satu lebih cocok untuk aplikasi tertentu dibandingkan yang lain, atau berdampak pada proses pemesinan sehingga menghasilkan waktu dan biaya yang lebih lama. Dalam artikel ini, kami akan membahas apa yang perlu Anda ketahui tentang pemesinan akrilik dan polikarbonat sehingga Anda dapat memilih opsi manufaktur terbaik untuk proyek Anda dan membuat desain yang sesuai dengan bahan yang Anda pilih.

Pemesinan Akrilik dan Polikarbonat:Yang Perlu Anda Ketahui

Dalam hal pemesinan akrilik, akrilik cor seringkali merupakan pilihan yang lebih baik daripada akrilik ekstrusi, karena akrilik ekstrusi lebih cenderung retak atau terkelupas selama proses pemesinan. Artinya, strategi jalur alat terkadang memerlukan pemilihan yang cermat untuk menghindari terkelupasnya bagian tersebut. Selain itu, karena akrilik tidak terlalu tahan panas, maka perlu menggunakan alat pemotong yang tajam untuk mendapatkan permukaan akhir yang halus. Titik leleh akrilik yang rendah berarti perlu menggunakan laju gerak makan yang lebih rendah dibandingkan plastik lainnya selama pemesinan, karena laju gerak makan yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak gesekan dan panas, dan berpotensi merusak bagian Anda. Jika perlu, akrilik dapat disimpan dalam freezer sebelum dikerjakan untuk memastikan akrilik tetap sedingin mungkin.

Dengan ketangguhan dan ketahanan terhadap benturan, polikarbonat lebih baik untuk pemesinan dan sangat cocok untuk penggilingan CNC. Namun, saat melakukan pemesinan polikarbonat, ketajaman alat pemotong tetap penting, karena lembaran polikarbonat dapat meleleh jika terlalu banyak panas yang dihasilkan selama proses pemesinan. Karena polikarbonat lebih kecil kemungkinannya untuk pecah dibandingkan akrilik, polikarbonat cenderung lebih mudah dikerjakan dan memungkinkan penggunaan strategi jalur perkakas yang lebih standar. Selain itu, karena terdapat rentang kerja suhu yang lebih tinggi, strategi yang lebih agresif dapat digunakan dengan peluang menimbulkan masalah yang lebih kecil, sehingga berpotensi menghemat waktu dan uang.

Aplikasi untuk Akrilik dan Polikarbonat

Akrilik dan polikarbonat keduanya ringan, dapat dikerjakan dengan mesin, dan memiliki karakteristik unik sehingga cocok untuk berbagai aplikasi di berbagai industri.

Akrilik adalah bahan yang populer dalam industri otomotif, konstruksi, dan ruang angkasa, dan sering digunakan untuk benda-benda seperti kotak kering, lensa, pelindung radiasi, dan desikator. Selain itu, transparansi, kekuatan, dan ketahanan terhadap benturan yang tinggi menjadikannya alternatif yang bagus untuk kaca, dan Anda biasanya dapat menemukannya digunakan di rumah kaca, akuarium, terarium, penghalang keamanan, dan banyak lagi.

Seperti akrilik, polikarbonat populer di industri otomotif, ruang angkasa, dan konstruksi, namun ketahanannya terhadap panas dan stabilitas dimensi yang kuat membuatnya sangat populer di industri medis, karena komponen polikarbonat dapat bertahan dalam autoklaf terbatas dan sterilisasi iradiasi. Di antara aplikasi yang lebih umum, polikarbonat sering digunakan untuk tampilan ritel di tempat pembelian, pelindung wajah, fitur arsitektur, manifold bening, jendela antipeluru, dan banyak lagi.

Pro dan Kontra Menggunakan Akrilik untuk Komponen Anda

Akrilik menawarkan berbagai atribut positif, termasuk:

• Transparansi:  Akrilik dapat membiarkan hingga 92% cahaya melewatinya, membuatnya lebih transparan dibandingkan beberapa jenis kaca dan sebagian besar termoplastik lainnya. Bahan ini juga dapat diwarnai tanpa mengorbankan transparansinya, meskipun komponen akrilik yang lebih buram juga dapat dibuat.
• Kekuatan:  Akrilik jauh lebih kuat dan lebih tahan benturan dibandingkan kaca. Sebagian besar kualitas akrilik empat hingga delapan kali lebih kuat dari kaca.
• Resistensi lingkungan:  Akrilik secara alami tahan terhadap goresan, cuaca, dan radiasi UV, sehingga ideal untuk aplikasi luar ruangan.
• Resistensi kimia:  Akrilik tahan terhadap banyak bahan kimia, termasuk alkali, deterjen, pembersih, dan asam anorganik encer.
• Penyerapan kelembapan:  Akrilik memiliki daya serap kelembapan yang rendah, sehingga dapat mempertahankan dimensinya saat digunakan dalam aplikasi luar ruangan.
• Kompatibilitas dengan pelapis:  Komponen akrilik dapat dilapisi dengan lapisan antistatis, lapisan keras, atau lapisan non-silau untuk meningkatkan kualitas permukaan, memperpanjang masa pakai, dan memastikan memenuhi persyaratan tertentu.
• Keterjangkauan:  Terlepas dari kekuatan, daya tahan, dan kejernihannya, akrilik tetap relatif murah untuk diproduksi dan dikerjakan. Sebagai perbandingan, harga polikarbonat sekitar 35 – 40% lebih mahal.
• Warna:  Akrilik tersedia dalam berbagai warna.

Akrilik permesinan CNC bukannya tanpa kekurangan. Seperti disebutkan sebelumnya, akrilik lebih rentan retak dan terkelupas dibandingkan polikarbonat, dan sedikit lebih sulit untuk dikerjakan, karena akan kehilangan integritas strukturalnya dan mulai meleleh pada suhu di atas 160°C. Saat merancang komponen akrilik untuk pemesinan CNC, Anda harus mengingat titik leleh yang relatif rendah karena membuat material lebih rentan terhadap deformasi selama proses pembuatan. Untuk menghindari risiko meleleh, dan untuk mendapatkan permukaan akhir yang berkualitas, penggunaan laju pengumpanan dan kedalaman lintasan yang tepat sangatlah penting. Demikian pula, untuk mengurangi obrolan dan mendapatkan potongan berkualitas, komponen akrilik harus dikerjakan menggunakan perkakas dengan panjang seruling pendek dan kedalaman pemotongan kira-kira setengah diameter mata bor.

Tujuan penggunaan produk Anda juga akan menentukan apakah akrilik adalah pilihan terbaik untuk proyek Anda. Misalnya, biokompatibilitas ekstrim akrilik menjadikannya pilihan yang baik untuk implan tulang, gigi palsu, atau aplikasi kontak kulit lainnya; Demikian pula, ketahanannya terhadap cuaca, radiasi UV, dan goresan membuatnya cocok untuk komponen yang akan digunakan di luar ruangan. Di sisi lain, akrilik mungkin bukan pilihan terbaik untuk wadah makanan yang akan terkena lingkungan bersuhu tinggi, seperti mesin pencuci piring atau microwave, karena komponen akrilik hanya akan mempertahankan dimensinya hingga 149°F (65°C), yang kemudian akan mulai melunak. 

Pro dan Kontra Menggunakan Polikarbonat untuk Suku Cadang Anda

Keuntungan menggunakan polikarbonat antara lain:

• Transparansi:  Polikarbonat adalah termoplastik transparan alami yang dapat mentransmisikan cahaya sama efektifnya dengan kaca, sehingga ideal untuk lensa, penerangan, dan kaca antipeluru. Seperti akrilik, polikarbonat dapat diwarnai tanpa mengorbankan transparansinya.
• Variasi:  Ada beberapa formulasi polikarbonat di pasaran, termasuk varian isi kaca dan memenuhi standar FDA, sehingga kemungkinan besar Anda akan dapat menemukan formulasi yang memenuhi kebutuhan proyek Anda.
• Kekuatan dan ketahanan terhadap benturan:  Polikarbonat memiliki kekuatan tarik sekitar 200 kali lipat dari kaca, dan sangat tahan terhadap benturan. Oleh karena itu, bahan ini sering digunakan pada kaca antipeluru dan peralatan pelindung.
• Penyusutan dan stabilitas dimensi:  Polikarbonat akan mempertahankan dimensinya pada sebagian besar kondisi, dan memiliki tingkat penyusutan yang rendah, yaitu 0,6 – 0,9%.
• Resistensi lingkungan:  Polikarbonat secara alami tahan terhadap radiasi UV dan tahan terhadap berbagai tingkat kelembapan dan suhu yang berfluktuasi, sehingga menjadikannya bahan yang sangat baik untuk aplikasi luar ruangan dan kacamata.
• Resistensi kimia:  Polikarbonat tahan terhadap banyak bahan kimia, termasuk asam encer, minyak, lilin, hidrokarbon alifatik, alkohol, dan gemuk.
• Penyerapan kelembapan:  Polikarbonat memiliki daya serap air yang sedikit lebih rendah dibandingkan akrilik.
• Kompatibilitas dengan pelapis:  Seperti akrilik, komponen polikarbonat dapat dilapisi dengan lapisan antistatis, lapisan keras, dan non-silau. Polikarbonat juga kompatibel dengan lapisan UV dan antikabut.
• Kemampuan mesin yang tinggi:  Karena sangat tahan lama dan tahan terhadap panas, polikarbonat lebih mudah dikerjakan dibandingkan akrilik.

Meskipun polikarbonat memiliki banyak keunggulan, terdapat beberapa kelemahan menggunakan polikarbonat untuk proyek pemesinan CNC, termasuk biayanya yang tinggi dan kerentanannya terhadap penyok. Selain itu, karena polikarbonat mudah tergores, kemungkinan besar polikarbonat memerlukan penyelesaian akhir, yang diperumit oleh fakta bahwa hanya proses penyelesaian tertentu, seperti pemolesan dan pelapisan uap, yang dapat digunakan pada komponen polikarbonat.

Selain itu, penting untuk dicatat bahwa bagian polikarbonat juga rentan terhadap timbulnya lubang atau rongga di bagian yang lebih tebal. Untuk mencegah hal ini, yang terbaik adalah memecah elemen yang lebih tebal menjadi bagian yang lebih kecil dan lebih tipis untuk kemudian dirakit. Tip ini mudah diingat dengan mempertimbangkan biaya — mengerjakan bagian tebal dari satu blok polikarbonat biasanya akan lebih mahal dibandingkan mengerjakan bagian yang lebih kecil karena biaya bahan baku dan waktu pengerjaan.

Opsi Penyelesaian Akhir untuk Akrilik dan Polikarbonat

Ada beberapa opsi finishing yang tersedia untuk akrilik dan polikarbonat, termasuk beberapa opsi yang akan membantu komponen Anda terlihat dan terasa siap untuk aplikasi penggunaan akhir dan bahkan meningkatkan kejernihan:

• Penyelesaian dengan mesin:  Penyelesaian standar dan paling ekonomis, ‘as-machined’ atau ‘as-milled’ berarti tidak ada pasca-pemrosesan tambahan yang diterapkan pada komponen tersebut. Suku cadang yang dikerjakan dengan mesin memiliki penyelesaian dimensi yang ketat dan mungkin mewakili pilihan manufaktur yang lebih cepat dan terjangkau. Dalam beberapa kasus, komponen yang dikerjakan mungkin memiliki bekas, cacat, atau goresan pada permukaan alat yang kecil namun terlihat jelas.
• Peledakan manik:  Hasil akhir ekonomis yang menghasilkan tampilan seragam, bead blasting cenderung menghasilkan hasil akhir kusam atau satin dan efektif untuk menghilangkan bekas perkakas dan noda pada permukaan.
• Pemolesan uap: Opsi penyelesaian ini menggunakan uap pelarut untuk mengubah permukaan matte atau buram menjadi permukaan halus, kilap tinggi, atau jernih secara optik. Pemolesan uap sering digunakan pada bagian yang permukaannya kasar tidak dapat diterima atau yang kejernihannya sangat diutamakan. 

Dengan perawatan yang cukup selama proses pemotongan, permukaan mesin dari komponen akrilik dan polikarbonat biasanya akan tembus cahaya, namun bisa menjadi hampir buram jika bahannya meleleh. Jika terjadi pencairan, kekeruhan permukaan dapat diatasi dengan opsi pasca-pemrosesan seperti pemolesan uap. Namun, perlu dicatat bahwa penyelesaian akhir yang dikerjakan dengan mesin untuk komponen akrilik dan polikarbonat tidak akan jernih secara optik, meskipun kejernihan optik dapat diperoleh jika menggunakan perkakas berlian, namun hal ini harus diminta secara khusus selama proses penawaran, karena akan menambah biaya secara signifikan.

Intinya:Membandingkan Akrilik dan Polikarbonat untuk Pemesinan

Perhatian khusus harus diberikan pada desain yang menggunakan akrilik yang dikerjakan dengan mesin karena kemungkinan besar terjadinya retak akibat tekanan (stress cracking). Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan alat pemotong yang setajam silet agar akrilik tidak meleleh atau retak; pemotong berlian menghasilkan permukaan akhir terbaik, meskipun pemotong karbida jauh lebih terjangkau. Laju pengumpanan yang relatif cepat juga perlu digunakan untuk mencegah akrilik meleleh, namun perlu diingat bahwa pengumpanan yang terlalu cepat dapat menyebabkan tekanan pemotongan dan kerusakan yang ekstrem.

Meskipun polikarbonat umumnya lebih cocok untuk pemesinan karena kekakuan, ketangguhan, daya tahan, dan titik lelehnya yang lebih tinggi, kelemahannya adalah polikarbonat kurang transparan dibandingkan akrilik. Namun, jika Anda perlu membuat komponen dengan kegunaan khusus, seperti alat pelindung diri, kotak sekring, atau komponen besar dan keras, transparansi mungkin tidak menjadi masalah. Di sisi lain, jika Anda merancang produk yang mengutamakan transparansi, upaya ekstra untuk mengolah akrilik mungkin sepadan.

Menghidupkan Desain Bagian Anda dengan SyBridge

Memilih bahan yang cocok untuk proyek manufaktur Anda dapat menjadi penentu antara kesuksesan dan kegagalan. Meskipun kami telah menjelajahi sisi positif dan negatif dari akrilik dan polikarbonat, perlu diingat bahwa itu bukan satu-satunya pilihan Anda. Banyak material pemesinan CNC yang mungkin kompatibel dengan desain komponen Anda dan tujuan penerapannya, dan memilih material yang tepat bisa menjadi proses yang rumit. 

Untungnya, mitra manufaktur seperti SyBridge dapat mengurangi kompleksitas tersebut dan mengatasi tantangan yang dihadapi material tertentu. Selain membantu Anda memutuskan apakah akrilik, polikarbonat, atau bahan lainnya paling cocok untuk Anda, tim kami juga dapat menawarkan akses ke alat dan keahlian yang Anda perlukan untuk memastikan produksi berjalan semulus dan seefisien mungkin. Memulai proyek Anda sangatlah mudah:cukup buat akun dan unggah desain Anda untuk mendapatkan penawaran suku cadang secara instan. Atau, untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana kami dapat mewujudkan proyek Anda, hubungi kami sekarang.