การเจาะคืออะไร?

สำหรับการเจาะบนแผ่นอะคริลิก อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยกำลัง-ที่มีขายทั่วไปนั้นเหมาะสม ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงสว่านมือแบบพกพา เครื่องเจาะแบบตั้งโต๊ะ เครื่องกลึง เครื่องเจาะแบบหลาย-สปินเดิลอัตโนมัติ เราเตอร์ CNC และแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์

ตลาดมีดอกสว่านหลายแบบที่ออกแบบมาสำหรับวัสดุพลาสติกโดยเฉพาะ โดยทั่วไปดอกสว่านเหล่านี้จะทำจาก-เหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS), โคบอลต์อัลลอยด์, คาร์ไบด์- HSS ปลายแหลม หรือโซลิดคาร์ไบด์ นอกจากนี้ ดอกสว่านเกลียว HSS สำหรับงานโลหะมาตรฐาน-ยังสามารถใช้กับวัสดุอะคริลิกได้โดยมีการปรับเปลี่ยนอย่างเหมาะสม

ดอกสว่านเจาะโลหะมาตรฐาน-ได้รับการออกแบบมาให้ตัดโลหะได้อย่างแข็งขันโดยใช้การป้อนที่รุนแรง หากใช้กับวัสดุอะคริลิกโดยไม่มีการดัดแปลงใดๆ บิตเหล่านี้จะทำให้เกิดการบิ่น รอยบาก และความเสียหายอื่นๆ ต่อแผ่น ดังนั้น บิตเหล่านี้จะต้องบดใหม่เพื่อแปรรูปพลาสติกในลักษณะ "การขูด" แทนที่จะเป็น "การตัดแบบคม" เพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุถูกเจาะทะลุ

เมื่อปรับใช้ดอกสว่านเกลียวโลหะมาตรฐานสำหรับการแปรรูปพลาสติก จะต้องพิจารณาประเด็นหลักสามประการ:

Point Angle

มุมปลายของดอกสว่านมาตรฐานโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 118 องศาถึง 130 องศา มุมปลายนี้ต้องกราวด์เป็น 60 องศาถึง 90 องศา ช่วยให้ดอกสว่านเข้าและออกจากแผ่นอะคริลิกได้อย่างราบรื่น จึงป้องกันการบิ่นของขอบ มุมแหลมที่ใหญ่ขึ้น (เช่น เกิน 90 องศา ) มักทำให้เกิดการแตกร้าวและระเบิด-เมื่อดอกสว่านหลุดออกจากแผ่น

สำหรับการเจาะแผ่นอะคริลิกส่วนใหญ่ แนะนำให้ใช้ดอกสว่านทำมุม 90 องศา มุมปลาย 90 องศาจะทำให้เศษมีขนาดเล็กลงซึ่งง่ายต่อการอพยพ ซึ่งช่วยลดการหลอมละลายของวัสดุและปรับปรุงคุณภาพของรู ต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษระหว่างเข้าและออก ดอกสว่านที่มีมุมปลายแหลม 60 องศาก็มักใช้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1/2 นิ้วขึ้นไป

คมตัดจะต้องกราวด์ให้เรียบเพื่อรักษามุมคายระหว่าง 0 องศาถึง 4 องศา คมตัดที่ได้รับการปรับเปลี่ยนในลักษณะนี้จะ "ขูด" อะคริลิกมากกว่า "สิ่ว"

Rake Angle

พื้นผิวด้านหลังคมตัดจะต้องกราวด์เพื่อให้มีมุมหลบ 12 องศาถึง 15 องศา ระยะห่างด้านหลังนี้จะช่วยลดพื้นที่สัมผัสระหว่างโลหะและพลาสติก จึงช่วยลดการสะสมความร้อน โดยทั่วไปการปรับเปลี่ยนนี้จะเป็นมาตรฐานสำหรับสว่านเกลียวคุณภาพสูง-

Clearance Angle / Back Relief

มุมเกลียวของดอกสว่านคือมุมระหว่างคมตัดกับเส้นแนวตั้งตามแนวกึ่งกลางของดอกสว่าน ดอกสว่านที่มีมุมเกลียวปานกลางช่วยให้การคายเศษสะดวก ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้กับการเจาะพลาสติก มุมเกลียวที่เล็กเกินไปจะขัดขวางการคายเศษและเพิ่มความเสี่ยงในการหลอมละลาย มุมเกลียวที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจทำให้เกิดการแตกร้าวที่ขอบรู มุมเกลียวที่แนะนำโดยทั่วไปคือ 15 องศาถึง 30 องศา

Helix Angle

รูปทรงของดอกสว่านมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพของรู เนื่องจากส่งผลโดยตรงต่อขนาดเศษและประสิทธิภาพการคายเศษ ดอกสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นและดอกสว่านที่มีมุมแหลมเล็กกว่าจะทำให้เกิดเศษที่ใหญ่ขึ้น หากความลึกของรู (H) น้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน (D) ก็สามารถคายเศษขนาดใหญ่ออกได้อย่างง่ายดาย เมื่อความลึกของรูเพิ่มขึ้น (เช่น H > D) การคายเศษขนาดใหญ่จะกลายเป็นเรื่องยากเนื่องจากมีระยะห่างระหว่างดอกสว่านกับผนังรูน้อยมาก การเพิ่มมุมจุดของดอกสว่านสามารถลดขนาดเศษได้ จึงช่วยให้การคายเศษสะดวกขึ้น อย่างไรก็ตาม ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว หากมุมของจุดใหญ่เกินไป (มากกว่า 90 องศา ) ดอกสว่านอาจทำให้เกิดการเป่า-และบิ่นเมื่อออกจากอะคริลิก

เมื่อดำเนินการขุดเจาะ ต้องแน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามคำแนะนำด้านความปลอดภัยของผู้ผลิตอุปกรณ์และวัสดุ

เมื่อเจาะแผ่นอะคริลิก ความร้อนจำนวนมากจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากมีระยะห่างระหว่างดอกสว่านและผนังรูน้อยมาก บวกกับการคายเศษที่ยากลำบาก นอกจากนี้ ค่าการนำความร้อนที่ค่อนข้างต่ำของอะคริลิกและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงทำให้วัสดุขยายตัว ส่งผลให้แรงเสียดทานรุนแรงขึ้นอีก หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่มีการควบคุม ปัจจัยเหล่านี้อาจทำให้วัสดุละลายและการยึดเกาะ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของรู ดังนั้นการลดความร้อนที่เกิดขึ้นและการขจัดเศษออกอย่างรวดเร็วจึงเป็นสิ่งสำคัญ

ควรยึดชิ้นงานเข้ากับโต๊ะทำงานให้แน่น แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือใช้แผ่นอะคริลิก แผ่นเทอร์โมพลาสติกอื่นๆ หรือแผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) - อีกแผ่นหนึ่งเป็นแผ่นรองหลัง เพื่อให้ดอกสว่านเจาะวัสดุแข็งต่อไปได้ในขณะที่เจาะพื้นผิวด้านล่าง ซึ่งจะช่วยป้องกันการบิ่นของพื้นผิวด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อเริ่มการเคลื่อนที่ของการเจาะ ควรใช้อัตราการป้อนที่ช้าลงเพื่อให้ดอกสว่านเข้าสู่วัสดุได้อย่างราบรื่น เมื่อดอกสว่านกำลังจะออกจากพื้นผิวด้านล่าง ควรลดอัตราการป้อนลงด้วยเพื่อป้องกันการบิ่นของคมตัด

สภาพการเจาะที่เหมาะสมคือการรวมกันของความเร็วสปินเดิล (RPM) และอัตราการป้อน (IPM) โดยทั่วไปจะใช้พารามิเตอร์สองตัวต่อไปนี้เพื่อกำหนดเงื่อนไขเหล่านี้:

SFM (ฟุตพื้นผิวต่อนาที): ความเร็วที่คมตัดของดอกสว่านกระทบกับวัสดุ

IPR (นิ้วต่อการปฏิวัติ): ปริมาณวัสดุที่ดึงออกต่อรอบของดอกสว่าน หรือที่เรียกว่าโหลดของเศษ

แม้ว่าจะไม่สามารถตั้งค่า SFM และ IPR บนอุปกรณ์เจาะด้วยมือได้โดยตรง แต่ก็สามารถใช้เพื่อกำหนดความเร็วของสปินเดิล (RPM, รอบต่อนาที) และอัตราการป้อน (IPM, นิ้วต่อนาที) หากกำหนดค่า SFM และ IPR ที่เหมาะสมที่สุดแล้ว คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อกำหนดการตั้งค่าอุปกรณ์ได้:

Recommended Drilling Conditions

สำหรับการเจาะอะคริลิก ค่า SFM และ IPR ที่แนะนำจะแสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

เส้นผ่านศูนย์กลางการเจาะ (นิ้ว)	SFM (เท้าพื้นผิว/นาที)	IPR (นิ้ว/รอบ)
1/16	20 - 160	0.001
1/8	20 - 160	0.002
1/4	20 - 160	0.004
3/8	20 - 160	0.006
1/2	30 - 90	0.008
3/4	30 - 90	0.010
มากกว่าหรือเท่ากับ 1	30 - 90	0.012 - 0.015

Charts showing larger diameter drill bits require lower SFM

ดังที่แสดงในตารางด้านบน ดอกสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นต้องใช้ SFM ที่ต่ำกว่า เพื่อให้แน่ใจว่าการเจาะจะราบรื่นและปราศจากการสั่นสะเทือน- เนื่องจากดอกสว่านขนาดใหญ่จะคว้าวัสดุได้ง่ายขึ้น ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว อัตราป้อนจะต้องลดลงเพื่อป้องกันการบิ่นของคมตัด ในขณะที่ความเร็วของสปินเดิลจะต้องลดลงเพื่อป้องกันการหลอมละลายของวัสดุ

สำหรับกรณีที่ H > D ควรใช้ "การเจาะแบบจิก"-นั่นคือ การเจาะเป็นเซกเมนต์และถอนดอกสว่านออกจากวัสดุเป็นระยะๆ เพื่อกำจัดเศษ

การเจาะด้วยมือควรใช้ความเร็วและอัตราการป้อนต่ำกว่าการเจาะอัตโนมัติหรือ CNC เมื่อพิจารณาเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน ความหนาของวัสดุ และความสามารถในการทำความเย็น การเจาะรูลึกควรใช้การเจาะแบบจิกเพื่อลดการหลอมละลาย เนื่องจากการเจาะด้วยมือทำให้การควบคุมอัตราป้อนที่แม่นยำทำได้ยาก หลังจากกำหนด RPM ที่ถูกต้องแล้ว ผิวสำเร็จของรูสามารถใช้เป็นแนวทางสำหรับอัตราการป้อนได้ หากเศษวัสดุ อัตราป้อนเร็วเกินไปและต้องลดลง หากวัสดุละลาย แสดงว่าอัตราการป้อนช้าเกินไป (ทำให้เกิดความร้อนจากการเสียดสี) หรือ RPM สูงเกินไป และต้องทำการปรับเปลี่ยน

รูปร่างของเศษที่เกิดขึ้นระหว่างการเจาะสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการตัดสินเงื่อนไขการเจาะได้:

เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุด: พื้นผิวรูเรียบ เศษปรากฏเป็นริบบอนเรียบต่อเนื่อง

อัตราป้อนสูงเกินไปหรือ RPM ต่ำเกินไป: เศษมีลักษณะเป็นแป้งและไม่ต่อเนื่อง การตัดไม่สม่ำเสมอ

อัตราป้อนต่ำเกินไปหรือ RPM สูงเกินไป: เศษจะละลายและจับกันเป็นก้อน ผนังรูมีรอยหลอมละลาย

เมื่อสภาวะเอื้ออำนวย ควรใช้น้ำยาหล่อเย็นด้วยอากาศหรือของเหลวทุกครั้งที่เป็นไปได้ สารหล่อเย็นสามารถลดความร้อนที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยปรับปรุงคุณภาพของรูเจาะ ที่ความลึกและขนาดรูที่เฉพาะเจาะจง น้ำหล่อเย็นเป็นวิธีที่จำเป็นในการป้องกันการหลอมละลาย

กฎทั่วไป: When hole depth (H) exceeds drill bit diameter (D) (e.g., when D=0.250", coolant should be used if H>0.250") หรือเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางรูมากกว่าหรือเท่ากับ 1/2 นิ้ว (D มากกว่าหรือเท่ากับ 1/2") ควรใช้น้ำหล่อเย็น

ทางเลือก: ปืนลมเย็นให้ความเย็นที่ดีและสะอาดกว่าการใช้งาน อย่างไรก็ตาม น้ำยาหล่อเย็นจะให้การระบายความร้อนที่แรงกว่า เนื่องจากของเหลวสามารถไหลไปตามดอกสว่านจนถึงความลึกของรู ส่งผลให้ได้ผิวสำเร็จของรูดีขึ้น สามารถใช้น้ำ น้ำมันก๊าด น้ำมันแร่ หรือตัวทำละลายอื่นๆ ที่เข้ากันได้ทั้งหมด

สำหรับรูที่อาจรับแรงของสกรูหรือโบลท์ ควรใช้เครื่องมือเคาเตอร์ซิงค์ในการลบคม ดอกเคาเตอร์ซิงค์แบบศูนย์-เหมาะมากสำหรับการเคาเตอร์ซิงค์และลบคมบนแผ่นอะคริลิก หากไม่มีเครื่องมือดอกเคาเตอร์ซิงค์ คุณสามารถใช้ดอกสว่านที่มีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางรูเพื่อลบคมขอบหยาบที่ด้านทางออกของรูได้ (ด้านที่ดอกสว่านหลุดออกจากแผ่น)

การเจาะแผงวงจรเป็นกรณีพิเศษ โดยใช้เครื่องจักรอัตโนมัติในการเจาะรูเล็กๆ หลายพันรูด้วยความเร็วสูงมาก ต้องใช้ดอกสว่านที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ อัตราป้อนและ RPM ที่แนะนำสามารถอ้างอิงได้จากแผนภูมิที่เกี่ยวข้อง

Circuit board drilling feed rate and RPM recommendation charts

หากต้องการเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 1 นิ้ว (25.4 มม.) ในแผ่นอะคริลิก คุณสามารถใช้เครื่องตัดวงกลมได้ นอกจากนี้ ยังต้องปรับเปลี่ยนเครื่องมือให้เหมาะกับลักษณะของวัสดุอะคริลิกด้วย: ปลายตัดจะต้องแปรรูปอะคริลิกในลักษณะขูดมากกว่าการสกัด

เพื่อผลลัพธ์การตัดที่เหมาะสมที่สุด โปรดปฏิบัติตามคำแนะนำเหล่านี้:

เครื่องตัดวงกลมและเครื่องมือตัดจะต้องได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา

ความยาวส่วนต่อขยายของเครื่องมือตัดต้องถึงความลึกของการตัดที่ต้องการเท่านั้น

แผ่นอะคริลิกต้องได้รับการรองรับและยึดอย่างเพียงพอเพื่อป้องกันการโค้งงอหรือการสั่นสะเทือนระหว่างการตัด

ควรวางวัสดุไว้ใกล้กับเครื่องมือมากที่สุดเพื่อลดระยะการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ

ความเร็วแกนหมุนที่แนะนำคือระหว่าง 400-600 รอบต่อนาที

อัตราป้อนที่ช้าและสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการได้รูที่สะอาดและเรียบเนียน

เมื่อรูเสร็จสมบูรณ์และ "ปลั๊กตรงกลาง" หลุดออกมา วิธีที่ดีที่สุดคือปิดแท่นเจาะโดยไม่ต้องถอดเครื่องมือออก เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องมือทำให้รูบิ่นระหว่างการดึงออก

แนะนำให้ใช้ละอองน้ำเล็กน้อยในการทำความเย็นเพื่อให้เครื่องมือและพลาสติกมีอุณหภูมิต่ำ และยังทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นในการตัดอีกด้วย

บันทึก: ควรใช้เครื่องตัดวงกลมกับเครื่องเจาะแบบตั้งโต๊ะเท่านั้น และต้องยึดแผ่นอะคริลิกเข้ากับโต๊ะทำงานของเครื่องอย่างแน่นหนา เครื่องเจาะให้แรงกดสม่ำเสมอและตำแหน่งคงที่ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเจาะรูคุณภาพสูง-อย่างปลอดภัย อย่าพยายามใช้เครื่องตัดวงกลมกับสว่านมือถือ

ส่วนก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับการผลิตแบบควบคุมและการใช้งานในโรงงานเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม บางครั้งการเจาะจะต้องดำเนินการในภาคสนาม (เช่น ที่ไซต์ก่อสร้าง) ซึ่งการควบคุมความเร็วและป้อนที่แม่นยำนั้นมีจำกัด ในกรณีเช่นนี้ คำแนะนำดอกสว่านต่อไปนี้อาจเป็นประโยชน์

รูปทรงของดอกสว่านหลายแบบที่สามารถใช้งานได้สำเร็จมีอธิบายไว้ด้านล่างนี้ แม้ว่ารูปทรงเหล่านี้ส่วนใหญ่จะไม่สามารถทำให้พื้นผิวเรียบบนเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของรูได้ ดอกสว่านเหล่านี้ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการรองรับแผ่นรองและการระบายความร้อนที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้

จอบบิต (1-1/2" ถึง 2"): ใช้การออกแบบขั้นสูง เช่น ชนิดที่มีจุดหมุนขอบด้านนอก ซึ่งช่วยในการจัดแนวและให้การแตกที่ราบรื่นเมื่อดอกสว่านออกจากวัสดุ

บิตแบรดพอยท์ (1/8" ถึง 1"): การออกแบบนี้คล้ายกับสว่านเกลียว แต่มีปลายและจุดหมุนที่ได้รับการปรับปรุงคล้ายกับดอกจอบ มีการออกแบบร่องเกลียวที่ช่วยดึงเศษออกมาได้ดีกว่าดอกจอบทั่วไป

ดอกสว่านขั้นบันได (1/8" ถึง 1/2"): สามารถใช้กับแผ่นที่มีความหนาสูงสุด 0.118" (3 มม.) เพื่อให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลางรูหลายรูด้วยดอกสว่านตัวเดียว การใช้งานต้องการการรองรับสูงสุดด้านหลังแผ่นเพื่อป้องกันการแตกร้าว

โฮลซอว์พร้อมดอกสว่านนำศูนย์ (3/4" ถึง 6"): จำเป็นต้องระบายความร้อนระหว่างการตัดเพื่อป้องกันการสะสมความเครียดภายในแผ่น พวกมันทำให้พื้นผิวด้านในของรูมีคุณภาพไม่ดี เหมาะสำหรับรูทางเดินหยาบสำหรับการติดตั้ง HVAC ประปา หรือสายไฟ

Hole center distance from edge and hole diameter to bolt diameter relationship diagram

เมื่อเจาะรูเพื่อรองรับตัวยึดจุดของแผ่นต้องปฏิบัติตามกฎสองข้อ:

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรู: เส้นผ่านศูนย์กลางรูโบลต์ควรมีอย่างน้อย 2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางโบลต์ ซึ่งจะช่วยให้มีช่องว่างเพียงพอสำหรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการขยายตัว/การหดตัวของความชื้น

ระยะขอบ: ระยะห่างจากศูนย์กลางรูถึงขอบแผ่นควรมีอย่างน้อย 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางรู