Apa itu Pengeboran?

Untuk operasi pengeboran pada lembaran akrilik, peralatan bertenaga-yang tersedia secara komersial dapat digunakan. Hal ini mencakup, namun tidak terbatas pada, bor tangan portabel, mesin bor meja, mesin bubut, unit pengeboran multi-spindel otomatis, router CNC, dan pusat permesinan.

Pasar menawarkan berbagai mata bor yang dirancang khusus untuk bahan plastik. Mata bor ini biasanya terbuat dari-baja berkecepatan tinggi (HSS), paduan kobalt, HSS berujung karbida-, atau karbida padat. Selain itu, bor putar HSS yang berfungsi untuk logam-standar dapat digunakan untuk bahan akrilik dengan modifikasi yang sesuai.

Mata bor-pengerjaan logam standar dirancang untuk secara aktif memotong logam dengan pengumpanan agresif. Jika digunakan pada bahan akrilik tanpa modifikasi apa pun, potongan ini akan menyebabkan terkelupas, takik, dan kerusakan lain pada lembaran. Oleh karena itu, potongan-potongan ini harus digerinda ulang untuk memproses plastik dengan cara "pengikisan" dan bukan "pemotongan tajam", sehingga mencegah material terlubangi.

Saat mengadaptasi bor putar logam standar untuk pemrosesan plastik, tiga aspek utama harus dipertimbangkan:

Point Angle

Sudut titik mata bor standar biasanya berkisar antara 118 derajat hingga 130 derajat. Sudut ujung ini harus digiling hingga 60 derajat hingga 90 derajat. Ini membantu mata bor masuk dan keluar dari lembaran akrilik dengan lancar, sehingga mencegah tepi terkelupas. Sudut titik yang lebih besar (misalnya, melebihi 90 derajat ) biasanya menyebabkan retak dan pecah-saat mata bor keluar dari lembaran.

Untuk sebagian besar operasi pengeboran lembaran akrilik, disarankan menggunakan mata bor dengan sudut 90 derajat. Sudut titik 90 derajat menghasilkan serpihan yang lebih kecil sehingga lebih mudah dievakuasi, membantu mengurangi pelelehan material dan meningkatkan kualitas lubang. Perhatian khusus diperlukan saat masuk dan keluar. Mata bor dengan sudut titik 60 derajat juga biasa digunakan, terutama untuk lubang dengan diameter 1/2 inci ke atas.

Ujung tombak harus digerinda rata untuk mempertahankan sudut penggaruk antara 0 derajat dan 4 derajat. Ujung tombak yang dimodifikasi dengan cara ini akan "mengikis" akrilik, bukan "memahatnya".

Rake Angle

Permukaan di belakang ujung tombak harus digerinda untuk menghasilkan sudut jarak bebas 12 derajat hingga 15 derajat. Jarak bebas belakang ini mengurangi area kontak antara logam dan plastik, sehingga mengurangi penumpukan panas. Modifikasi ini biasanya merupakan standar pada-latihan memutar berkualitas tinggi.

Clearance Angle / Back Relief

Sudut heliks mata bor adalah sudut antara ujung tombak dan garis vertikal sepanjang garis tengah mata bor. Mata bor dengan sudut heliks sedang memudahkan evakuasi serpihan dan oleh karena itu direkomendasikan untuk pengeboran plastik. Sudut heliks yang terlalu kecil akan menghambat evakuasi chip dan meningkatkan risiko pencairan. Sudut heliks yang terlalu besar dapat menyebabkan retak pada tepi lubang. Sudut heliks yang biasanya direkomendasikan adalah 15 derajat hingga 30 derajat.

Helix Angle

Geometri mata bor sangat penting untuk kualitas lubang karena secara langsung mempengaruhi ukuran keping dan efisiensi evakuasi keping. Mata bor berdiameter lebih besar dan mata bor dengan sudut titik lebih kecil menghasilkan serpihan lebih besar. Jika kedalaman lubang (H) kurang dari diameter mata bor (D), serpihan besar dapat dikeluarkan dengan mudah. Ketika kedalaman lubang bertambah (yaitu, H > D), evakuasi serpihan besar menjadi sulit karena jarak bebas yang sangat kecil antara mata bor dan dinding lubang. Meningkatkan sudut titik mata bor dapat mengurangi ukuran chip, sehingga memudahkan evakuasi chip. Namun, seperti disebutkan sebelumnya, jika sudut titik terlalu besar (lebih besar dari 90 derajat ), mata bor dapat menyebabkan ledakan-keluar dan terkelupas saat keluar dari akrilik.

Saat melakukan operasi pengeboran, pastikan untuk mengikuti rekomendasi keselamatan dari produsen peralatan dan material.

Saat mengebor lembaran akrilik, sejumlah besar panas dihasilkan karena jarak yang sangat kecil antara mata bor dan dinding lubang, ditambah dengan sulitnya evakuasi serpihan. Selain itu, konduktivitas termal akrilik yang relatif rendah dan koefisien muai panas yang tinggi menyebabkan material mengembang, sehingga semakin memperburuk gesekan. Jika dibiarkan tidak terkendali, faktor-faktor ini dapat menyebabkan peleburan dan adhesi material, sehingga mempengaruhi kualitas lubang. Oleh karena itu, meminimalkan panas yang dihasilkan dan menghilangkan serpihan dengan cepat sangatlah penting.

Benda kerja harus dijepit dengan kuat pada meja kerja. Praktik terbaiknya adalah menggunakan potongan akrilik lain, lembaran termoplastik lainnya, atau papan serat-densitas menengah (MDF) sebagai penyangga pelat belakang, sehingga mata bor dapat terus mengebor material padat saat menembus permukaan bawah. Ini secara efektif mencegah terkelupasnya permukaan bawah.

Saat memulai gerakan pengeboran, laju pengumpanan yang lebih lambat harus digunakan agar mata bor dapat memasuki material dengan lancar; ketika mata bor akan keluar dari permukaan bawah, laju pengumpanan juga harus dikurangi untuk mencegah tepi terkelupas.

Kondisi pengeboran yang tepat merupakan kombinasi kecepatan spindel (RPM) dan laju pengumpanan (IPM). Dua parameter berikut biasanya digunakan untuk menentukan kondisi ini:

SFM (Kaki Permukaan per Menit): Kecepatan ujung tajam mata bor mengenai material.

IPR (Inci Per Revolusi): Jumlah material yang dihilangkan per putaran mata bor, juga dikenal sebagai beban chip.

Meskipun SFM dan IPR tidak dapat diatur secara langsung pada peralatan pengeboran manual, namun dapat digunakan untuk menentukan kecepatan spindel (RPM, putaran per menit) dan laju umpan (IPM, inci per menit). Jika nilai SFM dan IPR optimal telah ditentukan, rumus berikut dapat digunakan untuk menentukan pengaturan peralatan:

Recommended Drilling Conditions

Untuk pengeboran akrilik, nilai SFM dan IPR yang direkomendasikan ditunjukkan pada tabel berikut:

Diameter Bor (inci)	SFM (Kaki Permukaan/Menit)	HKI (Inci/Revolusi)
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
Lebih besar dari atau sama dengan 1	30 - 90	0.012 - 0.015

Charts showing larger diameter drill bits require lower SFM

Seperti yang ditunjukkan pada tabel di atas, mata bor berdiameter lebih besar memerlukan SFM yang lebih rendah. Hal ini untuk memastikan operasi pengeboran yang lancar,-bebas getaran, karena mata bor besar lebih mudah mengambil material. Oleh karena itu, laju pengumpanan biasanya harus dikurangi untuk mencegah tepi terkelupas, sedangkan kecepatan spindel harus dikurangi untuk mencegah material meleleh.

Untuk kasus dengan H > D, "pengeboran peck" harus digunakan-yaitu, pengeboran dalam segmen dan secara berkala menarik mata bor dari material untuk membersihkan serpihan.

Operasi pengeboran manual harus menggunakan kecepatan dan laju pengumpanan yang lebih rendah dibandingkan pengeboran otomatis atau CNC. Sambil mempertimbangkan diameter mata bor, ketebalan material, dan kapasitas pendinginan, pengeboran lubang dalam harus menggunakan pengeboran peck untuk mengurangi pencairan. Karena pengeboran manual menyulitkan kontrol laju umpan yang tepat, setelah menentukan RPM yang benar, permukaan akhir lubang dapat digunakan sebagai panduan laju umpan. Jika material terkelupas, laju pengumpanan terlalu cepat dan harus dikurangi. Jika material meleleh, laju pengumpanan terlalu lambat (menyebabkan panas gesekan) atau RPM terlalu tinggi, dan penyesuaian harus dilakukan.

Bentuk serpihan yang dihasilkan selama pengeboran dapat menjadi acuan untuk menilai kondisi pengeboran:

Kondisi Optimal: Permukaan lubang halus, serpihan tampak halus, pita kontinu.

Kecepatan Umpan Terlalu Tinggi atau RPM Terlalu Rendah: Keripik berbentuk tepung dan terputus-putus, pemotongan tidak merata.

Kecepatan Umpan Terlalu Rendah atau RPM Terlalu Tinggi: Keripik meleleh dan menggumpal, dinding lubang menunjukkan bekas leleh.

Jika kondisinya memungkinkan, cairan pendingin udara atau cairan harus digunakan bila memungkinkan. Pendingin dapat secara efektif mengurangi panas yang dihasilkan, sehingga meningkatkan kualitas lubang. Pada kedalaman dan ukuran lubang tertentu, cairan pendingin merupakan cara yang diperlukan untuk mencegah pencairan.

Aturan Umum: When hole depth (H) exceeds drill bit diameter (D) (e.g., when D=0.250", coolant should be used if H>0,250"), atau bila diameter lubang lebih besar atau sama dengan 1/2 inci (D Lebih besar atau sama dengan 1/2"), cairan pendingin harus digunakan.

Pilihan: Senapan angin dingin memberikan efek pendinginan yang baik dan lebih bersih untuk digunakan. Namun, cairan pendingin memberikan pendinginan yang lebih kuat karena cairan dapat mengalir sepanjang mata bor hingga kedalaman lubang, sehingga menghasilkan penyelesaian lubang yang lebih baik. Air, minyak tanah, minyak mineral, atau pelarut lain yang kompatibel semuanya dapat digunakan.

Untuk lubang yang mungkin menahan kekuatan sekrup atau baut, alat countersink harus digunakan untuk deburring. Zero-countersink flute sangat cocok untuk operasi countersinking dan deburring pada lembaran akrilik. Jika alat countersink tidak tersedia, mata bor yang lebih besar dari diameter lubang dapat digunakan untuk menghaluskan tepi kasar di sisi keluar lubang (sisi tempat keluarnya mata bor dari lembaran).

Pengeboran papan sirkuit adalah kasus khusus, menggunakan mesin otomatis untuk mengebor ribuan lubang kecil dengan kecepatan sangat tinggi. Ini memerlukan mata bor yang dirancang khusus. Laju umpan dan RPM yang direkomendasikan dapat dirujuk dari grafik yang relevan.

Circuit board drilling feed rate and RPM recommendation charts

Untuk mengebor lubang dengan diameter lebih besar dari 1 inci (25,4 mm) pada lembaran akrilik, dapat digunakan pemotong lingkaran. Perkakas juga harus dimodifikasi agar sesuai dengan karakteristik bahan akrilik: ujung pemotongan harus mengolah akrilik dengan cara dikikis, bukan dipahat.

Untuk hasil pemotongan yang optimal, ikuti rekomendasi berikut:

Pemotong lingkaran dan alat pemotong itu sendiri harus terpasang dengan aman.

Panjang perpanjangan alat pemotong hanya perlu mencapai kedalaman pemotongan yang diperlukan.

Lembaran akrilik harus ditopang dan dijepit dengan baik untuk mencegah pembengkokan atau getaran selama pemotongan.

Material harus ditempatkan sedekat mungkin dengan alat untuk mengurangi jarak gerak alat.

Kecepatan spindel yang disarankan adalah antara 400-600 rpm.

Laju pengumpanan yang lambat dan stabil sangat penting untuk mendapatkan lubang yang bersih dan halus.

Ketika lubang sudah selesai dan "sumbat tengah" terlepas, sebaiknya matikan mesin bor tanpa melepas alat untuk mencegah alat menyebabkan lubang terkelupas selama penarikan.

Sedikit kabut air disarankan untuk pendinginan guna menjaga alat dan plastik pada suhu rendah, dan juga berfungsi sebagai pelumas pemotongan.

Catatan: Pemotong lingkaran hanya boleh digunakan pada mesin bor bangku, dan lembaran akrilik harus dijepit dengan kuat ke meja kerja mesin. Mesin bor memberikan tekanan yang seragam dan posisi yang konstan, yang sangat penting untuk mengebor lubang-berkualitas tinggi dengan aman. Jangan pernah mencoba menggunakan pemotong lingkaran dengan bor genggam.

Bagian sebelumnya terutama berkaitan dengan produksi terkontrol dan aplikasi bengkel. Namun, terkadang pengeboran harus dilakukan di lapangan (misalnya, di lokasi konstruksi), dimana kecepatan presisi dan kontrol umpan terbatas. Dalam kasus seperti itu, rekomendasi mata bor berikut mungkin bisa membantu.

Beberapa geometri mata bor yang berhasil digunakan dijelaskan di bawah ini, meskipun sebagian besar geometri tersebut tidak dapat menghasilkan permukaan akhir yang halus pada diameter dalam lubang. Mata bor ini juga harus mengikuti dukungan pelat pendukung dan persyaratan pendinginan yang disebutkan sebelumnya.

Bit Sekop (1-1/2" hingga 2"): Gunakan desain tingkat lanjut, seperti tipe dengan titik pivot pelek luar, yang membantu penyelarasan dan menghasilkan terobosan yang mulus saat mata bor keluar dari material.

Bit Titik Brad (1/8" hingga 1"): Desain ini mirip dengan bor putar tetapi dengan ujung yang lebih baik dan titik pivot yang mirip dengan mata bor sekop. Ini memiliki desain seruling heliks yang membantu mengeluarkan chip, lebih unggul dari bit sekop pada umumnya.

Bor Langkah (1/8" hingga 1/2"): Dapat digunakan untuk lembaran dengan ketebalan hingga 0,118" (3 mm) untuk mencapai beberapa diameter lubang dengan satu mata bor. Penggunaan memerlukan dukungan maksimal di belakang lembaran untuk mencegah retak.

Gergaji Lubang dengan Bor Pilot Tengah (3/4" hingga 6"): Pendinginan diperlukan selama pemotongan untuk mencegah penumpukan tegangan di dalam lembaran. Mereka menghasilkan permukaan bagian dalam lubang yang buruk. Cocok untuk lubang saluran kasar untuk instalasi HVAC, pipa ledeng, atau kabel.

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

Saat mengebor lubang untuk titik penyangga pengikat lembaran, dua aturan harus dipatuhi:

Ukuran Diameter Lubang: Diameter lubang baut minimal 2 kali diameter baut. Ini memberikan jarak yang cukup untuk ekspansi termal dan ekspansi/kontraksi kelembaban.

Jarak Tepi: Jarak dari tengah lubang ke tepi lembaran minimal harus 1,5 kali diameter lubang.