Alles wat u moet weten over UHMW-bewerking

UHMW-bewerking

Ultrahoogmoleculair polyethyleen (of UHMW) is een thermoplastisch polymeer met een extreem hoog molecuulgewicht van 5-9 miljoen AMU. De technische kunststof is chemisch bestendig, slijtvast en duurzaam.

De lange, uitgelijnde polymeerketens die door sterke Van der Waals-krachten aan elkaar worden gebonden, maken het bewerken van UHMW-polyethyleen een uitdaging. 

Optimalisatie van snijsnelheden, warmtebeheer, klemmechanismen en onderdeelontwerp helpt om het beste uit de bewerking van UHMW-kunststof te halen. Dit is noodzakelijk omdat UHMW-onderdelen cruciaal zijn in de medische, automobiel-, chemische, voedingsmiddelen- en drankenindustrie en vele andere industrieën. 

Lees dit artikel verder voor meer informatie over het materiaal en het proces voor het verkrijgen van aangepaste UHMW-onderdelen. 

Wat is UHMW-materiaal?

Ultrahoogmoleculairgewichtpolyethyleen (UHMW) is een populair thermoplastisch polyethyleen met een hoge sterkte-dichtheidsverhouding, hoge slijtvastheid, lage wrijvingscoëfficiënt en ongeëvenaarde duurzaamheid. 

Een UHMW-staaf

Deze uitstekende technische kunststof met zijn superieure mechanische eigenschappen wordt toegepast in veeleisende toepassingen. CNC-bewerkingsdiensten leveren UHMW-bewerkte onderdelen voor onder andere medische componenten, voedselverwerking en industriële componenten. 

UHMW-eigenschappen

UHMW beschikt over een breed scala aan goede eigenschappen waardoor het een perfecte keuze is voor veeleisende toepassingen, waaronder chemische bestendigheid, vermoeiingsbestendigheid, slijtvastheid, slagvastheid en waterbestendigheid. 

Hieronder vindt u een tabel met een samenvatting van de eigenschappen, inclusief het UHMW-smeltpunt: 

Deze gegevens zijn openbaar beschikbaar en worden uitsluitend ter vergelijking gedeeld. 

Is UHMW moeilijk te bewerken?

UHMW is moeilijk te bewerken vanwege spaanvorming, stofdeeltjes, hittegevoeligheid en gereedschapsslijtage. Deze problemen maken dit polymeer lastiger te verwerken dan opties zoals HDPE (hogedichtheidspolyethyleen) en andere. polymeren. 

Er zijn echter strategieën om de CNC-bewerkingsproces beter beheersbaar. 

CNC-gefreesde UHMW-onderdelen

Meer over veelvoorkomende problemen en oplossingen bij UHMW-bewerking 

Zoals gezegd brengt UHMW-bewerking een aantal problemen met zich mee die om een ​​goede aanpak vragen. Hieronder staan ​​de belangrijkste problemen en de beste oplossingen: 

• Chipopbouw 

Door de hoge slijtvastheid en lage wrijvingscoëfficiënt heeft dit materiaal de neiging om lange spanen te vormen. Deze spanen kunnen zich gemakkelijk ophopen rond het snijgereedschap, wat oververhitting kan veroorzaken.

Ophoping van chips

De oplossing voor dit probleem is het toepassen van spaanbreekstrategieën, het afvoeren van spanen met behulp van luchtblazen en het gebruiken van de beste gereedschapsgeometrie. 

• Stofdeeltjes

Als hard materiaal vormt UHMW ook stof tijdens de bewerking. Deze fijne deeltjes kunnen de bewerking van UHMW hectisch maken, wat zowel de machinist als de CNC-machine hindert. Stofafzuiging is noodzakelijk bij het bewerken van deze thermoplast. 

• Warmtegevoeligheid

UHMW is gevoelig voor hitte, een eigenschap die duidelijk wordt tijdens CNC-bewerking. Bij een te hoge temperatuur smelt of verweekt deze thermoplast op de snijlijn, wat leidt tot een slecht oppervlak. De maatnauwkeurigheid kan hierdoor ondermaats zijn. 

Een van de effectieve strategieën om deze gevoeligheid tegen te gaan, is het gebruik van sequentiële snijmethoden. Het type werkstukopspanning is ook van belang. Voor een betere maatvastheid kan het onderdeel ook spanningsvrij worden gemaakt vóór de laatste snede. 

• Slijtage van gereedschap

Zelfs gereedschappen ontkomen niet aan de taaiheid en slijtvastheid van UHMW-werkstukken tijdens CNC-bewerking. Zelfs hardmetalen gereedschappen kunnen ineffectief worden, vooral als het bewakingsaspect wordt verwaarloosd. 

Slijtvastheid van UMMW vergeleken met andere materialen

• Uitzetting en samentrekking

Het bewerken van UHMW kan een uitdaging zijn vanwege de neiging van het materiaal om uit te zetten en te krimpen als gevolg van temperatuurschommelingen. Daarom moeten de omgevingsomstandigheden zorgvuldig worden overwogen voordat UHMW-fabrikanten met het bewerkingsproces beginnen. 

Het beste CNC-fabrikanten Dit probleem kan ook worden geminimaliseerd door de mal te ontwerpen met thermische uitzetting in gedachten. Ze houden ook rekening met de uiteindelijke afmetingen van het UHMW-bewerkte onderdeel. Het gebruik van de juiste bewerkingsparameters helpt ook bij het beheersen van deze uitdaging. 

Hoe kiest u het juiste UHMW-bewerkingsproces?

Het juiste UHMW-bewerkingsproces houdt rekening met thermische uitzetting, snijparameters, klemming en werkstukopspanning, warmteregeling en de selectie van UHMW-centrisch snijgereedschap. 

De strategie omvat daarom het evalueren van de vereisten voor UHMW-bewerkte onderdelen, het beoordelen van het warmtebeheer, het selecteren van de primaire CNC-bewerkingsmethode, het bepalen van de werkstukopspanmethode en het optimaliseren van de snijparameters. 

Vereisten voor UHMW-bewerkte onderdelen

De eerste overweging betreft de eisen die aan de bewerkte onderdelen worden gesteld op het gebied van geometrie, oppervlakteafwerking en toleranties. Dit zijn de fundamentele richtlijnen voor de ideale bewerkingsaanpak of -strategie. 

Warmtebeheer

Warmteontwikkeling moet goed worden beheerd bij UHMW-bewerking. De oplossingen voor dit probleem omvatten het gebruik van scherpe gereedschappen, de juiste gereedschapsgeometrie, lagere snijsnelheden en een goed beheer van de spaanafvoer. 

Primaire CNC-bewerkingsmethode

De primaire CNC-bewerkingsmethode hangt vaak af van het type UHMW-bewerkte onderdelen. Draaibewerkingen produceren cilindrische onderdelen, freesbewerkingen zijn voor holtes en vlakke oppervlakken, en boren met breekcycli produceert gaten. 

Vermijd malen, gezien de aard van dit polymeer.  

Werkstukmethode

Dit is een ander cruciaal aspect van UHMW-bewerking, omdat u zowel het effect van de klemkracht op het materiaal als de trillingen die tijdens de bewerking ontstaan, moet beheersen. Voor zware onderdelen worden klemmen met zachte klemmen aanbevolen.

Gebruik aangepaste opspanningen die de krachten op de juiste manier verdelen bij het bewerken van complexe UHMW-onderdelen. 

UHMW schuifarmatuur

Snijparameters:

Het snijproces is succesvol als de voedingssnelheid en de snijsnelheid worden beperkt tot respectievelijk 0.05 – 0.15 mm/omw en 100 – 200 m/min. 

Relevant: 

PTFE-bewerking

Peek CNC-bewerking

Welke gereedschappen worden gebruikt voor UHMW-bewerking?

Hardmetalen gereedschappen zijn het meest effectief voor UHMW-bewerking, omdat ze niet alleen scherpe sneden produceren, maar ook het vastplakken van materiaal minimaliseren. Snelstaal (HSS) is ook een optie, omdat het slijtvast is en de scherpte behoudt die nodig is om dit taaie materiaal te snijden. 

De machinist twijfelt vaak tussen hardmetalen en HSS-gereedschappen. De keuze hangt af van projectspecifieke eisen zoals tolerantie, oppervlakteafwerking en productiesnelheid. 

Wat zijn de toepassingen van UHMW-bewerking?                                   

Toepassingen van UHMW-bewerkte onderdelen van Boda Onder andere voor de scheepvaart, de automobielindustrie, de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de chemische verwerkingsindustrie, de automatiseringsindustrie en de farmaceutische industrie. Het wordt ook gebruikt voor gespecialiseerde onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.

Tot de specifiek bewerkte UHMW-onderdelen behoren onder meer:

• UHMW-tandwielen
• UHMW-ringen 
• UHMW-poelies
• UHMW-bussen
• UHMW-wielen
• UHMW-rollen 

UHMW-tandwielen

Lees meer: CNC-bewerking voor lucht- en ruimtevaartonderdelen

Is UHMW beter bewerkbaar dan HDPE?

CNC-gefreesde HDPE-onderdelen

Nee, UHMW is moeilijker te bewerken dan HDPE. HDPE is kristallijn, maar UHMW is ook kristallijn. Het probleem is dat UHMW extreem lange polymeerketens heeft, waardoor het materiaal extreem slagvast is en een soort zelf-smerend oppervlak heeft. 

Het snijgereedschap heeft de neiging om over het oppervlak te glijden in plaats van het materiaal te snijden. Bovendien heeft deze thermoplast een hoge ductiliteit, wat uitdagingen op het gebied van maatvastheid met zich meebrengt. Zelfs na CNC-bewerking kan UHMW kruip vertonen, waardoor het moeilijk is om nauwe toleranties van het materiaal te verkrijgen. 

Verder lezen over slagvastheid:  Slagvast kunststof

Vergelijking van UHMW met andere polymeermaterialen

Ter aanvulling op de HDPE-vergelijking kan UHMW voor CNC-bewerking worden vergeleken met acryl, polycarbonaat en polyvinylchloride (PVC). UHMW vertoont een hogere slijtvastheid dan acryl. Het is ook sterker en stijver dan zowel polycarbonaat als polyvinylchloride (PVC). 

Meer over deze vergelijkingen volgt later:.

UHMW versus acryl 

Acryl mist de slijtvastheid van UHMW, waardoor het kan barsten en ondoorzichtig kan worden wanneer het oppervlak herhaaldelijk slijt. UHMW daarentegen behoudt zijn maatvastheid bij een breed scala aan oppervlakteslijtage. Tests hebben zelfs aangetoond dat UHMW tot wel 10 keer slijtvaster kan zijn dan acryl. 

Spanningsscheuren in acryl

Het polymeer presteert ook beter in vochtige en corrosieve omgevingen. Chemicaliën zoals dimethylformamide en aceton tasten acryl gemakkelijk aan, maar UHMW niet. 

De optische helderheid van acryl is echter veel beter dan die van UHMW. Daarom is dit het materiaal bij uitstek voor CNC-bewerkingen waar transparantie cruciaal is. 

UHMW versus PC

De hoge hittebestendigheid en slagvastheid van polycarbonaat zijn nuttig voor toepassingen als lenzen en machinebehuizingen. 

Polycarbonaat lenzen

UHMW presteert echter beter op het gebied van slijtvastheid, stijfheid, druksterkte en treksterkte. 

UHMW versus PVC

De corrosiebestendigheid van PVC staat buiten kijf. Het materiaal is bovendien betaalbaar, waardoor het geschikt is voor veelgebruikte toepassingen zoals raamkozijnen en buizen. Net als polycarbonaat heeft het echter niet zo'n goede sterkte en slijtvastheid als UHMW. 

Conclusie 

Het is nu duidelijk waarom op maat gemaakte UHMW-onderdelen zo gewaardeerd worden voor veeleisende industriële toepassingen. Chemische bestendigheid, lage wrijvingscoëfficiënt, slijtvastheid en algemene duurzaamheid zijn goede eigenschappen die industrieën niet kunnen negeren. 

De veerkracht en prestaties van UHMW-onderdelen vormen het antwoord op veel industriële operationele vereisten. 

Contact voor meer details en vraag naar krijgen een offerte <p></p>