Все, что вам нужно знать об обработке сверхвысокомолекулярного материала (UHMW)

Обработка СВМП

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) — термопластичный полимер с молекулярной массой 5–9 млн АМЕ, что является чрезвычайно высоким показателем. Этот инженерный пластик отличается химической стойкостью, износостойкостью и долговечностью.

Длинные выровненные полимерные цепи, связанные между собой мощными силами Ван-дер-Ваальса, делают механическую обработку полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы сложной задачей. 

Оптимизация скорости резания, управления нагревом, зажимных механизмов и конструкции деталей помогает добиться наилучших результатов при обработке сверхвысокомолекулярного пластика. Это необходимо, поскольку детали, обработанные сверхвысокомолекулярной пластмассой, играют ключевую роль в медицинской, автомобильной, химической, пищевой и многих других отраслях промышленности. 

Продолжайте читать эту статью, чтобы узнать более подробную информацию о материале и процессе изготовления деталей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW) на заказ. 

Что такое материал UHMW?

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) — популярный термопластичный полиэтилен с высоким соотношением прочности к плотности, высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения и непревзойденной долговечностью. 

Стержень UHMW

Этот выдающийся конструкционный пластик с его превосходными механическими свойствами находит применение в ответственных приложениях. Обработка с ЧПУ поставляем обработанные на станке детали из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для медицинских компонентов, пищевой промышленности и промышленных компонентов, а также для других требовательных областей. 

Свойства UHMW

UHMW обладает широким спектром положительных свойств, которые делают его идеальным выбором для ответственных применений: химическая стойкость, усталостная прочность, износостойкость, ударопрочность и водостойкость и т. д. 

Ниже представлена ​​таблица со сводными свойствами, включая температуру плавления сверхвысокомолекулярного материала: 

Эти данные общедоступны и предоставлены только для сравнения. 

Трудно ли обрабатывать UHMW?

UHMW трудно поддается механической обработке из-за накопления стружки, пыли, чувствительности к нагреву и износа инструмента. Эти проблемы делают обработку этого полимера более сложной по сравнению с такими материалами, как HDPE (полиэтилен высокой плотности) и другими. полимеры. 

Однако существуют стратегии, позволяющие Процесс обработки с ЧПУ более управляемый. 

Детали из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, обработанные на станке с ЧПУ

Подробнее о распространенных проблемах и решениях при обработке сверхвысокомолекулярного материала 

Как уже упоминалось, обработка сверхвысокомолекулярного материала сопряжена с рядом проблем, для решения которых требуются эффективные стратегии. Вот основные проблемы и лучшие решения: 

• Наращивание стружки 

Из-за высокой износостойкости и низкого коэффициента трения этот материал склонен к образованию длинной стружки. Она может легко скапливаться вокруг режущего инструмента, что может привести к перегреву.

Накопление стружки

Решением этой проблемы является применение стратегий стружкодробления, удаление стружки методом продувки воздухом и использование оптимальной геометрии инструмента. 

• Частицы пыли

Будучи твёрдым материалом, сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП) также образует пыль при обработке. Эти мелкие частицы могут усложнить обработку СВМП, негативно влияя как на оператора, так и на станок с ЧПУ. При обработке этого термопластика необходимо использовать систему пылеудаления. 

• Тепловая чувствительность

СВМПЭ чувствителен к нагреву, что становится очевидным при обработке на станках с ЧПУ. При слишком высокой температуре этот термопластик плавится или размягчается на линии реза, что приводит к некачественному качеству поверхности. Из-за этого точность размеров может быть ниже требуемой. 

Одной из эффективных стратегий борьбы с этой чувствительностью является использование последовательных методов резки. Также имеет значение тип используемого механизма крепления заготовки. Для повышения размерной стабильности деталь можно снять перед окончательной резкой. 

• Износ инструмента

Даже инструменты не защищены от прочности и износостойкости заготовок из сверхвысокомолекулярного полиэтилена при обработке на станках с ЧПУ. Даже твёрдый инструмент может стать неэффективным, особенно если пренебречь контролем. 

Стойкость к истиранию УММВ по сравнению с другими материалами

• Расширение и сжатие

Обработка сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМП) может быть сложной задачей из-за его склонности к расширению и сжатию под воздействием перепадов температур. Поэтому производителям сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМП) следует тщательно оценить условия окружающей среды, прежде чем начинать обработку. 

Лучшее производители ЧПУ Также эту проблему можно минимизировать, проектируя приспособление с учётом теплового расширения. Они также учитывают конечные размеры обработанной детали из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Использование соответствующих параметров обработки также помогает решить эту проблему. 

Как выбрать правильный процесс обработки сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Правильный процесс обработки сверхвысокомолекулярного материала учитывает тепловое расширение, параметры резки, зажим и фиксацию заготовки, контроль нагрева и выбор режущего инструмента, ориентированного на сверхвысокомолекулярное стекло. 

Таким образом, стратегия включает в себя оценку требований к обработанным деталям из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, оценку управления теплом, выбор основного метода обработки на станке с ЧПУ, определение метода закрепления заготовки и оптимизацию параметров резки. 

Требования к деталям, обработанным с помощью сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW)

В первую очередь необходимо учитывать требования к обрабатываемым деталям с точки зрения геометрии, чистоты поверхности и допусков. Это основополагающие принципы для выбора идеального подхода или стратегии обработки. 

Управление теплом

При обработке сверхвысокомолекулярного материала необходимо эффективно контролировать тепловыделение. Решения этой проблемы включают использование острого инструмента, правильную геометрию инструмента, снижение скорости резания и эффективное управление стружкоудалением. 

Основной метод обработки с ЧПУ

Основной метод обработки на станках с ЧПУ часто зависит от типа обрабатываемых деталей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Токарная обработка позволяет изготавливать цилиндрические детали, фрезерование — карманы и плоские поверхности, а сверление с циклами высверливания — отверстия. 

Учитывая природу этого полимера, избегайте его измельчения.  

Метод крепления

Это ещё одна критически важная область обработки сверхвысокомолекулярного материала, поскольку необходимо контролировать как силу зажима, воздействующую на материал, так и вибрации, возникающие во время обработки. Для тяжёлых деталей рекомендуется использовать зажимы с мягкими губками.

Используйте специальные приспособления, которые правильно распределяют усилия при обработке сложных деталей из сверхвысокомолекулярного пластика. 

Раздвижное крепление из сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Параметры резки

Процесс резания будет успешным, если диапазоны подачи и скорости резания будут ограничены 0.05 – 0.15 мм/об и 100 – 200 м/мин соответственно. 

Похожие страницы:: 

Обработка ПТФЭ

Обработка на станках с ЧПУ Peek

Какие инструменты используются для обработки сверхвысокомолекулярного материала?

Твердосплавные инструменты наиболее эффективны для обработки сверхвысокомолекулярного материала, поскольку они не только обеспечивают остроту реза, но и минимизируют налипание материала. Быстрорежущая сталь (HSS) также является вариантом, поскольку она устойчива к износу и сохраняет остроту, необходимую для резки этого прочного материала. 

Поэтому станочник часто разрывается между твердосплавными и быстрорежущими инструментами. Выбор зависит от требований проекта, таких как допуск, качество обработки поверхности и скорость изготовления. 

Каковы области применения обработки сверхвысокомолекулярного материала?                                   

Применение деталей, обработанных с помощью сверхвысокомолекулярного материала (UHMW) ПролинТех В число отраслей входят судостроение, автомобилестроение, пищевая промышленность, химическая переработка, автоматизация и фармацевтика. Он также используется для изготовления специализированных деталей для аэрокосмической отрасли.

К конкретным обработанным деталям из сверхвысокомолекулярного полиэтилена относятся следующие:

• Шестерни из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
• шайбы UHMW 
• шкивы из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
• Втулки из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW)
• Колеса из сверхвысокомолекулярного полиэтилена
• ролики UHMW 

Шестерни из сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Читать далее: Обработка деталей аэрокосмической техники на станках с ЧПУ

Лучше ли UHMW, чем HDPE с точки зрения обрабатываемости?

Детали из полиэтилена высокой плотности, обработанные на станке с ЧПУ

Нет, UHMW сложнее обрабатывать, чем HDPE. HDPE кристаллический, но UHMW тоже кристаллический. Проблема в том, что UHMW имеет чрезвычайно длинные полимерные цепи, что делает материал чрезвычайно ударопрочным и имеет своего рода самосмазывающуюся поверхность. 

Режущий инструмент имеет тенденцию скользить по поверхности, а не резать материал. Более того, этот термопластик обладает высокой пластичностью, что создаёт проблемы с размерной стабильностью. Даже после обработки на станках с ЧПУ сверхвысокомолекулярный полиэтилен может подвергаться ползучести, поэтому получение жёстких допусков для этого материала затруднено. 

Дополнительная информация об ударопрочности:  Ударопрочный пластик

Сравнение UHMW с другими полимерными материалами

В дополнение к сравнению с HDPE, UHMW для обработки на станках с ЧПУ можно сравнить с акрилом, поликарбонатом и поливинилхлоридом (ПВХ). UHMW демонстрирует более высокую износостойкость, чем акрил. Он также прочнее и жёстче, чем поликарбонат и поливинилхлорид (ПВХ). 

Подробнее об этих сравнениях — далее.:.

UHMW против акрила 

Акрил не обладает такой же износостойкостью, как СВМПЭ, поэтому при многократном износе его поверхность может растрескаться и помутнеть. С другой стороны, СВМПЭ сохраняет размерную стабильность при самых разных типах износа. Испытания показали, что СВМПЭ может быть до 10 раз более износостойким, чем акрил. 

Растрескивание акрила под действием напряжений

Полимер также лучше работает во влажных и коррозионных средах. Химикаты, такие как диметилформамид и ацетон, легко разрушают акрил, но не сверхвысокомолекулярный полиэтилен. 

Однако оптическая прозрачность акрила значительно выше, чем у сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW). Поэтому он станет предпочтительным материалом для обработки на станках с ЧПУ, где прозрачность критически важна. 

UHMW против ПК

Высокая термостойкость и ударопрочность поликарбоната полезны в таких областях применения, как изготовление линз и корпусов машин. 

Поликарбонатные линзы

Однако UHMW превосходит его по износостойкости, жесткости, прочности на сжатие и растяжение. 

UHMW против ПВХ

Коррозионная стойкость ПВХ неоспорима. Кроме того, этот материал доступен по цене, что делает его востребованным в таких распространённых областях применения, как производство оконных рам и труб. Однако, как и поликарбонат, он не обладает такой же прочностью и износостойкостью, как сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMW). 

Заключение 

Теперь понятно, почему изготовленные на заказ детали из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW) так ценятся в сложных промышленных условиях. Химическая стойкость, низкий коэффициент трения, износостойкость и общая долговечность — это ценные свойства, которые промышленность не может игнорировать. 

Прочность и производительность деталей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена отвечают многим требованиям промышленной эксплуатации. 

Свяжитесь с нами для более подробной информации и спросите Получить предложение прямо сейчас