Quan es tracta de processar plàstics d'alt rendiment, la gent generalment pensa en el mecanitzat CNC de PEEK (polieteretercetona) i el mecanitzat CNC de PEI. A l'article anterior, hem parlat sobre Mecanitzat CNC PEEKL'article d'avui parla principalment del mecanitzat CNC PEI (Ultem). PEI (Ultem) és un termoplàstic d'alt rendiment amb alta resistència mecànica, alta rigidesa i bona processabilitat, cosa que el converteix en el material de processament preferit per a moltes aplicacions industrials.
Què és PEI (Ultem)?
PEI és una abreviatura de polieterimida, també coneguda com a Ultem. És un polímer termoplàstic caracteritzat pel seu alt rendiment, a causa de la seva resistència, estabilitat tèrmica i la seva capacitat per suportar una àmplia gamma de productes químics. Les indústries aeroespacial, automotriu, electrònica i de dispositius mèdics són algunes de les que utilitzen Ultem. Ultem també està dissenyat per CNC, a causa de les seves excel·lents propietats mecàniques i la seva capacitat per crear estructures complexes.
Propietats d'Ultem
Resistència a la tracció
Se sap que l'Ultem té una alta resistència a la tracció, que es calcula que és d'uns 110 MPa. Això permet que les peces d'Ultem mantinguin la integritat estructural mentre experimenten els efectes de la gravetat, així com mantenen la resistència a la flexió i a l'impacte.
Estabilitat tèrmica
Ultem té una alta expansivitat tèrmica, capaç de suportar temperatures d'uns 217 graus Celsius. Juntament amb la rigidesa, això garanteix que Ultem es mantingui intacte de manera fiable sota exposició a altes temperatures.
Resistència química
La resistència d'Ultem als àcids, bases i dissolvents orgànics presenta una forta resistència. Aquesta característica permet que les peces d'Ultem suportin entorns durs sense patir degradació.
Estabilitat dimensional
La capacitat d'Ultem de mantenir la forma sota un ús a llarg termini, així com davant de fluctuacions ràpides de temperatura, es coneix com a estabilitat dimensional.
Resistent a la flama i transparència
La transparència d'Ultem es combina amb les seves capacitats autoextingibles. Es pot utilitzar tant on es requereixen propietats ignífugues com on es necessita transparència òptica.
Quines són les qualificacions d'Ultem?
RPT 2100 LF
L'Ultem RPT 2100 LF és un grau d'Ultem de baixa fricció dissenyat per a aplicacions que requereixen un desgast reduït i una lubricitat millorada. Gràcies a la seva major durabilitat, és ideal per a peces mecanitzades que funcionen en condicions de lliscament o moviment, com ara coixinets o engranatges.
Ultem 1000
L'Ultem 1000 és un grau estàndard d'Ultem que ofereix una alta resistència i estabilitat tèrmica. Sovint s'utilitza en l'aeroespacial i l'electrònica.
Ultem 2100
L'Ultem 2100 té una resistència a l'impacte millorada en comparació amb l'Ultem 1000, cosa que el fa adequat per a aplicacions que requereixen durabilitat en condicions d'alta tensió.
Ultem 2300
L'Ultem 2300 és un grau reforçat d'Ultem que combina propietats mecàniques millorades i una alta resistència amb una excel·lent resistència a la calor. Sovint s'utilitza en aplicacions industrials més exigents on les peces estan exposades a tensions mecàniques i altes temperatures.
Ultem 4000
L'Ultem 4000 és un grau transparent d'Ultem que conté fibra de vidre, PTFE i farcits de pols de grafit per augmentar-ne la resistència al desgast i actuar com a lubricant intern. És adequat per a carcasses d'equips electrònics i accessoris personals.
Comparació de propietats dels graus d'Ultem
Propietat | RPT 2100 LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
Resistència a la tracció, rendiment (MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
Allargament al trencament (%) | 5-10% | 6-10% | 5-8% | 5-8% | 6-10% |
Duresa (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Temperatura de desviació de calor (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Temperatura de transició de vidre (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
Quins són els mètodes per al mecanitzat CNC de PEI (Ultem)?
Serrat PEI
El serrat de PEI (Ultem) és l'acció de tallar làmines o blocs grans del material en peces més petites i utilitzables. Generalment, s'utilitza una fulla de carbur d'alta velocitat per aconseguir talls nets. El serrat com a mètode resulta beneficiós a l'hora de preparar l'Ultem per a altres operacions de mecanitzat, però cal tenir cura en la gestió de la calor durant l'operació de tall perquè el material no es deteriori.
Perforació PEI
La perforació de PEI requereix una atenció meticulosa a la velocitat de tall i a les velocitats d'avanç per evitar la fusió del material. És imprescindible utilitzar broques afilades i d'alta qualitat fetes de cobalt o carbur per produir forats nets sense un escalfament excessiu. A més, s'utilitzen refrigerants o raigs d'aire per mantenir temperatures més baixes a la zona de perforació, així com per evitar que es produeixin esquerdes.
PEI Fresat
Quan es fresa PEI, cal utilitzar mètodes de mecanitzat complexos per crear característiques com contorns, bosses i ranures. Tant la resistència com l'estabilitat tèrmica del material requereixen velocitats de fresat precises i freses de tall d'alta qualitat. És important utilitzar sistemes de refrigeració per evitar el sobreescalfament de les màquines CNC, i les eines de tall s'han de canviar sovint per mantenir la precisió i l'acabat superficial suau.
Tornejat PEI
Quan es torneja PEI, el material s'ha de girar en un torn i, a continuació, s'utilitza una eina de tall per eliminar el material. Donada la duresa i la resistència al desgast d'Ultem, s'utilitzen eines de carbur. Cal aplicar eines afilades i velocitats de tall lentes per aconseguir un acabat suau i evitar que el material s'escalfi massa.
Problemes clau i tècniques efectives en el mecanitzat CNC d'Ultem
Problemes clau en el mecanitzat CNC d'Ultem:
1. Generació de calor
El material Ultem té un punt de fusió alt i és propens a l'acumulació de calor durant el mecanitzat, cosa que pot causar expansió tèrmica, deformació o fins i tot fusió del material.
2. Qualitat de la superfície
Com que l'Ultem tendeix a fondre's o a esquerdar-se quan no es mecanitza correctament, és difícil aconseguir un acabat superficial llis.
3. Desgast de les eines
La naturalesa abrasiva d'Ultem pot accelerar el desgast de l'eina, especialment quan s'utilitzen velocitats de tall o eines inadequades.
4. Fragilitat
Malgrat la seva resistència, l'Ultem pot ser una mica fràgil, especialment en seccions transversals primes o sota forces de tall elevades, cosa que pot provocar esquerdes o trencaments.
5. Control de xips
Ultem produeix encenalls llargs i enganxosos que poden obstruir les eines de tall o les màquines si no es controlen adequadament.
6. Estabilitat dimensional
La sensibilitat del material a la calor pot afectar la seva precisió dimensional si el refredament no es gestiona correctament.
Tècniques efectives per al mecanitzat CNC d'Ultem
1. Selecció adequada de les eines
Feu servir eines afilades de carbur o recobertes de diamant per reduir la fricció i el desgast de l'eina. Aquests materials poden suportar la naturalesa abrasiva de l'Ultem millor que l'acer ràpid estàndard (HSS).
2. Velocitats de tall i avanços
Utilitzeu velocitats de tall més baixes per minimitzar l'acumulació de calor, però manteniu velocitats d'avanç mitjanes-altes. Les velocitats de tall típiques oscil·len entre 1,000 i 3,000 RPM amb velocitats d'avanç de 0.005 a 0.020 polzades per dent.
3. Refrigeració i lubricació
Feu servir refrigeració per aire o una lleugera boira de refrigerant per dissipar eficaçment la calor. Eviteu l'ús excessiu de refrigerant, ja que l'Ultem és un termoplàstic que pot absorbir humitat, cosa que pot causar inestabilitat dimensional.
4. Gestió de xips
Utilitzeu una geometria d'eina adequada amb un angle de raspall elevat i trenca-encenalls optimitzats per ajudar a gestionar les encenalls llargues i primes produïdes per Ultem. Les freses d'hèlix alta promouen una evacuació eficaç de les encenalls.
5. Recuit després del mecanitzat
Per alleujar les tensions residuals induïdes pel mecanitzat, considereu el recuit de les peces d'Ultem després del mecanitzat. Un procés de recuit típic implica escalfar el material a uns 300 °C a 400 °C durant diverses hores, seguit d'un refredament lent.
Indústries que utilitzen peces mecanitzades d'Ultem
aeroespacial
- Interiors d'avions (panells, suports)
- Carcasses elèctriques
- Components estructurals (suports, brides)
- Dispositius Metges
Automotor
- peces del sistema de combustible (injectors de combustible)
- Components de frens (carcasses de frens)
- Connectors elèctrics
- Electrònica
Dispositius Metges
- Instruments quirúrgics
- Dispositius de diagnòstic
- Components implantables (implants dentals, carcasses de marcapassos)
Electrònica
- connectors
- Les plaques de circuits
- Aïllants
defensa
- Carcasses protectores (carcasses d'equips)
- Components de municions (sistemes de guiatge)
- Equipament de comunicacions
Bens de consum
- Electrodomèstics de cuina (peces de batedora, carcasses d'electrodomèstics)
- Equipament esportiu (recanvis de bicicleta, cascs)
- Electrònica domèstica (ordinadors, comandaments a distància)
Quines són les diferències entre el mecanitzat PEEK i el mecanitzat Ultem?
característica | PEEK (polieteretercetona) | Ultem (polieterimida) |
Estabilitat tèrmica | Major resistència a la calor (Tg ~ 143 °C) | Resistència moderada a la calor (Tg ~ 217 °C) |
Resistència química | Excel·lent resistència a una àmplia gamma de productes químics | Bona resistència química, però no tan forta com la del PEEK |
força | Resistència a la tracció i rigidesa molt elevades | Alta resistència, però lleugerament inferior a la del PEEK |
Maquinabilitat | Més fàcil de mecanitzar, però calen velocitats d'avanç més lentes | Una mica més difícil de mecanitzar, requereix més cura |
Absorció d’humitat | Absorció d'humitat molt baixa | Baixa absorció d'humitat |
Aïllament elèctric | Excel·lents propietats d'aïllament elèctric | Bones propietats d'aïllament elèctric |
Cost | En general més car | Una mica més assequible que PEEK |
Aplicacions | Aeroespacial, dispositius mèdics, automoció, electrònica | Aeroespacial, dispositius mèdics, automoció, electrònica |
Acabat de la superfície | Pot aconseguir fàcilment acabats superficials llisos | Pot requerir més esforç per a acabats suaus |
pes | Lleugerament més pesat que Ultem | Més lleuger que el PEEK |
Peces mecanitzades CNC Ultem personalitzades a EASIAHOME
L'Ultem és un termoplàstic d'alt rendiment que ofereix processabilitat, alta resistència i estabilitat tèrmica i química. A EASIAHOME, ens especialitzem en el lliurament de peces Ultem mecanitzades CNC personalitzades d'alta qualitat, adaptades per satisfer els requisits únics d'indústries com l'aeroespacial, els dispositius mèdics, l'automoció, l'electrònica i més.
P: PEI és el mateix que Ultem?
R: Sí, PEI (polieterimida) i Ultem són essencialment el mateix material. Ultem és la marca comercial del PEI, fabricat per SABIC. Tots dos termes s'utilitzen indistintament per referir-se al mateix termoplàstic d'alt rendiment conegut per la seva estabilitat tèrmica, resistència i resistència química.
P: Quins acabats superficials hi ha disponibles per a les peces mecanitzades d'Ultem?
A: Les peces Ultem mecanitzades per CNC poden aconseguir una varietat d'acabats superficials segons l'aplicació. Les opcions habituals inclouen: acabat mecanitzat, acabat polit o esmerilat, sorrejat, etc.
P: Quins tipus de màquines CNC són les més adequades per al mecanitzat de PEI (Ultem)?
A: Les màquines CNC amb eixos d'alta velocitat, configuracions rígides i sistemes de refrigeració són les més adequades per al mecanitzat de PEI. Les màquines comunes inclouen fresadores CNC, torns i perforadores equipades amb eines de carbur o recobertes de diamant.
P: Es poden mecanitzar peces de PEI (Ultem) amb toleràncies ajustades?
R: Sí, amb les tècniques i els equips de mecanitzat adequats, el PEI pot aconseguir toleràncies ajustades. Això el fa adequat per a aplicacions que requereixen una alta precisió, com ara dispositius mèdics i components aeroespacials.
P: El mecanitzat de PEI (Ultem) requereix refrigeració o lubricació?
R: Sí, sovint calen refrigerants o raigs d'aire per dissipar la calor durant el mecanitzat. Això evita que el material s'estovi o es fongui i garanteix un acabat més net.
