Když se řekne zpracování vysoce výkonných plastů, lidé si obecně vybaví CNC obrábění PEEK (Polyether Ether Ketone) a CNC obrábění PEI. V předchozím článku jsme mluvili o CNC obrábění PEEK. Dnešní článek pojednává především o PEI (Ultem) CNC obrábění. PEI (Ultem) je vysoce výkonný termoplast s vysokou mechanickou pevností, vysokou tuhostí a dobrou zpracovatelností, což z něj činí preferovaný zpracovatelský materiál pro mnoho průmyslových aplikací.
Co je PEI (Ultem)?
PEI je zkratka pro polyetherimid také známý jako Ultem. Jedná se o termoplastický polymer, který se vyznačuje ultra vysokým výkonem díky své pevnosti, tepelné stabilitě a schopnosti odolávat široké škále chemikálií. Letecký průmysl, automobilový průmysl, elektronika a lékařská zařízení jsou některá z odvětví, která využívají Ultem. Ultem je také vyroben CNC díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem a schopnosti vytvářet složité struktury.
Vlastnosti Ultemu
Pevnost v tahu
Ultem je známo, že má vysokou pevnost v tahu, zjištěnou kolem 110 MPa. To umožňuje dílům Ultem udržet strukturální integritu při současném vystavení účinkům gravitace, stejně jako zachování povolené pevnosti v ohybu a rázové pevnosti.
Tepelná stabilita
Ultem má vysokou tepelnou roztažitelnost a je schopen odolat teplotám kolem 217 stupňů Celsia. Ve spojení s tuhostí to zajišťuje, že Ultem zůstane spolehlivě neporušený i při vystavení vysokým teplotám.
Chemická odolnost
Odolnost Ultemu vůči kyselinám, zásadám a organickým rozpouštědlům podléhá silné odolnosti. Tato vlastnost umožňuje dílům Ultem odolat drsnému prostředí, aniž by podléhaly degradaci.
Prostorová stabilita
Schopnost Ultemu udržet si tvar při dlouhodobém používání a také při rychlých teplotních výkyvech je známá jako rozměrová stabilita.
Nehořlavost a průhlednost
Průhlednost Ultemu je kombinována s jeho samozhášecími schopnostmi. Může být použit tam, kde jsou požadovány vlastnosti zpomalující hoření, stejně jako tam, kde je potřeba optická průhlednost.
Jaké jsou známky Ultemu?
RPT 2100 LF
Ultem RPT 2100 LF je třída Ultemu s nízkým třením navržená pro aplikace, které vyžadují snížené opotřebení a zlepšenou mazivost. Díky své zvýšené odolnosti je ideální pro obráběné díly, které pracují v kluzných nebo pohyblivých podmínkách, jako jsou ložiska nebo ozubená kola.
Ultem 1000
Ultem 1000 je standardní třída Ultemu, která nabízí vysokou pevnost a tepelnou stabilitu. Často se používá v letectví a elektronice.
Ultem 2100
Ultem 2100 má zvýšenou odolnost proti nárazu ve srovnání s Ultem 1000, díky čemuž je vhodný pro aplikace, které vyžadují odolnost za podmínek vysokého zatížení.
Ultem 2300
Ultem 2300 je zesílená třída Ultemu, která kombinuje vylepšené mechanické vlastnosti a vysokou pevnost s vynikající tepelnou odolností. Často se používá v náročnějších průmyslových aplikacích, kde jsou díly vystaveny mechanickému namáhání a vysokým teplotám.
Ultem 4000
Ultem 4000 je čirá třída Ultemu, která obsahuje skleněné vlákno, PTFE a grafitová prášková plniva pro zvýšení odolnosti proti opotřebení a působí jako vnitřní mazivo. Je vhodný pro kryty elektronických zařízení a osobní příslušenství.
Porovnání vlastností tříd Ultem
Vlastnictví | RPT 2100 LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
Pevnost v tahu, kluznost (MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
Prodloužení po přetržení (%) | 5-10% | 6-10% | 5-8% | 5-8% | 6-10% |
Tvrdost (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Teplota odklonu tepla (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Teplota skelného přechodu (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
Jaké jsou metody pro CNC obrábění PEI (Ultem)?
PEI řezání
Řezání PEI (Ultem) je činnost řezání velkých listů nebo bloků materiálu na menší, lépe použitelné kusy. Obecně se pro dosažení čistých řezů používá vysokorychlostní karbidový kotouč. Řezání jako metoda se ukazuje jako výhodné, pokud jde o přípravu polotovaru Ultem pro další obráběcí operace, je však třeba dbát na řízení tepla během operace řezání, aby se materiál neznehodnocoval.
PEI vrtání
Vrtání PEI vyžaduje pečlivou pozornost k řezné rychlosti a rychlosti posuvu, aby nedošlo k roztavení materiálu. Je nezbytné používat ostré a vysoce kvalitní vrtáky vyrobené buď z kobaltu nebo karbidu, aby bylo možné vytvářet čisté otvory bez nadměrného zahřívání. Kromě toho se k udržení nižších teplot v zóně vrtání a k zabránění vzniku prasklin používá chladicí kapalina nebo proudění vzduchu.
PEI frézování
Při frézování PEI je nutné použít složité metody obrábění k vytvoření prvků, jako jsou obrysy, kapsy a drážky. Pevnost i tepelná stabilita materiálu vyžaduje přesné frézovací rychlosti a vysoce kvalitní stopkové frézy. Je důležité používat chladicí systémy, aby se zabránilo přehřátí od CNC strojů, a řezné nástroje by se měly často měnit, aby byla zachována přesnost a hladký povrch.
Soustružení PEI
Při soustružení PEI se musí materiál otočit na soustruhu a k odstranění materiálu se použije řezný nástroj. Vzhledem k tvrdosti a odolnosti Ultemu se používají tvrdokovové nástroje. Aby bylo dosaženo hladkého povrchu a aby se materiál nepřehříval, je třeba používat ostré nástroje a pomalé řezné rychlosti.
Klíčové problémy a efektivní techniky v CNC obrábění Ultem
Klíčové problémy v CNC obrábění Ultem:
1. Výroba tepla
Materiál Ultem má vysoký bod tání a je náchylný k hromadění tepla během obrábění, které může způsobit tepelnou roztažnost, deformaci nebo dokonce roztavení materiálu.
2. Kvalita povrchu
Protože Ultem má tendenci se tavit nebo třískat, když není správně obrobeno, je obtížné dosáhnout hladkého povrchu.
3. Opotřebení nářadí
Abrazivní povaha Ultemu může urychlit opotřebení nástroje, zejména při použití nevhodných řezných rychlostí nebo nástrojů.
4.Křehkost
Navzdory své pevnosti může být Ultem poněkud křehký, zejména v tenkých průřezech nebo při vysokých řezných silách, což vede k praskání nebo lámání.
5.Ovládání čipu
Ultem produkuje dlouhé, lepkavé třísky, které mohou ucpat řezné nástroje nebo stroje, pokud nejsou správně kontrolovány.
6. Rozměrová stabilita
Citlivost materiálu na teplo může ovlivnit jeho rozměrovou přesnost, pokud chlazení není správně řízeno.
Efektivní techniky pro CNC obrábění Ultem
1. Správný výběr nástroje
Ke snížení tření a opotřebení nástroje používejte ostré tvrdokovové nebo diamantem potažené nástroje. Tyto materiály si poradí s abrazivní povahou Ultemu lépe než standardní rychlořezná ocel (HSS).
2. Řezné rychlosti a posuvy
Použijte nižší řezné rychlosti, abyste minimalizovali hromadění tepla, ale zachovali střední až vysoké rychlosti posuvu. Typické řezné rychlosti se pohybují mezi 1,000 3,000 a 0.005 0.020 RPM s rychlostmi posuvu XNUMX až XNUMX palce na zub.
3.Chlazení a mazání
K efektivnímu odvodu tepla použijte chlazení vzduchem nebo lehkou chladicí mlhu. Vyhněte se nadměrnému používání chladicí kapaliny, protože Ultem je termoplast, který může absorbovat vlhkost, což může způsobit rozměrovou nestabilitu.
4. Správa čipů
Používejte správnou geometrii nástroje s vysokým úhlem čela a optimalizované utvařeče, které vám pomohou zvládnout dlouhé, tenké třísky vyráběné Ultem. Čelní frézy s vysokou šroubovicí podporují efektivní odvod třísek.
5.Žíhání po obrábění
Chcete-li zmírnit zbytková napětí způsobená obráběním, zvažte žíhání dílů Ultem po obrábění. Typický proces žíhání zahrnuje zahřívání materiálu na přibližně 300 °F až 400 °F (150 °C až 200 °C) po dobu několika hodin, po kterém následuje pomalé chlazení.
Průmyslová odvětví využívající obráběné díly Ultem
Letecký a vesmírný průmysl
- Interiéry letadel (panely, držáky)
- Elektrické skříně
- Konstrukční prvky (podpěry, svorky)
- Zdravotnictví
Automobilový průmysl
- Díly palivového systému (vstřikovače paliva)
- Brzdové komponenty (brzdová pouzdra)
- Elektrické konektory
- Elektronika
Zdravotnictví
- Chirurgické nástroje
- Diagnostické přístroje
- Implantovatelné součásti (zubní implantáty, pouzdra kardiostimulátorů)
Elektronika
- Konektory
- plošných spojů
- Izolátory
Obrana
- Ochranná pouzdra (kryty zařízení)
- Komponenty munice (naváděcí systémy)
- Komunikační zařízení
Spotřební zboží
- Kuchyňské spotřebiče (části mixérů, kryty spotřebičů)
- Sportovní vybavení (díly na kola, helmy)
- Domácí elektronika (počítače, dálkové ovladače)
Jaké jsou rozdíly mezi PEEK a Ultem Machining?
vlastnost | PEEK (polyetheretherketon) | Ultem (polyetherimid) |
Tepelná stabilita | Vyšší tepelná odolnost (Tg ~ 143°C) | Střední tepelná odolnost (Tg ~ 217°C) |
Chemická odolnost | Vynikající odolnost vůči široké škále chemikálií | Dobrá chemická odolnost, ale ne tak silná jako PEEK |
Pevnost | Velmi vysoká pevnost v tahu a tuhost | Vysoká pevnost, ale o něco nižší než PEEK |
Obrábění | Jednodušší obrábění, ale jsou zapotřebí nižší rychlosti posuvu | Poněkud tvrdší na stroj, vyžaduje více péče |
Absorpce vlhkosti | Velmi nízká absorpce vlhkosti | Nízká absorpce vlhkosti |
Elektrické izolace | Vynikající elektroizolační vlastnosti | Dobré elektroizolační vlastnosti |
Stát | Obecně dražší | O něco dostupnější než PEEK |
Aplikace | Letectví, zdravotnická zařízení, automobilový průmysl, elektronika | Letectví, zdravotnická zařízení, automobilový průmysl, elektronika |
povrchová úprava | Lze snadno dosáhnout hladkých povrchových úprav | Pro hladké povrchy může vyžadovat více úsilí |
Hmotnost | O něco těžší než Ultem | Lehčí než PEEK |
Zakázkové CNC obráběné díly Ultem v EASIAHOME
Ultem je vysoce výkonný termoplast, který nabízí zpracovatelnost, vysokou pevnost, tepelnou a chemickou stabilitu. Ve společnosti EASIAHOME se specializujeme na dodávky vysoce kvalitních zakázkově CNC obráběných dílů Ultem, přizpůsobených tak, aby splňovaly jedinečné požadavky průmyslových odvětví, jako je letecký průmysl, lékařská zařízení, automobilový průmysl, elektronika a další.
Otázka: Je PEI stejný jako Ultem?
Odpověď: Ano, PEI (polyetherimid) a Ultem jsou v podstatě stejný materiál. Ultem je obchodní značka pro PEI, vyráběná společností SABIC. Oba termíny se používají zaměnitelně pro označení stejného vysoce výkonného termoplastu známého pro svou tepelnou stabilitu, pevnost a chemickou odolnost.
Otázka: Jaké povrchové úpravy jsou k dispozici pro Ultem Machined Parts?
Odpověď: CNC obráběné díly Ultem mohou dosáhnout různých povrchových úprav v závislosti na aplikaci. Mezi běžné možnosti patří: obrobená povrchová úprava, broušená nebo leštěná povrchová úprava, pískovaná atd.
Otázka: Jaké typy CNC strojů jsou nejvhodnější pro obrábění PEI (Ultem)?
A: CNC stroje s vysokorychlostními vřeteny, pevným uspořádáním a chladicími systémy jsou nejvhodnější pro obrábění PEI. Mezi běžné stroje patří CNC frézy, soustruhy a vrtačky vybavené karbidovými nebo diamantovými nástroji.
Otázka: Mohou být díly PEI (Ultem) obráběny v úzkých tolerancích?
Odpověď: Ano, se správnými technikami obrábění a vybavením může PEI dosáhnout úzkých tolerancí. Díky tomu je vhodný pro aplikace vyžadující vysokou přesnost, jako jsou lékařské přístroje a letecké komponenty.
Otázka: Vyžaduje obrábění PEI (Ultem) chlazení nebo mazání?
Odpověď:Ano, chladicí kapaliny nebo proudění vzduchu jsou často nutné k rozptýlení tepla během obrábění. To zabraňuje změkčení nebo roztavení materiálu a zajišťuje čistší povrch.
