Cuando se trata de procesar plásticos de alto rendimiento, la gente generalmente piensa en el mecanizado CNC de PEEK (poliéter éter cetona) y el mecanizado CNC de PEI. En el artículo anterior, hemos hablado sobre Mecanizado CNC PEEKEl artículo de hoy habla principalmente sobre el mecanizado CNC PEI (Ultem). PEI (Ultem) Es un termoplástico de alto rendimiento con alta resistencia mecánica, alta rigidez y buena procesabilidad, lo que lo convierte en el material de procesamiento preferido para muchas aplicaciones industriales.
¿Qué es PEI(Ultem)?
PEI es la abreviatura de polieterimida, también conocida como Ultem. Es un polímero termoplástico que se caracteriza por su altísimo rendimiento, debido a su resistencia, estabilidad térmica y su capacidad para soportar una amplia gama de productos químicos. La industria aeroespacial, automotriz, electrónica y de dispositivos médicos son algunas de las industrias que utilizan Ultem. Ultem también está diseñado con CNC, debido a sus excelentes propiedades mecánicas y su capacidad para crear estructuras complejas.
Propiedades de Ultem
Resistencia a la tracción
Se sabe que el Ultem tiene una alta resistencia a la tracción, que ronda los 110 MPa. Esto permite que las piezas de Ultem mantengan la integridad estructural mientras experimentan los efectos de la gravedad, además de mantener la resistencia a la flexión y la resistencia al impacto.
Estabilidad térmica
El Ultem tiene una gran capacidad de expansión térmica, pudiendo soportar temperaturas de alrededor de 217 grados Celsius. Esto, junto con su rigidez, garantiza que el Ultem se mantenga intacto de manera confiable bajo exposición a altas temperaturas.
Resistencia química
La resistencia de Ultem a los ácidos, bases y solventes orgánicos le otorga una gran resistencia. Esta característica permite que las piezas de Ultem soporten entornos hostiles sin sufrir degradación.
Estabilidad dimensional
La capacidad de Ultem de mantener su forma durante un uso prolongado así como bajo rápidas fluctuaciones de temperatura se conoce como estabilidad dimensional.
Retardancia de llama y transparencia
La transparencia de Ultem se combina con su capacidad de autoextinguirse. Puede utilizarse donde se requieren propiedades ignífugas y transparencia óptica.
¿Cuales son los grados de Ultem?
RPT2100LF
Ultem RPT 2100 LF es un grado de Ultem de baja fricción diseñado para aplicaciones que requieren un menor desgaste y una mejor lubricidad. Debido a su mayor durabilidad, es ideal para piezas mecanizadas que funcionan en condiciones de deslizamiento o movimiento, como cojinetes o engranajes.
Ultem 1000
Ultem 1000 es un grado estándar de Ultem que ofrece alta resistencia y estabilidad térmica. Se utiliza a menudo en la industria aeroespacial y electrónica.
Ultem 2100
Ultem 2100 tiene una resistencia al impacto mejorada en comparación con Ultem 1000, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren durabilidad en condiciones de alto estrés.
Ultem 2300
Ultem 2300 es un grado reforzado de Ultem que combina propiedades mecánicas mejoradas y alta resistencia con una excelente resistencia al calor. Se utiliza a menudo en aplicaciones industriales más exigentes donde las piezas están expuestas a tensiones mecánicas y altas temperaturas.
Ultem 4000
Ultem 4000 es un grado transparente de Ultem que contiene fibra de vidrio, PTFE y rellenos de polvo de grafito para aumentar su resistencia al desgaste y actuar como lubricante interno. Es adecuado para carcasas de equipos electrónicos y accesorios personales.
Comparación de propiedades de los grados Ultem
Propiedad | RPT2100LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
Resistencia a la tracción, rendimiento (MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
Alargamiento a la rotura (%) | 5-10% | 6-10% | 5-8% | 5-8% | 6-10% |
Dureza (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Temperatura de deflexión térmica (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Temperatura de transición vítrea (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
¿Cuáles son los métodos para el mecanizado CNC de PEI (Ultem)?
Aserrado PEI
El aserrado de PEI (Ultem) es la acción de cortar grandes láminas o bloques del material en piezas más pequeñas y utilizables. Generalmente, se utiliza una hoja de carburo de alta velocidad para lograr cortes limpios. El aserrado como método resulta beneficioso cuando se trata de preparar material de Ultem para otras operaciones de mecanizado; sin embargo, se debe tener cuidado en cuanto a la gestión del calor durante la operación de corte para que el material no se deteriore.
Perforación PEI
La perforación de PEI requiere una atención meticulosa a la velocidad de corte y a las velocidades de avance para evitar que el material se derrita. Es imprescindible utilizar brocas afiladas y de alta calidad, fabricadas con cobalto o carburo, para producir orificios limpios sin un calentamiento excesivo. Además, se utilizan refrigerantes o chorros de aire para mantener temperaturas más bajas en la zona de perforación y evitar que se produzcan grietas.
Fresado de PEI
Al fresar PEI, es necesario utilizar métodos de mecanizado complejos para crear características como contornos, cavidades y ranuras. Tanto la resistencia como la estabilidad térmica del material requieren velocidades de fresado precisas y fresas de alta calidad. Es importante utilizar sistemas de refrigeración para evitar el sobrecalentamiento de las máquinas CNC, y las herramientas de corte deben cambiarse con frecuencia para mantener la precisión y el acabado de la superficie uniforme.
Torneado PEI
Al tornear PEI, el material debe rotarse en un torno y luego se utiliza una herramienta de corte para eliminar el material. Dada la dureza y la resistencia al desgaste del Ultem, se utilizan herramientas de carburo. Es necesario utilizar herramientas afiladas y velocidades de corte lentas para lograr un acabado suave y evitar que el material se sobrecaliente.
Problemas clave y técnicas efectivas en el mecanizado CNC Ultem
Problemas clave en el mecanizado CNC Ultem:
1.Generación de calor
El material Ultem tiene un alto punto de fusión y es propenso a la acumulación de calor durante el mecanizado, lo que puede provocar expansión térmica, deformación o incluso la fusión del material.
2.Calidad de la superficie
Debido a que el Ultem tiende a derretirse o astillarse cuando no se mecaniza correctamente, es difícil lograr un acabado superficial suave.
3. Desgaste de la herramienta
La naturaleza abrasiva de Ultem puede acelerar el desgaste de la herramienta, especialmente cuando se utilizan herramientas o velocidades de corte inadecuadas.
4.Fragilidad
A pesar de su resistencia, el Ultem puede ser algo frágil, especialmente en secciones transversales delgadas o bajo altas fuerzas de corte, lo que provoca grietas o roturas.
5. Control de chips
Ultem produce virutas largas y pegajosas que pueden obstruir las herramientas de corte o las máquinas si no se controlan adecuadamente.
6. Estabilidad dimensional
La sensibilidad del material al calor puede afectar su precisión dimensional si el enfriamiento no se gestiona adecuadamente.
Técnicas efectivas para el mecanizado CNC Ultem
1. Selección adecuada de herramientas
Utilice herramientas afiladas de carburo o recubiertas de diamante para reducir la fricción y el desgaste de la herramienta. Estos materiales pueden soportar la naturaleza abrasiva del Ultem mejor que el acero de alta velocidad (HSS) estándar.
2. Velocidades de corte y avances
Utilice velocidades de corte más bajas para minimizar la acumulación de calor, pero mantenga velocidades de avance entre medias y altas. Las velocidades de corte típicas oscilan entre 1,000 y 3,000 RPM con velocidades de avance de 0.005 a 0.020 pulgadas por diente.
3. Refrigeración y lubricación
Utilice refrigeración por aire o una ligera neblina de refrigerante para disipar eficazmente el calor. Evite el uso excesivo de refrigerante, ya que Ultem es un termoplástico que puede absorber humedad, lo que puede provocar inestabilidad dimensional.
4. Gestión de chips
Utilice una geometría de herramienta adecuada con un ángulo de inclinación alto y rompevirutas optimizados para ayudar a manejar las virutas largas y delgadas producidas por Ultem. Las fresas de extremo de hélice alta promueven una evacuación de viruta efectiva.
5.Recocido después del mecanizado
Para aliviar las tensiones residuales inducidas por el mecanizado, considere la posibilidad de recocer las piezas Ultem después del mecanizado. Un proceso de recocido típico implica calentar el material a aproximadamente 300 °F a 400 °F (150 °C a 200 °C) durante varias horas, seguido de un enfriamiento lento.
Industrias que utilizan piezas mecanizadas Ultem
Aeroespacial
- Interiores de aeronaves (paneles, soportes)
- Carcasas eléctricas
- Componentes estructurales (soportes, abrazaderas)
- Dispositivos médicos
Motorium
- Piezas del sistema de combustible (inyectores de combustible)
- Componentes de freno (carcasas de freno)
- Los conectores eléctricos
- Vitrinas y Dispositivos Electrónicos
Dispositivos médicos
- Instrumentos quirúrgicos
- Dispositivos de diagnostico
- Componentes implantables (implantes dentales, carcasas de marcapasos)
Vitrinas y Dispositivos Electrónicos
- Conectores
- Las placas de circuitos
- Aislantes
Deportacion
- Carcasas protectoras (carcasas de equipos)
- Componentes de municiones (sistemas de guía)
- Equipo de comunicaciones
Bienes de consumo
- Electrodomésticos de cocina (piezas de licuadoras, carcasas de electrodomésticos)
- Equipamiento deportivo (piezas de bicicleta, cascos)
- Electrónica doméstica (ordenadores, mandos a distancia)
¿Cuáles son las diferencias entre el mecanizado PEEK y Ultem?
Característica | PEEK (polieteretercetona) | Ultem (polieterimida) |
Estabilidad térmica | Mayor resistencia al calor (Tg ~ 143 °C) | Resistencia moderada al calor (Tg ~ 217 °C) |
Resistencia química | Excelente resistencia a una amplia gama de productos químicos. | Buena resistencia química, pero no tan fuerte como el PEEK |
Solidez | Muy alta resistencia a la tracción y rigidez. | Alta resistencia, pero ligeramente inferior al PEEK |
maquinabilidad | Más fácil de mecanizar, pero se necesitan velocidades de avance más lentas. | Un poco más difícil de mecanizar, requiere más cuidado. |
Absorción de humedad | Absorción de humedad muy baja | Baja absorción de humedad |
Aislamiento electrico | Excelentes propiedades de aislamiento eléctrico. | Buenas propiedades de aislamiento eléctrico. |
Costo | Generalmente más caro | Un poco más asequible que el PEEK |
Aplicaciones | Aeroespacial, dispositivos médicos, automoción, electrónica | Aeroespacial, dispositivos médicos, automoción, electrónica |
Acabado de la superficie | Puede lograr acabados superficiales lisos fácilmente. | Puede requerir más esfuerzo para obtener acabados suaves. |
Peso | Un poco más pesado que Ultem | Más ligero que el PEEK |
Piezas mecanizadas CNC Ultem personalizadas en EASIAHOME
Ultem es un termoplástico de alto rendimiento que ofrece procesabilidad, alta resistencia, estabilidad térmica y química. En EASIAHOME, nos especializamos en entregar piezas Ultem mecanizadas CNC personalizadas de alta calidad, diseñadas para satisfacer los requisitos únicos de industrias como la aeroespacial, dispositivos médicos, automotriz, electrónica y más.
P: ¿PEI es lo mismo que Ultem?
R: Sí, el PEI (polieterimida) y el Ultem son básicamente el mismo material. Ultem es el nombre comercial del PEI, fabricado por SABIC. Ambos términos se utilizan indistintamente para referirse al mismo termoplástico de alto rendimiento conocido por su estabilidad térmica, su fuerza y su resistencia química.
P: ¿Qué acabados de superficie están disponibles para las piezas mecanizadas Ultem?
R: Las piezas Ultem mecanizadas por CNC pueden lograr una variedad de acabados superficiales según la aplicación. Las opciones más comunes incluyen: acabado mecanizado, acabado rectificado o pulido, arenado, etc.
P: ¿Qué tipos de máquinas CNC son las más adecuadas para mecanizar PEI (Ultem)?
R: Las máquinas CNC con husillos de alta velocidad, configuraciones rígidas y sistemas de refrigeración son las más adecuadas para mecanizar PEI. Las máquinas más comunes incluyen fresadoras CNC, tornos y taladradoras equipadas con herramientas recubiertas de carburo o diamante.
P: ¿Es posible mecanizar piezas de PEI (Ultem) con tolerancias estrictas?
R: Sí, con las técnicas y el equipo de mecanizado adecuados, el PEI puede lograr tolerancias estrictas. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren alta precisión, como dispositivos médicos y componentes aeroespaciales.
P: ¿El mecanizado de PEI (Ultem) requiere refrigeración o lubricación?
R: Sí, a menudo se necesitan refrigerantes o chorros de aire para disipar el calor durante el mecanizado. Esto evita que el material se ablande o se derrita y garantiza un acabado más limpio.
