Lorsqu'il s'agit de traiter des plastiques hautes performances, on pense généralement à l'usinage CNC PEEK (polyéther éther cétone) et à l'usinage CNC PEI. Dans l'article précédent, nous avons parlé de Usinage CNC PEEKL'article d'aujourd'hui parle principalement de l'usinage CNC PEI (Ultem). Î.-P.-É. (Ultem) est un thermoplastique haute performance doté d'une résistance mécanique élevée, d'une rigidité élevée et d'une bonne aptitude au traitement, ce qui en fait le matériau de traitement préféré pour de nombreuses applications industrielles.
Qu'est-ce que PEI(Ultem)?
PEI est l'abréviation de polyétherimide, également connu sous le nom d'Ultem. Il s'agit d'un polymère thermoplastique caractérisé par ses performances ultra-élevées, en raison de sa résistance, de sa stabilité thermique et de sa capacité à résister à une large gamme de produits chimiques. L'aérospatiale, l'automobile, l'électronique et les appareils médicaux sont quelques-unes des industries qui utilisent l'Ultem. L'Ultem est également conçu par CNC, en raison de ses excellentes propriétés mécaniques et de sa capacité à créer des structures complexes.
Propriétés de l'Ultem
Résistance à la traction
L'Ultem est connu pour avoir une résistance à la traction élevée, estimée à environ 110 MPa. Cela permet aux pièces en Ultem de conserver leur intégrité structurelle tout en subissant les effets de la gravité et en conservant une résistance à la flexion et aux chocs.
Stabilité thermique
L'Ultem présente une grande capacité d'expansion thermique, lui permettant de résister à des températures d'environ 217 degrés Celsius. Associé à une certaine rigidité, cela garantit que l'Ultem reste intact de manière fiable même exposé à des températures élevées.
Résistance chimique
La résistance de l'Ultem aux acides, bases et solvants organiques est très élevée. Cette caractéristique permet aux pièces Ultem de résister aux environnements difficiles sans subir de dégradation.
stabilité dimensionnelle
La capacité de l'Ultem à conserver sa forme lors d'une utilisation à long terme ainsi que de fluctuations rapides de température est connue sous le nom de stabilité dimensionnelle.
Ignifugation et transparence
La transparence de l'Ultem s'associe à ses propriétés autoextinguibles. Il peut être utilisé dans les applications où des propriétés ignifuges sont requises ainsi que dans les applications où une transparence optique est nécessaire.
Quelles sont les qualités d'Ultem ?
RPT 2100 LF
Ultem RPT 2100 LF est une nuance d'Ultem à faible frottement conçue pour les applications qui nécessitent une usure réduite et une lubrification améliorée. En raison de sa durabilité accrue, il est idéal pour les pièces usinées qui fonctionnent dans des conditions de glissement ou de déplacement, telles que les roulements ou les engrenages.
Ultem 1000
L'Ultem 1000 est une qualité standard d'Ultem qui offre une résistance élevée et une stabilité thermique. Il est souvent utilisé dans l'aérospatiale et l'électronique.
Ultem 2100
L'Ultem 2100 présente une résistance aux chocs améliorée par rapport à l'Ultem 1000, ce qui le rend adapté aux applications qui nécessitent une durabilité dans des conditions de forte contrainte.
Ultem 2300
L'Ultem 2300 est une nuance d'Ultem renforcée qui allie des propriétés mécaniques améliorées et une résistance élevée à une excellente résistance à la chaleur. Il est souvent utilisé dans des applications industrielles plus exigeantes où les pièces sont exposées à des contraintes mécaniques et à des températures élevées.
Ultem 4000
Ultem 4000 est une nuance transparente d'Ultem qui contient des charges de fibre de verre, de PTFE et de poudre de graphite pour augmenter sa résistance à l'usure et agir comme lubrifiant interne. Il convient aux boîtiers d'équipements électroniques et aux accessoires personnels.
Comparaison des propriétés des différentes qualités d'Ultem
Propriétés | RPT 2100 LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
Résistance à la traction, rendement (MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
Allongement à la rupture (%) | 5 to 10 % | 6 to 10 % | 5 to 8 % | 5 to 8 % | 6 to 10 % |
Dureté (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Température de fléchissement thermique (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Température de transition vitreuse (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
Quelles sont les méthodes d'usinage CNC PEI (Ultem) ?
Sciage à l'Île-du-Prince-Édouard
Le sciage du PEI (Ultem) consiste à découper de grandes feuilles ou blocs de matériau en morceaux plus petits et plus utilisables. En général, une lame en carbure à grande vitesse est utilisée pour obtenir des coupes nettes. Le sciage en tant que méthode s'avère bénéfique lorsqu'il s'agit de préparer le stock d'Ultem pour d'autres opérations d'usinage. Cependant, il faut veiller à la gestion de la chaleur pendant l'opération de coupe afin que le matériau ne se détériore pas.
Forage à l'Île-du-Prince-Édouard
Le perçage du PEI nécessite une attention méticuleuse à la vitesse de coupe et aux vitesses d'avance pour éviter la fusion du matériau. Il est impératif d'utiliser des forets tranchants et de haute qualité en cobalt ou en carbure afin de produire des trous propres sans échauffement excessif. De plus, des jets de liquide de refroidissement ou d'air sont utilisés pour maintenir des températures plus basses dans la zone de perçage et empêcher la formation de fissures.
Fraisage PEI
Lors du fraisage du PEI, il est nécessaire d'utiliser des méthodes d'usinage complexes pour créer des éléments tels que des contours, des poches et des fentes. La résistance et la stabilité thermique du matériau nécessitent des vitesses de fraisage précises et des fraises de haute qualité. Il est important d'utiliser des systèmes de refroidissement pour éviter la surchauffe des machines CNC, et les outils de coupe doivent être changés souvent pour maintenir la précision et la finition de surface lisse.
Tournage à l'Île-du-Prince-Édouard
Lors du tournage du PEI, le matériau doit être tourné sur un tour, puis un outil de coupe est utilisé pour éliminer le matériau. Étant donné la dureté et la résistance à l'usure de l'Ultem, des outils en carbure sont utilisés. Des outils tranchants et des vitesses de coupe lentes doivent être utilisés pour obtenir une finition lisse et pour empêcher la surchauffe du matériau.
Problèmes clés et techniques efficaces dans l'usinage CNC Ultem
Principaux problèmes de l'usinage CNC Ultem :
1. Génération de chaleur
Le matériau Ultem a un point de fusion élevé et est sujet à une accumulation de chaleur pendant l'usinage, ce qui peut provoquer une dilatation thermique, une déformation ou même la fusion du matériau.
2. Qualité de surface
Étant donné que l'Ultem a tendance à fondre ou à s'écailler lorsqu'il n'est pas usiné correctement, il est difficile d'obtenir une finition de surface lisse.
3. Usure des outils
La nature abrasive de l’Ultem peut accélérer l’usure des outils, en particulier lorsque des vitesses de coupe ou des outils inappropriés sont utilisés.
4. Fragilité
Malgré sa résistance, l'Ultem peut être quelque peu cassant, notamment dans les sections minces ou sous des forces de coupe élevées, ce qui peut entraîner des fissures ou des ruptures.
5. Contrôle des puces
L'Ultem produit des copeaux longs et collants qui peuvent obstruer les outils de coupe ou les machines s'ils ne sont pas correctement contrôlés.
6. Stabilité dimensionnelle
La sensibilité du matériau à la chaleur peut affecter sa précision dimensionnelle si le refroidissement n'est pas correctement géré.
Techniques efficaces pour l'usinage CNC Ultem
1. Sélection d'outils appropriés
Utilisez des outils tranchants en carbure ou en diamant pour réduire la friction et l'usure de l'outil. Ces matériaux peuvent mieux gérer la nature abrasive de l'Ultem que l'acier rapide standard (HSS).
2.Vitesse de coupe et avances
Utilisez des vitesses de coupe plus faibles pour minimiser l'accumulation de chaleur, mais maintenez des vitesses d'avance moyennes à élevées. Les vitesses de coupe typiques varient entre 1,000 3,000 et 0.005 0.020 tr/min avec des vitesses d'avance de XNUMX à XNUMX pouce par dent.
3. Refroidissement et lubrification
Utilisez un refroidissement par air ou un léger brouillard de liquide de refroidissement pour dissiper efficacement la chaleur. Évitez une utilisation excessive de liquide de refroidissement, car l'Ultem est un thermoplastique qui peut absorber l'humidité, ce qui peut provoquer une instabilité dimensionnelle.
4. Gestion des puces
Utilisez une géométrie d'outil appropriée avec un angle de coupe élevé et des brise-copeaux optimisés pour faciliter la gestion des copeaux longs et fins produits par Ultem. Les fraises à hélice élevée favorisent une évacuation efficace des copeaux.
5. Recuit après usinage
Pour soulager les contraintes résiduelles induites par l'usinage, envisagez de recuire les pièces en Ultem après l'usinage. Un processus de recuit typique consiste à chauffer le matériau à environ 300 °C à 400 °C (150 °F à 200 °F) pendant plusieurs heures, suivi d'un refroidissement lent.
Industries utilisant des pièces usinées en Ultem
Industrie aerospatiale
- Intérieurs d'avion (panneaux, supports)
- Boîtiers électriques
- Composants structurels (supports, colliers)
- Dispositifs médicaux
Automobile
- Pièces du système d'alimentation en carburant (injecteurs de carburant)
- Composants de frein (boîtiers de frein)
- Connecteurs électriques
- Vitrines et Écrans Numériques
Dispositifs médicaux
- Instruments chirurgicaux
- Appareils de diagnostic
- Composants implantables (implants dentaires, boîtiers de stimulateurs cardiaques)
Vitrines et Écrans Numériques
- Connecteurs
- Les circuits
- Isolateurs
Défense
- Boîtiers de protection (caissons d'équipements)
- Composants de munitions (systèmes de guidage)
- Matériel de communication
Biens de consommation
- Appareils de cuisine (pièces de mixeur, boîtiers d'appareils)
- Équipements sportifs (pièces de vélo, casques)
- Électronique domestique (ordinateurs, télécommandes)
Quelles sont les différences entre l'usinage PEEK et Ultem ?
Caractéristique | PEEK (Polyétheréthercétone) | Ultem (polyétherimide) |
Stabilité thermique | Résistance thermique plus élevée (Tg ~ 143°C) | Résistance thermique modérée (Tg ~ 217°C) |
Résistance chimique | Excellente résistance à une large gamme de produits chimiques | Bonne résistance chimique, mais pas aussi solide que le PEEK |
Solidité | Résistance à la traction et rigidité très élevées | Résistance élevée, mais légèrement inférieure à celle du PEEK |
Usinabilité | Plus facile à usiner, mais des vitesses d'avance plus lentes sont nécessaires | Légèrement plus difficile à usiner, nécessite plus de soin |
Absorption d'humidité | Très faible absorption d'humidité | Faible absorption d'humidité |
Isolation électrique | Excellentes propriétés d'isolation électrique | Bonnes propriétés d'isolation électrique |
Prix | Généralement plus cher | Légèrement plus abordable que le PEEK |
Applications | Aérospatiale, dispositifs médicaux, automobile, électronique | Aérospatiale, dispositifs médicaux, automobile, électronique |
Finition de surface | Permet d'obtenir facilement des finitions de surface lisses | Peut nécessiter plus d'efforts pour des finitions lisses |
Poids | Légèrement plus lourd que l'Ultem | Plus léger que le PEEK |
Pièces usinées CNC en Ultem personnalisées chez EASIAHOME
L'Ultem est un thermoplastique haute performance qui offre une aptitude au traitement, une résistance élevée, une stabilité thermique et chimique. Chez EASIAHOME, nous sommes spécialisés dans la livraison de pièces Ultem usinées CNC personnalisées de haute qualité, adaptées pour répondre aux exigences uniques d'industries telles que l'aérospatiale, les appareils médicaux, l'automobile, l'électronique, etc.
Q : Le PEI est-il identique à l’Ultem ?
R : Oui, le PEI (polyétherimide) et l'Ultem sont essentiellement le même matériau. Ultem est le nom commercial du PEI, fabriqué par SABIC. Les deux termes sont utilisés de manière interchangeable pour désigner le même thermoplastique haute performance connu pour sa stabilité thermique, sa solidité et sa résistance chimique.
Q : Quelles finitions de surface sont disponibles pour les pièces usinées en Ultem ?
R : Les pièces en Ultem usinées CNC peuvent obtenir une variété de finitions de surface en fonction de l'application. Les options courantes incluent : finition usinée, finition rectifiée ou polie, sablée, etc.
Q : Quels types de machines CNC sont les mieux adaptés à l'usinage du PEI (Ultem) ?
R : Les machines CNC équipées de broches à grande vitesse, de configurations rigides et de systèmes de refroidissement sont les mieux adaptées à l'usinage du PEI. Les machines courantes comprennent les fraiseuses, les tours et les perceuses CNC équipées d'outils revêtus de carbure ou de diamant.
Q : Les pièces en PEI (Ultem) peuvent-elles être usinées avec des tolérances serrées ?
R : Oui, avec des techniques d'usinage et des équipements appropriés, le PEI peut atteindre des tolérances serrées. Cela le rend adapté aux applications nécessitant une grande précision, telles que les appareils médicaux et les composants aérospatiaux.
Q : L'usinage du PEI (Ultem) nécessite-t-il un refroidissement ou une lubrification ?
R : Oui, des liquides de refroidissement ou des jets d'air sont souvent nécessaires pour dissiper la chaleur pendant l'usinage. Cela empêche le ramollissement ou la fusion du matériau et garantit une finition plus propre.
