כשמדובר בעיבוד פלסטיק בעל ביצועים גבוהים, אנשים בדרך כלל חושבים על עיבוד שבבי CNC PEEK (פוליאתר אתר קטון) ועיבוד שבבי CNC PEI. במאמר הקודם, דיברנו על... עיבוד CNC PEEKהמאמר של היום עוסק בעיקר בעיבוד שבבי PEI (Ultem) CNC. PEI (Ultem) הוא תרמופלסטי בעל ביצועים גבוהים בעל חוזק מכני גבוה, קשיחות גבוהה ויכולת עיבוד טובה, מה שהופך אותו לחומר העיבוד המועדף עבור יישומים רבים בתעשייה.
מה זה PEI (Ultem)?
PEI הוא קיצור של פוליאטרימיד, הידוע גם בשם Ultem. זהו פולימר תרמופלסטי המאופיין בביצועים גבוהים במיוחד, הודות לחוזקו, יציבותו התרמית ויכולתו לעמוד במגוון רחב של כימיקלים. תעשיות התעופה והחלל, הרכב, האלקטרוניקה והמכשור הרפואי הן חלק מהתעשיות המשתמשות ב-Ultem. Ultem גם מהונדס באמצעות CNC, הודות לתכונותיו המכניות המצוינות ויכולתו ליצור מבנים מורכבים.
מאפייני Ultem
חוזק מתיחה
לאולטם ידוע חוזק מתיחה גבוה, שנמצא כ-110 מגה פסקל. זה מאפשר לחלקי אולטם לשמור על שלמות מבנית תוך כדי חוויות של השפעות כוח הכבידה, כמו גם שמירה על חוזק כיפוף וחוזק פגיעות.
יציבות תרמית
לאולטם יכולת התפשטות תרמית גבוהה, והוא מסוגל לעמוד בטמפרטורות של כ-217 מעלות צלזיוס. בשילוב עם קשיחות, הדבר מבטיח ש-Ultem יישאר שלם בצורה אמינה גם בחשיפה לטמפרטורה גבוהה.
עמידות כימית
עמידותה של Ultem לחומצות, בסיסים וממסים אורגניים עוברת עמידות חזקה. מאפיין זה מאפשר לחלקי Ultem לעמוד בסביבות קשות מבלי לעבור התדרדרות.
יציבות ממדית
יכולתו של Ultem לשמור על צורה בשימוש ארוך טווח וכן בתנודות טמפרטורה מהירות ידועה כיציבות ממדית.
מעכב בעירה ושקיפות
השקיפות של Ultem משולבת עם יכולות הכיבוי העצמי שלו. ניתן להשתמש בו במקומות בהם נדרשות תכונות מעכבות בעירה וכן במקומות בהם נדרשת שקיפות אופטית.
מהם הציונים של Ultem?
RPT 2100 LF
Ultem RPT 2100 LF הוא חומר Ultem בעל חיכוך נמוך, המיועד ליישומים הדורשים שחיקה מופחתת וסיכה משופרת. בשל עמידותו המשופרת, הוא אידיאלי עבור חלקים מעובדים הפועלים בתנאי הזזה או תנועה, כגון מיסבים או גלגלי שיניים.
Ultem 1000
Ultem 1000 הוא חומר סטנדרטי של Ultem המציע חוזק גבוה ויציבות תרמית. הוא משמש לעתים קרובות בתעשיית התעופה והחלל והאלקטרוניקה.
Ultem 2100
ל-Ultem 2100 עמידות משופרת בפני פגיעות בהשוואה ל-Ultem 1000, מה שהופך אותו מתאים ליישומים הדורשים עמידות בתנאי לחץ גבוהים.
Ultem 2300
Ultem 2300 הוא סוג מחוזק של Ultem המשלב תכונות מכניות משופרות וחוזק גבוה עם עמידות מעולה לחום. הוא משמש לעתים קרובות ביישומים תעשייתיים תובעניים יותר שבהם חלקים חשופים ללחץ מכני וטמפרטורות גבוהות.
Ultem 4000
Ultem 4000 הוא חומר Ultem שקוף המכיל סיבי זכוכית, PTFE ואבקת גרפיט כדי להגביר את עמידותו בפני שחיקה ולפעול כחומר סיכה פנימי. הוא מתאים למארזי ציוד אלקטרוני ואביזרים אישיים.
השוואת מאפיינים של דירוגי Ultem
נכס | RPT 2100 LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
חוזק מתיחה, תפוקה (MPa) | 110-120 מגפ"ס | 90-100 מגפ"ס | 95-105 מגפ"ס | 95-105 מגפ"ס | 95-105 מגפ"ס |
התארכות בהפסקה (%) | % 5-10 | % 6-10 | % 5-8 | % 5-8 | % 6-10 |
קשיות (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
טמפרטורת סטיית חום (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
טמפרטורת מעבר זכוכית (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
מהן השיטות לעיבוד שבבי CNC באמצעות PEI (Ultem)?
ניסור PEI
ניסור PEI (Ultem) הוא פעולת חיתוך יריעות או בלוקים גדולים של החומר לחתיכות קטנות יותר ושימושיות יותר. בדרך כלל, משתמשים בלהב קרביד במהירות גבוהה על מנת להשיג חיתוכים נקיים. ניסור כשיטה מוכיח את עצמו כמועיל כשמדובר בהכנת חומר Ultem לפעולות עיבוד שבבי אחרות, עם זאת, יש לנקוט משנה זהירות בצורת ניהול חום במהלך פעולת החיתוך כדי שהחומר לא יתבלה.
קידוח PEI
קידוח PEI דורש תשומת לב קפדנית למהירות החיתוך ולקצבי ההזנה כדי למנוע התכה של החומר. חיוני להשתמש במקדחים חדים ואיכותיים העשויים קובלט או קרביד על מנת לייצר חורים נקיים ללא חימום יתר. יתר על כן, נעשה שימוש בנוזל קירור או באוויר כדי לשמור על טמפרטורות נמוכות יותר באזור הקידוח וכן למנוע סדקים.
כרסום PEI
בעת כרסום PEI, יש צורך להשתמש בשיטות עיבוד מורכבות כדי ליצור מאפיינים כמו קווי מתאר, כיסים וחריצים. הן החוזק והן היציבות התרמית של החומר דורשים מהירויות כרסום מדויקות ומקדחי קצה איכותיים. חשוב להשתמש במערכות קירור כדי למנוע התחממות יתר ממכונות CNC, ויש להחליף כלי חיתוך לעתים קרובות כדי לשמור על דיוק וגימור משטח חלק.
סיבוב PEI
בעת חריטה של PEI, יש לסובב את החומר במחרטה, ולאחר מכן להשתמש בכלי חיתוך כדי להיפטר מהחומר. בהתחשב בקשיחות ובעמידות הבלאי של Ultem, משתמשים בכלי קרביד. יש לאכוף כלים חדים ומהירויות חיתוך נמוכות כדי להשיג גימור חלק ולמנוע התחממות יתר של החומר.
בעיות מפתח וטכניקות יעילות בעיבוד שבבי CNC של Ultem
בעיות מפתח בעיבוד שבבי CNC של Ultem:
1. ייצור חום
לחומר Ultem נקודת התכה גבוהה והוא נוטה להצטברות חום במהלך עיבוד שבבי, מה שעלול לגרום להתפשטות תרמית, עיוות או אפילו התכה של החומר.
2. איכות פני השטח
מכיוון שאולטם נוטה להינמס או להיסדק כאשר לא מעובד כראוי, קשה להשיג גימור משטח חלק.
3. בלאי כלים
האופי השוחק של Ultem יכול להאיץ את שחיקת הכלים, במיוחד כאשר משתמשים במהירויות חיתוך או בכלים לא מתאימים.
4.שבירות
למרות חוזקו, Ultem יכול להיות שביר במקצת, במיוחד בחתכים דקים או תחת כוחות חיתוך גבוהים, מה שמוביל לסדיקה או שבירה.
5. בקרת שבבים
Ultem מייצרת שבבים ארוכים ודביקים שיכולים לסתום כלי חיתוך או מכונות אם לא מבוקרים כראוי.
6. יציבות מימדית
רגישות החומר לחום יכולה להשפיע על דיוק הממדים שלו אם הקירור אינו מנוהל כראוי.
טכניקות יעילות לעיבוד שבבי CNC של Ultem
1. בחירת כלים נכונה
השתמשו בכלים חדים מצופים קרביד או יהלום כדי להפחית חיכוך ובלאי של הכלים. חומרים אלה יכולים להתמודד עם האופי השוחק של Ultem טוב יותר מאשר פלדת מהירות סטנדרטית (HSS).
2. מהירויות חיתוך והזנות
השתמש במהירויות חיתוך נמוכות יותר כדי למזער הצטברות חום, אך שמור על קצבי הזנה בינוניים עד גבוהים. מהירויות חיתוך אופייניות נעות בין 1,000 ל-3,000 סל"ד עם קצבי הזנה של 0.005 עד 0.020 אינץ' לכל שן.
3. קירור ושימון
השתמשו בקירור אוויר או בתרסיס נוזל קירור קל כדי לפזר חום ביעילות. הימנעו משימוש מופרז בנוזל קירור, מכיוון שאולטם הוא תרמופלסטי שיכול לספוג לחות, מה שעלול לגרום לחוסר יציבות ממדית.
4. ניהול שבבים
השתמשו בגיאומטריית כלי נכונה עם זווית גירוד גבוהה ושוברי שבבים אופטימליים כדי לסייע בניהול השבבים הארוכים והדקים המיוצרים על ידי Ultem. מקדחי קצה בעלי סליל גבוה מקדמים פינוי שבבים יעיל.
5. חישול לאחר עיבוד שבבי
כדי להקל על מאמצים שיוריים הנגרמים כתוצאה מעיבוד שבבי, יש לשקול חישול של חלקי Ultem לאחר עיבוד שבבי. תהליך חישול טיפוסי כרוך בחימום החומר לטמפרטורה של כ-300°C עד 400°C למשך מספר שעות, ולאחר מכן קירור איטי.
תעשיות המשתמשות בחלקי Ultem מעובדים
אווירי
- פנים המטוסים (פאנלים, סוגריים)
- בתי חשמל
- רכיבים מבניים (תומכים, מלחציים)
- אביזרים ומכשור רפואי
כלי רכב
- חלקי מערכת הדלק (מזרקי דלק)
- רכיבי בלמים (בתי בלמים)
- מחברים חשמליים
- מכשירי חשמל
אביזרים ומכשור רפואי
- כלי ניתוח
- מכשירי אבחון
- רכיבים מושתלים (שתלים דנטליים, בתי קוצבי לב)
מכשירי חשמל
- מחברים
- לוחות
- מבודדים
גופי בטחון
- מעטפות מגן (מעונות ציוד)
- רכיבי תחמושת (מערכות הנחיה)
- ציוד תקשורת
מוצרי צריכה
- מכשירי מטבח (חלקי בלנדר, מעטפות מכשירי חשמל)
- ציוד ספורט (חלקי אופניים, קסדות)
- מוצרי אלקטרוניקה ביתיים (מחשבים, שלטים רחוקים)
מהם ההבדלים בין עיבוד שבבי PEEK לעיבוד שבבי Ultem?
מאפיין | PEEK (פוליאת'רקטון) | Ultem (פוליאת'רימיד) |
יציבות תרמית | עמידות גבוהה יותר בחום (Tg ~ 143°C) | עמידות חום בינונית (Tg ~ 217°C) |
עמידות כימית | עמידות מצוינת למגוון רחב של כימיקלים | עמידות כימית טובה, אך לא חזקה כמו PEEK |
כוח | חוזק מתיחה וקשיחות גבוהים מאוד | חוזק גבוה, אך מעט נמוך יותר מ-PEEK |
יכולת מכונה | קל יותר לעיבוד, אך נדרשים קצבי הזנה איטיים יותר | מעט קשה יותר לעיבוד במכונה, דורש יותר טיפול |
ספיגת לחות | ספיגת לחות נמוכה מאוד | ספיגת לחות נמוכה |
בידוד חשמלי | תכונות בידוד חשמלי מעולות | תכונות בידוד חשמלי טובות |
עלות | בדרך כלל יקר יותר | קצת יותר משתלם מ-PEEK |
יישומים | תעופה וחלל, מכשור רפואי, רכב, אלקטרוניקה | תעופה וחלל, מכשור רפואי, רכב, אלקטרוניקה |
גימור משטח | ניתן להשיג גימורי משטח חלקים בקלות | ייתכן שיידרש מאמץ רב יותר לקבלת גימורים חלקים |
מִשׁקָל | מעט כבד יותר מאולטם | קל יותר מ-PEEK |
חלקים מותאמים אישית של Ultem CNC ב-EASIAHOME
Ultem הוא תרמופלסטי בעל ביצועים גבוהים המציע יכולת עיבוד, חוזק גבוה, יציבות תרמית וכימית. ב-EASIAHOME, אנו מתמחים באספקת חלקי Ultem באיכות גבוהה המעובדים במכונה CNC, המותאמים לדרישות הייחודיות של תעשיות כמו תעופה וחלל, מכשור רפואי, רכב, אלקטרוניקה ועוד.
ש: האם PEI זהה לאולטם?
א: כן, PEI (פוליאתרימיד) ואולטם הם למעשה אותו חומר. אולטם הוא שם המותג של PEI, המיוצר על ידי SABIC. שני המונחים משמשים לסירוגין כדי להתייחס לאותו תרמופלסט בעל ביצועים גבוהים הידוע ביציבותו התרמית, בחוזקו ובעמידותו הכימית.
ש: אילו גימורי משטח זמינים עבור חלקים מעובדים של Ultem?
א: חלקי Ultem המעובדים במכונה CNC יכולים להשיג מגוון גימורי שטח בהתאם ליישום. אפשרויות נפוצות כוללות: גימור מעובד, גימור מלוטש או טחון, התזת חול וכו'.
ש: אילו סוגי מכונות CNC מתאימות ביותר לעיבוד שבבי של PEI (Ultem)?
א: מכונות CNC עם צירים במהירות גבוהה, מערכים קשיחים ומערכות קירור מתאימות ביותר לעיבוד שבבי של PEI. מכונות נפוצות כוללות כרסומי CNC, מחרטות ומכונות קידוח המצוידות בכלים מצופים קרביד או יהלום.
ש: האם ניתן לעבד חלקים מסוג PEI (Ultem) לפי סבילות צפופות?
ת: כן, בעזרת טכניקות עיבוד שבבי וציוד נכונים, PEI יכול להשיג סבולות צר. זה הופך אותו מתאים ליישומים הדורשים דיוק גבוה, כגון מכשור רפואי ורכיבים לחלל.
ש: האם עיבוד שבבי של PEI (Ultem) דורש קירור או שימון?
א: כן, נוזלי קירור או התזות אוויר נחוצות לעיתים קרובות כדי לפזר חום במהלך העיבוד השבבי. זה מונע ריכוך או התכה של החומר ומבטיח גימור נקי יותר.
