Bij de verwerking van hoogwaardige kunststoffen denken mensen doorgaans aan PEEK (Polyether Ether Ketone) CNC-bewerking en PEI CNC-bewerking. In het vorige artikel hebben we het gehad over PEEK CNC-bewerkingHet artikel van vandaag gaat voornamelijk over PEI (Ultem) CNC-bewerking. PEI (ultem) is een hoogwaardige thermoplast met een hoge mechanische sterkte, hoge stijfheid en goede verwerkbaarheid. Hierdoor is het het voorkeursverwerkingsmateriaal voor veel industriële toepassingen.
Wat is PEI(Ultem)?
PEI is een afkorting voor polyetherimide, ook wel bekend als Ultem. Het is een thermoplastisch polymeer dat zich kenmerkt door zijn ultrahoge prestaties dankzij zijn sterkte, thermische stabiliteit en zijn bestendigheid tegen een breed scala aan chemicaliën. Ultem wordt onder andere gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie, de elektronica en de medische apparatuur. Ultem wordt ook CNC-gefabriceerd vanwege de uitstekende mechanische eigenschappen en de mogelijkheid om complexe structuren te creëren.
Eigenschappen van Ultem
Treksterkte
Ultem staat bekend om zijn hoge treksterkte, die rond de 110 MPa ligt. Dit zorgt ervoor dat Ultem-onderdelen hun structurele integriteit behouden, zelfs onder invloed van de zwaartekracht, en dat ze hun buigsterkte en slagvastheid behouden.
Thermische stabiliteit
Ultem heeft een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt en is bestand tegen temperaturen tot ongeveer 217 graden Celsius. In combinatie met de stijfheid zorgt dit ervoor dat Ultem betrouwbaar intact blijft bij blootstelling aan hoge temperaturen.
Chemische weerstand
Ultem is zeer resistent tegen zuren, basen en organische oplosmiddelen. Deze eigenschap zorgt ervoor dat Ultem-onderdelen bestand zijn tegen zware omstandigheden zonder dat ze degraderen.
Dimensiestabiliteit
De eigenschap van Ultem om zijn vorm te behouden bij langdurig gebruik en snelle temperatuurschommelingen staat bekend als maatvastheid.
Vlamvertraging en transparantie
De transparantie van Ultem wordt gecombineerd met de zelfdovende eigenschappen. Het kan worden gebruikt waar brandvertragende eigenschappen vereist zijn, maar ook waar optische transparantie vereist is.
Wat zijn de graden van Ultem?
RPT 2100 LF
Ultem RPT 2100 LF is een Ultem-kwaliteit met lage wrijving, ontworpen voor toepassingen die minder slijtage en een verbeterde smering vereisen. Dankzij de verbeterde duurzaamheid is het ideaal voor bewerkte onderdelen die onder glijdende of bewegende omstandigheden werken, zoals lagers of tandwielen.
Ultem 1000
Ultem 1000 is een standaardkwaliteit Ultem die hoge sterkte en thermische stabiliteit biedt. Het wordt vaak gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en elektronica.
Ultem 2100
Ultem 2100 heeft een verbeterde slagvastheid ten opzichte van Ultem 1000, waardoor het geschikt is voor toepassingen waarbij duurzaamheid onder zware belasting vereist is.
Ultem 2300
Ultem 2300 is een versterkte Ultem-kwaliteit die verbeterde mechanische eigenschappen en hoge sterkte combineert met een uitstekende hittebestendigheid. Het wordt vaak gebruikt in veeleisende industriële toepassingen waar onderdelen worden blootgesteld aan mechanische spanning en hoge temperaturen.
Ultem 4000
Ultem 4000 is een heldere Ultem-kwaliteit met glasvezel, PTFE en grafietpoeder als vulstof voor een hogere slijtvastheid en als intern smeermiddel. Het is geschikt voor behuizingen van elektronische apparatuur en persoonlijke accessoires.
Eigenschappenvergelijking van Ultem-kwaliteiten
Eigendom | RPT 2100 LF | Ultem 1000 | Ultem 2100 | Ultem 2300 | Ultem 4000 |
Treksterkte, opbrengst (MPa) | 110-120 MPa | 90-100 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa | 95-105 MPa |
Verlenging bij breuk (%) | 5-10% | 6-10% | 5-8% | 5-8% | 6-10% |
Hardheid (Rockwell M) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Hitte doorbuigingstemperatuur (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Glasovergangstemperatuur (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
Wat zijn de methoden voor CNC-bewerking PEI (Ultem)?
PEI Zagen
PEI (Ultem) zagen is het zagen van grote platen of blokken van het materiaal in kleinere, beter bruikbare stukken. Over het algemeen wordt een snel hardmetalen zaagblad gebruikt om zuivere sneden te verkrijgen. Zagen als methode blijkt nuttig te zijn bij het voorbereiden van Ultem-materiaal voor andere bewerkingen. Er moet echter wel rekening worden gehouden met warmtebeheer tijdens het zagen, zodat het materiaal niet verslechtert.
PEI Boren
Boren in PEI vereist nauwgezette aandacht voor snijsnelheid en voedingssnelheid om te voorkomen dat het materiaal smelt. Het is essentieel om scherpe en hoogwaardige boren van kobalt of hardmetaal te gebruiken om schone gaten te produceren zonder overmatige verhitting. Bovendien worden koelmiddel of perslucht gebruikt om de temperaturen in de boorzone laag te houden en scheurvorming te voorkomen.
PEI-frezen
Bij het frezen van PEI zijn complexe bewerkingsmethoden nodig om elementen zoals contouren, holtes en sleuven te creëren. Zowel de sterkte als de thermische stabiliteit van het materiaal vereisen nauwkeurige freessnelheden en hoogwaardige frezen. Het is belangrijk om koelsystemen te gebruiken om oververhitting van CNC-machines te voorkomen, en snijgereedschappen moeten regelmatig worden vervangen om de precisie en de oppervlakteafwerking glad te houden.
PEI Draaien
Bij het draaien van PEI moet het materiaal op een draaibank worden gedraaid en wordt vervolgens een snijgereedschap gebruikt om het materiaal te verwijderen. Gezien de hardheid en slijtvastheid van Ultem worden hardmetalen gereedschappen gebruikt. Scherpe gereedschappen en lage snijsnelheden zijn vereist om een gladde afwerking te bereiken en oververhitting van het materiaal te voorkomen.
Belangrijkste problemen en effectieve technieken bij Ultem CNC-bewerking
Belangrijkste problemen bij Ultem CNC-bewerking:
1. Warmteopwekking
Ultem-materiaal heeft een hoog smeltpunt en is gevoelig voor hitteontwikkeling tijdens het bewerken. Dit kan thermische uitzetting, kromtrekken of zelfs smelten van het materiaal veroorzaken.
2. Oppervlaktekwaliteit
Omdat Ultem de neiging heeft te smelten of afbrokkelen als het niet op de juiste manier wordt bewerkt, is het moeilijk om een glad oppervlakteresultaat te bereiken.
3. Gereedschapsslijtage
De schurende aard van Ultem kan de slijtage van gereedschap versnellen, vooral wanneer de verkeerde snijsnelheden of gereedschappen worden gebruikt.
4.Broosheid
Ondanks zijn sterkte kan Ultem enigszins broos zijn, vooral bij dunne doorsneden of bij hoge snijkrachten, wat kan leiden tot scheuren of breken.
5. Chipcontrole
Ultem produceert lange, plakkerige spanen die snijgereedschappen of machines kunnen verstoppen als ze niet goed worden gecontroleerd.
6. Dimensionale stabiliteit
De warmtegevoeligheid van het materiaal kan de maatnauwkeurigheid beïnvloeden als de koeling niet goed wordt geregeld.
Effectieve technieken voor Ultem CNC-bewerking
1. Juiste gereedschapsselectie
Gebruik scherpe hardmetalen of diamantgecoate gereedschappen om wrijving en gereedschapsslijtage te verminderen. Deze materialen kunnen de abrasieve eigenschappen van Ultem beter verwerken dan standaard snelstaal (HSS).
2. Snijsnelheden en voedingen
Gebruik lagere snijsnelheden om warmteontwikkeling te minimaliseren, maar houd een gemiddelde tot hoge voedingssnelheid aan. Typische snijsnelheden liggen tussen 1,000 en 3,000 tpm met voedingssnelheden van 0.005 tot 0.020 inch per tand.
3.Koeling en smering
Gebruik luchtkoeling of een lichte koelvloeistofnevel om warmte effectief af te voeren. Vermijd overmatig gebruik van koelvloeistof, aangezien Ultem een thermoplast is die vocht kan absorberen, wat kan leiden tot maatinstabiliteit.
4.Chipbeheer
Gebruik de juiste gereedschapsgeometrie met een hoge spaanhoek en geoptimaliseerde spaanbrekers om de lange, dunne spanen die Ultem produceert te beheersen. Hooghelixfrezen bevorderen een effectieve spaanafvoer.
5. Gloeien na bewerking
Om restspanningen als gevolg van de bewerking te verminderen, kunt u overwegen om Ultem-onderdelen na het bewerken te gloeien. Een typisch gloeiproces bestaat uit het verhitten van het materiaal tot ongeveer 300 °C tot 400 °C gedurende enkele uren, gevolgd door langzame afkoeling.
Industrieën die bewerkte Ultem-onderdelen gebruiken
LUCHT- EN RUIMTEVAART
- Vliegtuiginterieurs (panelen, beugels)
- Elektrische behuizingen
- Structurele componenten (steunen, klemmen)
- Medische hulpmiddelen
Automobielsector
- Onderdelen van het brandstofsysteem (brandstofinjectoren)
- Remcomponenten (rembehuizingen)
- Elektrische connectoren
- Elektronica
Medische hulpmiddelen
- Chirurgische instrumenten
- Diagnostische apparaten
- Implanteerbare componenten (tandheelkundige implantaten, pacemakerbehuizingen)
Elektronica
- Connectoren
- Printplaten
- Isolatoren
Verdediging
- Beschermende behuizingen (apparatuurbehuizingen)
- Munitiecomponenten (geleidingssystemen)
- Communicatieapparatuur
Consumer Goods
- Keukenapparatuur (blenderonderdelen, apparaatbehuizingen)
- Sportuitrusting (fietsonderdelen, helmen)
- Huiselektronica (computers, afstandsbedieningen)
Wat zijn de verschillen tussen PEEK- en Ultem-bewerking?
Kenmerk | PEEK (polyetheretherketon) | Ultem (Polyetherimide) |
Thermische stabiliteit | Hogere hittebestendigheid (Tg ~ 143°C) | Matige hittebestendigheid (Tg ~ 217°C) |
Chemische weerstand | Uitstekende bestendigheid tegen een breed scala aan chemicaliën | Goede chemische bestendigheid, maar niet zo sterk als PEEK |
Sterkte | Zeer hoge treksterkte en stijfheid | Hoge sterkte, maar iets lager dan PEEK |
bewerkbaarheid | Gemakkelijker te bewerken, maar lagere invoersnelheden zijn nodig | Iets moeilijker te bewerken, vereist meer zorg |
vochtopname | Zeer lage vochtopname | Lage vochtopname |
Elektrische isolatie | Uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen | Goede elektrische isolatie-eigenschappen |
Kosten | Over het algemeen duurder | Iets goedkoper dan PEEK |
Toepassingen | Lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur, automobielindustrie, elektronica | Lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur, automobielindustrie, elektronica |
Oppervlaktebehandeling | Kan gemakkelijk een glad oppervlakteresultaat bereiken | Voor een gladde afwerking kan meer inspanning nodig zijn |
Gewicht | Iets zwaarder dan Ultem | Lichter dan PEEK |
Aangepaste Ultem CNC-gefreesde onderdelen bij EASIAHOME
Ultem is een hoogwaardige thermoplast die verwerkbaar, sterk en thermisch en chemisch stabiel is. Bij EASIAHOME zijn we gespecialiseerd in het leveren van hoogwaardige, op maat gemaakte CNC-gefreesde Ultem-onderdelen, die speciaal zijn afgestemd op de unieke vereisten van sectoren als de lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur, automobielindustrie, elektronica en meer.
V: Is PEI hetzelfde als Ultem?
A: Ja, PEI (polyetherimide) en Ultem zijn in wezen hetzelfde materiaal. Ultem is de merknaam voor PEI, geproduceerd door SABIC. Beide termen worden door elkaar gebruikt om te verwijzen naar dezelfde hoogwaardige thermoplast die bekend staat om zijn thermische stabiliteit, sterkte en chemische bestendigheid.
V: Welke oppervlakteafwerkingen zijn beschikbaar voor Ultem Machined Parts?
A: CNC-gefreesde Ultem-onderdelen kunnen, afhankelijk van de toepassing, verschillende oppervlakteafwerkingen bereiken. Veelvoorkomende opties zijn: machinale afwerking, geslepen of gepolijste afwerking, gezandstraald, enz.
V: Welke typen CNC-machines zijn het meest geschikt voor het bewerken van PEI (Ultem)?
A: CNC-machines met hogesnelheidsspindels, een starre opstelling en koelsystemen zijn het meest geschikt voor bewerkingen in PEI. Veelgebruikte machines zijn CNC-freesmachines, draaibanken en boormachines met hardmetalen of diamantgecoate gereedschappen.
V: Kunnen PEI (Ultem) onderdelen met nauwe toleranties worden bewerkt?
A: Ja, met de juiste bewerkingstechnieken en apparatuur kan PEI nauwe toleranties bereiken. Dit maakt het geschikt voor toepassingen die een hoge precisie vereisen, zoals medische apparatuur en componenten voor de lucht- en ruimtevaart.
V: Is er koeling of smering nodig bij het bewerken van PEI (Ultem)?
A: Ja, koelmiddelen of perslucht zijn vaak nodig om warmte af te voeren tijdens het bewerken. Dit voorkomt dat het materiaal zacht wordt of smelt en zorgt voor een nettere afwerking.
