Когда речь заходит об обработке высокопроизводительных пластиков, люди обычно думают о ЧПУ-обработке PEEK (полиэфирэфиркетон) и ЧПУ-обработке PEI. В предыдущей статье мы говорили о PEEK CNC-обработкаВ сегодняшней статье речь в основном идет об обработке на станках с ЧПУ PEI (Ultem). ПЭИ (Ультем) представляет собой высокоэффективный термопластик с высокой механической прочностью, высокой жесткостью и хорошей обрабатываемостью, что делает его предпочтительным материалом для обработки во многих отраслях промышленности.
Что такое PEI(Ultem)?
PEI — это аббревиатура полиэфиримида, также известного как Ultem. Это термопластичный полимер, характеризующийся сверхвысокой производительностью благодаря своей прочности, термической стабильности и способности выдерживать широкий спектр химикатов. Аэрокосмическая, автомобильная, электронная и медицинская промышленность — вот некоторые из отраслей, в которых используется Ultem. Ultem также изготавливается на станках с ЧПУ благодаря своим превосходным механическим свойствам и способности создавать сложные структуры.
Свойства Ultem
Предел прочности на разрыв
Известно, что Ultem обладает высокой прочностью на разрыв, которая составляет около 110 МПа. Это позволяет деталям Ultem сохранять структурную целостность, подвергаясь воздействию гравитации, а также сохранять допустимую прочность на изгиб и ударную вязкость.
Термостойкость
Ultem обладает высокой термической расширяемостью, выдерживая температуру около 217 градусов по Цельсию. В сочетании с жесткостью это гарантирует, что Ultem останется надежно целым при воздействии высоких температур.
Химическая устойчивость
Устойчивость Ultem к кислотам, основаниям и органическим растворителям подвергается сильному сопротивлению. Эта характеристика позволяет деталям Ultem выдерживать суровые условия без деградации.
Стабильность размеров
Способность Ultem сохранять форму при длительном использовании, а также при резких колебаниях температуры известна как размерная стабильность.
Огнестойкость и прозрачность
Прозрачность Ultem сочетается с его самозатухающими свойствами. Его можно использовать там, где требуются огнестойкие свойства, а также там, где нужна оптическая прозрачность.
Каковы классы Ultem?
РПТ 2100 ЛФ
Ultem RPT 2100 LF — это низкофрикционная марка Ultem, разработанная для применений, требующих снижения износа и улучшенной смазывающей способности. Благодаря повышенной прочности она идеально подходит для обработанных деталей, работающих в условиях скольжения или перемещения, таких как подшипники или шестерни.
Ультем 1000
Ultem 1000 — стандартная марка Ultem, которая обеспечивает высокую прочность и термическую стабильность. Часто используется в аэрокосмической промышленности и электронике.
Ультем 2100
Ultem 2100 обладает повышенной ударопрочностью по сравнению с Ultem 1000, что делает его пригодным для применений, требующих прочности в условиях высоких нагрузок.
Ультем 2300
Ultem 2300 — это усиленная марка Ultem, которая сочетает в себе улучшенные механические свойства и высокую прочность с превосходной термостойкостью. Она часто используется в более требовательных промышленных приложениях, где детали подвергаются механическим нагрузкам и высоким температурам.
Ультем 4000
Ultem 4000 — это прозрачный сорт Ultem, содержащий стекловолокно, ПТФЭ и графитовый порошковый наполнитель для повышения износостойкости и выполнения функции внутренней смазки. Подходит для корпусов электронного оборудования и личных принадлежностей.
Сравнение свойств марок Ultem
Свойства | РПТ 2100 ЛФ | Ультем 1000 | Ультем 2100 | Ультем 2300 | Ультем 4000 |
Предел прочности, предел текучести (МПа) | 110-120 МПа | 90-100 МПа | 95-105 МПа | 95-105 МПа | 95-105 МПа |
Относительное удлинение при разрыве (%) | 5-10% | 6-10% | 5-8% | 5-8% | 6-10% |
Твердость (по Роквеллу М) | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 | 120-130 |
Температура теплового прогиба (°C) | 205 ° C | 217 ° C | 215 ° C | 215 ° C | 215 ° C |
Температура стеклования (°C) | 200 ° C | 217 ° C | 216 ° C | 217 ° C | 217 ° C |
Каковы методы обработки PEI (Ultem) на станках с ЧПУ?
Пиление PEI
Распиловка PEI (Ultem) — это действие по разрезанию больших листов или блоков материала на более мелкие, более пригодные для использования части. Обычно для достижения чистых разрезов используется высокоскоростное твердосплавное лезвие. Распиловка как метод оказывается полезной, когда дело доходит до подготовки запаса Ultem для других операций по обработке, однако следует соблюдать осторожность в виде управления теплом во время операции резки, чтобы материал не испортился.
Бурение ПЭИ
Сверление PEI требует тщательного внимания к скорости резания и скорости подачи, чтобы избежать плавления материала. Крайне важно использовать острые и высококачественные сверла из кобальта или карбида, чтобы производить чистые отверстия без чрезмерного нагрева. Кроме того, для поддержания более низких температур в зоне сверления, а также предотвращения образования трещин используются охлаждающая жидкость или воздушные струи.
Фрезерование ПЭИ
При фрезеровании PEI необходимо использовать сложные методы обработки для создания таких элементов, как контуры, карманы и пазы. Как прочность, так и термостойкость материала требуют точных скоростей фрезерования и высококачественных концевых фрез. Важно использовать системы охлаждения для предотвращения перегрева от станков с ЧПУ, а режущие инструменты следует часто менять для поддержания точности и гладкости поверхности.
Поворот PEI
При точении PEI материал необходимо вращать на токарном станке, а затем использовать режущий инструмент для удаления материала. Учитывая твердость и износостойкость Ultem, используются твердосплавные инструменты. Для достижения гладкой поверхности и предотвращения перегрева материала необходимо использовать острые инструменты и медленные скорости резания.
Основные проблемы и эффективные методы обработки на станках с ЧПУ Ultem
Основные проблемы при обработке на станках с ЧПУ Ultem:
1.Выработка тепла
Материал Ultem имеет высокую температуру плавления и склонен к накоплению тепла во время обработки, что может привести к тепловому расширению, деформации или даже плавлению материала.
2.Качество поверхности
Поскольку Ultem имеет тенденцию плавиться или скалываться при неправильной обработке, добиться гладкой поверхности сложно.
3.Износ инструмента
Абразивная природа Ultem может ускорить износ инструмента, особенно при использовании неподходящих скоростей резки или инструментов.
4. Хрупкость
Несмотря на свою прочность, Ultem может быть несколько хрупким, особенно в тонких поперечных сечениях или при высоких усилиях резания, что приводит к растрескиванию или поломке.
5. Управление чипом
Ultem производит длинную, липкую стружку, которая может засорить режущие инструменты или машины, если ее не контролировать должным образом.
6. Стабильность размеров
Чувствительность материала к теплу может повлиять на точность его размеров, если охлаждение не осуществляется должным образом.
Эффективные методы обработки на станках с ЧПУ Ultem
1. Правильный выбор инструмента
Используйте острые твердосплавные или алмазные инструменты для снижения трения и износа инструмента. Эти материалы лучше справляются с абразивной природой Ultem, чем стандартная быстрорежущая сталь (HSS).
2.Скорости резания и подачи
Используйте более низкие скорости резания, чтобы минимизировать теплообразование, но поддерживайте среднюю или высокую скорость подачи. Типичные скорости резания находятся в диапазоне от 1,000 до 3,000 об/мин с подачей от 0.005 до 0.020 дюймов на зуб.
3.Охлаждение и смазка
Используйте воздушное охлаждение или легкий туман охлаждающей жидкости для эффективного рассеивания тепла. Избегайте чрезмерного использования охлаждающей жидкости, так как Ultem — это термопластик, который может впитывать влагу, что может привести к нестабильности размеров.
4. Управление чипом
Используйте правильную геометрию инструмента с высоким передним углом и оптимизированными стружколомами, чтобы помочь справиться с длинной тонкой стружкой, производимой Ultem. Концевые фрезы с высокой спиралью способствуют эффективному отводу стружки.
5.Отжиг после обработки
Чтобы снять остаточные напряжения, вызванные обработкой, рассмотрите возможность отжига деталей Ultem после обработки. Типичный процесс отжига включает нагрев материала до температуры около 300°F - 400°F (150°C - 200°C) в течение нескольких часов с последующим медленным охлаждением.
Отрасли, использующие обработанные детали Ultem
Аэрокосмическая индустрия
- Интерьеры самолетов (панели, кронштейны)
- Электрические корпуса
- Конструктивные элементы (опоры, зажимы)
- Медицинские приборы
Автомобильная
- Детали топливной системы (топливные форсунки)
- Компоненты тормозов (тормозные кожухи)
- Электрические разъемы
- Электроника
Медицинские приборы
- Хирургические инструменты
- Диагностические устройства
- Имплантируемые компоненты (зубные имплантаты, корпуса кардиостимуляторов)
Электроника
- Разъемы
- Печатные платы
- Изоляторы
Защита
- Защитные кожухи (корпуса оборудования)
- Компоненты боеприпасов (системы наведения)
- Средства связи
Потребительские товары
- Кухонная техника (детали блендера, корпуса приборов)
- Спортивное оборудование (велосипедные детали, шлемы)
- Бытовая электроника (компьютеры, пульты дистанционного управления)
В чем разница между обработкой PEEK и Ultem?
Характеристика | PEEK (полиэфирэфиркетон) | Ultem (полиэфиримид) |
Термостойкость | Более высокая термостойкость (Tg ~ 143°C) | Умеренная термостойкость (Tg ~ 217°C) |
Химическая устойчивость | Отличная устойчивость к широкому спектру химикатов | Хорошая химическая стойкость, но не такая прочная, как PEEK |
Силы | Очень высокая прочность на растяжение и жесткость | Высокая прочность, но немного ниже, чем у PEEK |
Machinability | Легче обрабатывать, но требуются более низкие скорости подачи | Немного сложнее в обработке, требует большего ухода |
Поглощение влаги | Очень низкое влагопоглощение | Низкое влагопоглощение |
Электрическая изоляция | Отличные электроизоляционные свойства | Хорошие электроизоляционные свойства |
Стоимость | Обычно дороже | Немного более доступен, чем PEEK |
Области применения | Аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование, автомобилестроение, электроника | Аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование, автомобилестроение, электроника |
Чистота поверхности | Легко достигается гладкая поверхность | Для получения гладкой поверхности может потребоваться больше усилий |
Вес | Немного тяжелее Ultem | Легче, чем PEEK |
Изготовленные на заказ детали Ultem с ЧПУ в EASIAHOME
Ultem — это высокопроизводительный термопластик, который отличается технологичностью, высокой прочностью, термической и химической стабильностью. В компании EASIAHOME мы специализируемся на поставке высококачественных деталей Ultem, изготовленных на станках с ЧПУ и разработанных с учетом уникальных требований таких отраслей, как аэрокосмическая промышленность, производство медицинских приборов, автомобилестроение, электроника и т. д.
В: PEI и Ultem — это одно и то же?
A: Да, PEI (полиэфиримид) и Ultem по сути являются одним и тем же материалом. Ultem — это торговая марка PEI, производимая SABIC. Оба термина используются взаимозаменяемо для обозначения одного и того же высокопроизводительного термопластика, известного своей термостойкостью, прочностью и химической стойкостью.
В: Какие виды обработки поверхности доступны для деталей Ultem Machined?
A: Детали Ultem, обработанные на станках с ЧПУ, могут иметь различные виды отделки поверхности в зависимости от области применения. Обычные варианты включают: машинную отделку, шлифовку или полировку, пескоструйную обработку и т. д.
В: Какие типы станков с ЧПУ лучше всего подходят для обработки PEI (Ultem)?
A:Для обработки PEI лучше всего подходят станки с ЧПУ с высокоскоростными шпинделями, жесткими установками и системами охлаждения. Обычные станки включают фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки и сверлильные станки, оснащенные инструментами с карбидным или алмазным покрытием.
В: Можно ли обрабатывать детали из PEI (Ultem) с жесткими допусками?
A: Да, при использовании соответствующих методов обработки и оборудования PEI может достигать жестких допусков. Это делает его пригодным для приложений, требующих высокой точности, таких как медицинские приборы и компоненты аэрокосмической отрасли.
В: Требуется ли охлаждение или смазка при обработке PEI (Ultem)?
A:Да, охлаждающие жидкости или воздушные струи часто необходимы для рассеивания тепла во время обработки. Это предотвращает размягчение или плавление материала и обеспечивает более чистую отделку.
