Polioksimetilen (POM), visoko{0}}zmogljiva inženirska plastika, se pogosto uporablja v preciznih strojih, avtomobilskih delih in elektronskih komponentah zaradi svoje odlične mehanske trdnosti, nizkega koeficienta trenja in dimenzijske stabilnosti. Vendar pa lastnosti materiala predstavljajo velik izziv pri CNC obdelavi POM. Ta članek sistematično analizira tipične težave, ki se pojavljajo pri CNC obdelavi POM, in predlaga rešitve, ki so skladne z mednarodnimi standardi, ter zagotavlja tehnično referenco za strokovnjake v industriji.
Polioksimetilen (POM), znan tudi kot aldehidni polimer, polioksimetilen in poliacetaldehid, je inženirski termoplast. Z gostoto med 1,410 in 1,420 g/cm³ POM ne kaže le odlične trdote, trdnosti in togosti, temveč se ponaša tudi s kemično odpornostjo, dimenzijsko stabilnostjo, mehansko trdnostjo in nizkim koeficientom trenja, zaradi česar je zanesljiv material v inženirskih aplikacijah. Zaradi nizkega trenja je POM idealen material za vrtljive ali drsne komponente, kot so puše (PogledCNC struženje POM pušeštudije primerov), ležaji in zobniki.
Lastnosti POM plastike
Nizko trenje in odpornost proti obrabi: POM plastika ima nizek koeficient trenja, kar ima za posledico odlične samo{0}}mazalne lastnosti. Ta zmanjšan torni upor omogoča drsno ali rotacijsko gibanje tekočin, kar ima za posledico izboljšano produktivnost zaradi nizkega trenja in visoke učinkovitosti.
Odpornost na kemikalije: POM je zelo-primeren za izdelke, ki pridejo-v dolgotrajen stik s kemičnimi topili, kot so deli črpalke, tesnila in komponente sistema za gorivo. To je predvsem posledica odlične odpornosti POM na široko paleto kemikalij, topil in goriv. Odporen je na stik s številnimi organskimi kemikalijami, alkoholi, olji in maščobami brez znatne degradacije. Nizka absorpcija vode in dimenzijska stabilnost: POM plastika kaže odlično dimenzijsko stabilnost, ohranja svojo velikost in obliko tudi v pogojih vlažnosti in temperaturnih nihanj. Zaradi izjemno nizke absorpcije vode je POM manj dovzeten za spremembe dimenzij, kot so nabrekanje in deformacije, ki jih povzroča vlaga. Aplikacije, ki zahtevajo ozke tolerance in dosledno učinkovitost, so prav tako močno odvisne od dimenzijske stabilnosti POM.
Možnost obdelave: plastika POM ima odlično sposobnost obdelave, kar omogoča natančne in učinkovite proizvodne procese. Enostavno ga je oblikovati, obdelovati, stružiti in vrtati, kar olajša ustvarjanje kompleksnih delov in dizajnov. Zaradi tega se POM smola pogosto izbere za aplikacije, ki zahtevajo kompleksne geometrije in visoko natančnost.
Odlična odpornost proti lezenju/udarcem: plastika POM ima odlično odpornost proti lezenju, kar pomeni, da lahko prenese dolgotrajno mehansko obremenitev brez deformacije. Ta lastnost omogoča komponentam POM, da še naprej pravilno delujejo tudi pod dolgotrajno obremenitvijo ali napetostjo.
Glavni izzivi CNC obdelave POM
Čeprav ima POM odlične mehanske lastnosti in odpornost proti obrabi, se med predelavo še vedno sooča z nekaterimi tehničnimi izzivi.
- Pokanje. Materiali POM so nagnjeni k pokanju med strojno obdelavo, zlasti med-hitrostno CNC obdelavo ali globokimi rezi. To je posledica sprostitve notranje napetosti v materialu ali neenakomernega ohlajanja. Da bi zmanjšali razpoke, so ključnega pomena pravilni parametri hlajenja in obdelave. Zagotovite enakomerne stopnje hlajenja med obdelavo in se izogibajte nenadnim temperaturnim nihanjem. Uporaba ustreznih rezalnih tekočin in prilagajanje rezalnih hitrosti lahko prav tako pomaga zmanjšati tveganje za nastanek razpok.
- Težave z deformacijo. Plastika POM je zelo higroskopična, zato lahko spremembe vlažnosti in temperature med obdelavo povzročijo deformacijo. Material POM se pri segrevanju razširi in se lahko pri ohlajanju skrči, zlasti pri obdelavi velikih ali kompleksnih delov. Poleg tega lahko čezmerne rezalne sile med obdelavo POM povzročijo deformacijo, zlasti pri obdelavi tank{3}}sten ali mikrostruktur.
- Obraba orodja. Nizka trdota POM ustvarja relativno malo toplote med obdelavo, vendar lahko njegova viskozna narava povzroči hitro obrabo orodja. Izbira pravega materiala orodja in prevleke, skupaj z optimalnimi pogoji rezanja, lahko učinkovito podaljša življenjsko dobo orodja. Uporaba visoko-kakovostnih karbidnih ali prevlečenih orodij v kombinaciji z natančnimi rezalnimi parametri lahko pomaga zmanjšati obrabo orodja in izboljša kakovost obdelave.
- Kakovost površine. Kakovost površine je velik izziv pri CNC obdelavi plastike POM. Zaradi lastnosti materiala se lahko na površini pojavijo praske, vrvice in druge neenakomerne teksture. Da bi dosegli bolj gladko površino, je treba prilagoditi parametre rezanja, uporabiti ustrezna orodja in uporabiti različne postopke obdelave, kot sta končna ali naknadna-obdelava, da izboljšate končno obdelavo površine.
Vzroki in rešitve za deformacijo med CNC obdelavo POM
Deformacija je pogost izziv pri CNC obdelavi POM (polioksimetilena). Sledijo štirje glavni vzroki za deformacijo in njihove rešitve:
1. Rezanje toplote. POM ima slabo toplotno stabilnost in je-občutljiv na toploto. Če med obdelavo ni dovolj ohlajen, se bo hitro deformiral. Da bi preprečili zmanjšanje toplote, je mogoče sprejeti naslednje ukrepe:
· Orodje naj bo ostro, da zmanjšate toploto, ki nastaja med rezanjem;
· Zmanjšajte količino rezov na prehod in razdelite postopek rezanja na več prehodov;
· Povečajte količino uporabljene hladilne tekočine.
Cilj je čim bolj zmanjšati nastajanje toplote ali hitro odstraniti toploto, ki nastane med rezanjem, da se izognemo toplotni deformaciji.
2. Notranji stres. Inženirska plastika ima visok koeficient toplotnega raztezanja. Pri obdelavi z velikimi dovoljenji lahko odstranitev notranjih napetosti povzroči deformacijo. Za rešitev te težave je mogoče sprejeti naslednje ukrepe:
· Ustrezno izbrati in pripraviti material;
· Pri odstranjevanju velikih količin materiala uporabite simetrične metode obdelave za izravnavo napetosti in deformacij, ki nastanejo med obdelavo;
· Prilagodite dodatek za obdelavo in poskušajte ohraniti debelejši dodatek materiala, da zmanjšate deformacijo, ko se notranja napetost sprosti.
3. Deformacija vpenjanja
Med CNC obdelavo se lahko POM material med vpenjanjem deformira. Ko se objemka sprosti, se obdelovanec vrne v prvotno obliko. Da bi se temu izognili, je mogoče deformacijo zmanjšati z okrepitvijo kontaktne površine med obdelovancem in vpenjalom. Posebne metode vključujejo:
· Sprememba načina vpenjanja. Na primer z uporabo primeža za klop z mehko podlogo ali pritrditvijo z lepilom;
· Za večje obdelovance lahko uporabimo vakuumski prisesek, vendar mora biti površina obdelovanca ravna;
· Ko eno stran pritrdite z lepilom in zgladite drugo, s priseskom pritrdite površino obdelovanca.
4. Elastična deformacija
POM material ima visoko stopnjo elastičnosti. Med obdelavo se bo del materiala, ki je v stiku z orodjem, med rezanjem upognil navznoter. Po odstranitvi orodja se lahko obdelani del rahlo deformira. Za zmanjšanje dimenzijskega odstopanja, ki ga povzroča elastičnost materiala, je mogoče sprejeti naslednje ukrepe:
· Izvajanje večkratnih prilagoditev kompenzacije orodja na podlagi učinka rezanja;
· Ponavljajoče se rezanje pri obdelavi manjših količin materiala lahko pomaga zmanjšati dimenzijsko deformacijo, ki jo povzroča elastičnost materiala.
Z razumno prilagoditvijo tehnologije in parametrov obdelave je mogoče učinkovito nadzorovati problem deformacije materiala POM pri CNC obdelavi, da se zagotovi kakovost in natančnost obdelave.
Uspeh CNC obdelave POM temelji na globokem razumevanju lastnosti materiala in natančnem nadzoru procesnih parametrov. Z optimizacijo orodij, spreminjanjem metod vpenjanja in integracijo mednarodnih standardov testiranja je mogoče znatno izboljšati stopnjo izkoristka končnih izdelkov.