Polüoksümetüleeni (POM), suure jõudlusega{0}}tehnilist plasti kasutatakse laialdaselt täppismasinates, autoosades ja elektroonikakomponentides tänu selle suurepärasele mehaanilisele tugevusele, madalale hõõrdetegurile ja mõõtmete stabiilsusele. Kuid materjali omadused seavad POM-i CNC-töötlemisel olulisi väljakutseid. Selles artiklis analüüsitakse süstemaatiliselt POM-i CNC-töötlemisel esinevaid tüüpilisi probleeme ja pakutakse välja lahendusi, mis vastavad rahvusvahelistele standarditele, pakkudes tehnilist teavet tööstuse professionaalidele.
Polüoksümetüleen (POM), tuntud ka kui aldehüüdpolümeer, polüoksümetüleen ja polüatsetaldehüüd, on tehniline termoplast. Tihedusega 1,410–1,420 g/cm³ pole POM mitte ainult suurepärast kõvadust, tugevust ja jäikust, vaid sellel on ka keemiline vastupidavus, mõõtmete stabiilsus, mehaaniline tugevus ja madal hõõrdetegur, mistõttu on see insenerirakendustes usaldusväärne materjal. Selle madalad hõõrdeomadused muudavad POM-i ideaalseks materjaliks pöörlevate või libisevate komponentide, näiteks pukside jaoks (vaadeCNC treimine POM puksjuhtumiuuringud), laagrid ja hammasrattad.
POM plastide omadused
Madal hõõrde- ja kulumiskindlus: POM-plastidel on madal hõõrdetegur, mille tulemuseks on suurepärased isemäärduvad{0}}omadused. See vähendatud hõõrdetakistus võimaldab vedelike libisevat või pöörlevat liikumist, mille tulemuseks on tootlikkuse paranemine tänu madalale hõõrdumisele ja kõrgele efektiivsusele.
Vastupidavus kemikaalidele: POM sobib hästi-toodetele, mis puutuvad{1}}pikaajaliselt kokku keemiliste lahustitega, nagu pumbaosad, tihendid ja kütusesüsteemi osad. See on peamiselt tingitud POM-i suurepärasest vastupidavusest paljudele kemikaalidele, lahustitele ja kütustele. See talub kokkupuudet paljude orgaaniliste kemikaalide, alkoholide, õlide ja määrdega ilma olulise lagunemiseta. Madal veeimavus ja mõõtmete stabiilsus: POM-plastil on suurepärane mõõtmete stabiilsus, säilitades oma suuruse ja kuju isegi niiskuse ja temperatuuri kõikumiste tingimustes. Tänu oma ülimadalale veeimavusele on POM vähem vastuvõtlik mõõtmete muutustele, nagu niiskusest tingitud paisumine ja deformatsioon. Rakendused, mis nõuavad rangeid tolerantse ja ühtlast tõhusust, sõltuvad suuresti ka POM-i mõõtmete stabiilsusest.
Töödeldavus: POM-plastil on suurepärane töödeldavus, mis võimaldab täpseid ja tõhusaid tootmisprotsesse. Seda on lihtne vormida, töödelda, treida ja puurida, mistõttu on lihtne luua keerulisi osi ja kujundusi. Sel põhjusel valitakse POM-vaiku sageli rakenduste jaoks, mis nõuavad keerulist geomeetriat ja suurt täpsust.
Suurepärane libisemis-/löögikindlus: POM-plastil on suurepärane roomamiskindlus, mis tähendab, et see talub püsivat mehaanilist pinget ilma deformeerumiseta. See omadus võimaldab POM-i komponentidel korralikult töötada ka püsiva koormuse või pinge korral.
CNC-töötluse POM peamised väljakutsed
Kuigi POM-il on suurepärased mehaanilised omadused ja kulumiskindlus, seisab see töötlemise ajal siiski silmitsi tehniliste väljakutsetega.
- Pragunemine. POM-materjalid võivad töötlemise ajal praguneda, eriti suure kiirusega CNC-töötluse{1}}või sügavate lõigete korral. Selle põhjuseks on materjali sisepinge vabanemine või ebaühtlane jahtumine. Pragude minimeerimiseks on õiged jahutus- ja töötlusparameetrid üliolulised. Tagage töötlemise ajal ühtlane jahutuskiirus ja vältige järske temperatuurikõikumisi. Sobivate lõikevedelike kasutamine ja lõikekiiruse reguleerimine võib samuti aidata vähendada pragunemise ohtu.
- Deformatsiooniprobleemid. POM-plast on väga hügroskoopne, mistõttu võivad niiskuse ja temperatuuri muutused töötlemise ajal põhjustada deformatsiooni. POM-materjal paisub kuumutamisel ja võib jahtumisel kokku tõmbuda, eriti suurte või keerukate osade töötlemisel. Lisaks võivad liigsed lõikejõud POM-i töötlemisel põhjustada deformatsioone, eriti õhukeseseinaliste või mikrostruktuuride töötlemisel.
- Tööriistade kulumine. POM-i madal kõvadus tekitab töötlemisel suhteliselt vähe soojust, kuid selle viskoossus võib põhjustada tööriista kiiret kulumist. Õige tööriista materjali ja katte valimine koos optimaalsete lõiketingimustega võib tööriista eluiga tõhusalt pikendada. Kvaliteetsete-karbiidist või kaetud tööriistade kasutamine koos täpsete lõikeparameetritega võib aidata vähendada tööriista kulumist ja parandada töötlemise kvaliteeti.
- Pinna kvaliteet. Pinnakvaliteet on POM-plastide CNC-töötlemisel suur väljakutse. Materjali omaduste tõttu võivad pinnale tekkida kriimustused, traadi tõmbamine ja muud ebaühtlased tekstuurid. Siledama pinna saavutamiseks on vaja pinnaviimistluse parandamiseks kohandada lõikeparameetreid, kasutada sobivaid tööriistu ja rakendada erinevaid töötlemisprotsesse, nagu viimistlemine või järeltöötlus.
Deformatsiooni põhjused ja lahendused POM CNC töötlemisel
Deformatsioon on POM-i (polüoksümetüleen) CNC-töötlemisel tavaline väljakutse. Järgnevalt on toodud neli peamist deformatsiooni põhjust ja nende lahendusi:
1. Lõikekuumus. POM-il on halb termiline stabiilsus ja see{2}}kuumusetundlik. Kui seda ei jahutata töötlemise ajal piisavalt, deformeerub see kiiresti. Lõikamissoojuse vähendamiseks võib võtta järgmisi meetmeid:
· Hoidke tööriist teravana, et vähendada lõikamisel tekkivat soojust;
· Vähendage lõigete arvu ühe käigu kohta ja jagage lõikamisprotsess mitmeks käiguks;
· Suurendage kasutatava jahutusvedeliku kogust.
Eesmärk on minimeerida soojuse teket või kiiresti eemaldada lõikamisel tekkiv soojus, et vältida termilist deformatsiooni.
2. Sisemine stress. Tehnikaplastidel on kõrge soojuspaisumistegur. Suurte varudega töötlemisel võib sisepingete eemaldamine põhjustada deformatsiooni. Selle probleemi lahendamiseks võib võtta järgmisi meetmeid:
· Vali ja valmista materjal sobivalt ette;
· Suure hulga materjali eemaldamisel kasutada sümmeetrilisi töötlemisviise, et kompenseerida töötlemisel tekkivat pinget ja deformatsiooni;
· Reguleerige töötlemisvaru ja püüdke säilitada paksemat materjalivaru, et vähendada deformatsiooni sisemise pinge vabanemisel.
3. Klambri deformatsioon
CNC-töötlemise ajal võib POM-materjal klammerdamise ajal deformeeruda. Klambri vabastamisel taastub toorik oma esialgse kuju. Selle vältimiseks saab deformatsiooni vähendada, tugevdades tooriku ja klambri vahelist kontaktpinda. Spetsiifilised meetodid hõlmavad järgmist:
· Kinnitusmeetodi muutmine. Näiteks pehme padjaga pinkkruustang või liimiga kinnitamine;
· Suuremate toorikute puhul võib kasutada vaakum-iminapp, kuid tooriku pind peab olema tasane;
· Pärast ühe külje kinnitamist liimiga ja teise silumist kasutage tooriku pinna kinnitamiseks iminappa.
4. Elastne deformatsioon
POM-materjalil on kõrge elastsus. Töötlemise ajal paindub tööriistaga kokkupuutuv materjali osa lõikamise ajal seestpoolt. Pärast tööriista eemaldamist võib töödeldud osa veidi deformeeruda. Materjali elastsusest tingitud mõõtmete kõrvalekalde vähendamiseks võib võtta järgmisi meetmeid:
· Mitme tööriista kompensatsiooni reguleerimise teostamine lõikeefekti alusel;
· Korduv lõikamine väiksemate materjalikoguste töötlemisel võib aidata vähendada materjali elastsusest tingitud mõõtmete deformatsiooni.
Töötlemistehnoloogiat ja parameetreid mõistlikult kohandades saab POM-materjali deformatsiooniprobleemi CNC-töötluses tõhusalt kontrollida, et tagada töötlemise kvaliteet ja täpsus.
CNC-töötluse POM-i edu sõltub materjali omaduste sügavast mõistmisest ja protsessi parameetrite täpsest juhtimisest. Tööriistade optimeerimise, kinnitusmeetodite muutmise ja rahvusvaheliste testimisstandardite integreerimisega saab valmistoodete saagist oluliselt parandada.