POM CNC-Bearbeitung: Notenauswahl, Designtipps und Fehlervermeidung

POM CNC-Bearbeitungshandbuch: So wählen Sie Noten und Designteile aus und vermeiden Sie häufige Mängel

Polyoxymethylen, POM, auch bekannt als Acetal oder, von DuPont, Delrin. Es ist eines der am meisten bearbeitungstechnischen Thermoplaste für die hochpräzise Fertigung. Es wird häufig für Zahnräder, Ventilkörper, Buchsen und elektronische Steckverbinder verwendet, da es einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe Steifigkeit und eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität aufweist.

Die Bearbeitung von Delrin ist jedoch nicht so unkompliziert wie das einfache Einsetzen in die Drehmaschine Unterschiede, sowohl in der Leistung als auch in der Bearbeitbarkeit, zwischen den verschiedenen Qualitäten von Polyoxymethylen (POM), zwischen POM-H und POM-C zum Beispiel, beeinflussen alles von der Neigung zur Porosität, bis hin zur chemischen Ausdauer Mautförmige Alumimun-Teile mit ausgelasteten Profilen, die keinen Halt bieten, können zu Acetalverzerrungen führen.

Darüber hinaus; Die Zahlen für Reibungskoeffizienten, die auf der Bahn herumgereicht werden, sind in der Größenordnung von fünfmal ungenau.

Dies ist der erste Ihrer POM-Fertigungsleitfäden, der die technischen Entscheidungen bespricht, die sicherstellen, dass Ihre POM-Teile Toleranzstandards erfüllen, um aus dem Schrottbehälter herauszuhalten. Dazu gehören: Richtlinien zur Sortimentsauswahl, DFM-Standards speziell für Acetal, Standards für Mängelminimierungsgrenzen, Materialvergleichstabellen und Kostenanreizfaktoren Alle Immobilienwerte werden mit der jeweiligen ASTM-Testmethode zur Bestätigung anhand Ihrer Materialdatenblätter aufgeführt.

Was macht POM zu einem bevorzugten CNC-Bearbeitungskunststoff?

Polyoxymethylen (POM) ist ein technischer Thermoplast mit thermoplastischen Kunststoffen, die hochkristallin sind, während die Metalle nicht (instrumental dafür, dass die Herstellung die näheren metallischen Qualitäten als Waren liefert).Aus dem BYU-Idaho-Kunststoffreferenz, “erzeugt der hohe Kristallinitätsgrad ”gute Festigkeit, Steifigkeit, Oberflächenhärte, Barriereeigenschaften, Lösungsmittelbeständigkeit und einen scharfen Schmelzpunkt”.

Was POM bei der Betrachtung einzigartig macht POM CNC Bearbeitungsdienstleistungen Ist seine Reaktion auf ein Schneidwerkzeug Laut Maschinisten ist Acetal der am besten bearbeitbare technische Kunststoff, der kurze, saubere Späne anstelle von stringenten, gummiartigen Spänen wie Nylon oder Polycarbonat produziert Dies führt zu engeren Toleranzen, verbesserter Oberflächenqualität und kürzeren Bearbeitungszykluszeiten.

POM-H (Homopolymer) erzeugt eine ASTM D638-Zugfestigkeit von 69 MPa und einen Zugmodul von 3.100 MPa. Sein Reibungskoeffizient mit Stahl beträgt 0,20-0,35 als ASTM D1894-Test. niedrig genug für eine ungeschmierte Lageroberfläche, obwohl klar ist, dass die von vielen Bearbeitungsführungen angegebene Zahl von 0,04 nicht verwendet wird. Es handelt sich um den Koeffizienten von PTFE/Teflon, und die daraus resultierende Fehlanwendung hat Ingenieure dazu aufgerufen, POM als Gleitfläche mit geringer Reibung zu verwenden, wenn ein PTFE-Lager oder ein PTFE-gefülltes Lager besser funktionieren würde.

Die Dimensionsstabilität ist der Grund, warum POM in Präzisionsteilen verwendet wird, bei denen eine hohe Steifigkeit gewünscht wird Mit einer 24-stündigen Feuchtigkeitsaufnahme von nur 0,251TP3 T (ASTM D570) und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 110 µm/m·°C (ASTM D696) zeigt POM eine sehr gute Dimensionsstabilität über Temperatur - und Feuchtigkeitsbereiche, die dazu führen würden, dass sich Nylonteile aus der Toleranz ausdehnen POM-Material, das unter ASTM D6778 klassifiziert ist, liefert durchweg ±0,025 mm Toleranzen an Präzisionsteilen, die eine hohe Steifigkeit über 2.900 MPa-M-Bie erfordern.

POM-H POM-C vs. Gefülltes POM vs. Glasqualität Welche sollte man maschinell bearbeiten?

Die Kennzeichnung “POM” auf der Zeichnung ist nicht ausreichend Homopolymer POM (POM-H ), Delrin von DuPont gebrandet, und Copolymer POM (POM-C ) besitzen eine ausgeprägte Kristallinität, die quantifizierbare Variationen in mechanischer Festigkeit, chemischer Angriffsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit erzeugt Falsche POM-Wahl könnte zu Mittellinienporosität in dicken Abschnitten, sprödem Versagen chemisch oder unnötigen Kosten führen.

Ja, der für den Delrin geltend gemachte Vorteil der Bearbeitbarkeit ist beeindruckend, aber bedingt POM-H bietet im Vergleich zu POM-C zusätzliche 10 bis 151 TP3 T in Härte, Steifigkeit, Zug - und Druckfestigkeit Es bewältigt auch Lasten, die etwa 101TP3 T höher sind, bevor es zu Kriechverformungen kommt Für trockene, hochspannende Strukturanwendungen, bei denen die Festigkeit im Vordergrund steht, ist POM-H definitiv die stärkere Wahl.

POM-C-Werkzeuge sind jedoch zuverlässiger über eine Reihe von Werkzeugwegen. Branchenquellen berichten, dass Copolymeracetal weniger empfindlich auf Umschmelzen und Verziehen bei langen, dünnen Schnitten oder der Entfernung schwerer Vorräte reagiert. POM-C bietet außerdem eine breitere chemische Widerstandsfähigkeit als Homopolymer (pH 4-13 vs. POM-H pH 4-9), was es zum besseren Kandidaten für Teile macht, die Reinigungsarbeiten, Kohlenwasserstoffen oder alkalischen Angriffen ausgesetzt sind.

Fügen Sie 10-301TP3 T Glas nach Gewicht hinzu, um glasverstärktes POM herzustellen, um Steifigkeit und Kontrollkoeffizient der Expansion zu erhöhen Hersteller verwenden verfugte Bracketrie und Gehäuse, um die Rechnung zu passen Der Nutzen von glasgefülltem POM geht zu Lasten des erhöhten Werkzeugverschleißes und der raueren Maschinenoberfläche. Beziehen Sie sich auf das POM-Datenblatt jeder Marke, um die Eigenschaften ihrer individuellen individuellen kundenspezifischen Mischung zu bestimmen.

Designregeln für CNC-bearbeitete POM-Teile

POM-Maschinen wie Metall, aber dieser Acetal-Kunststoff verhält sich nicht wie einer bei der Befestigung, Temperaturkontrolle oder der Entlastung von Übertragungsspannungen. Sorgloses Aluminiumdesign für Herstellungsprinzipien führt zu verzerrten oder nicht spezifizierten Maschinen-POMs. Es müssen POM-spezifische Konstruktionsprobleme angewendet werden.

Mindestwandstärke

Halten Sie die minimale Wandstärke beim CNC-Fräsen bei 0,8 mm und beim Drehen bei 1,0 mm. Dünnere Wände biegen sich unter Klemmdruck und beim Schneiden ab, was zu der gebildeten Verjüngung sowie zu Ratterspuren am Produkt führt. Erhöhen Sie bei der Bearbeitung komplexer Pomteile mit tiefen Taschen die Wandstärke auf 1,5 mm oder verwenden Sie mehrere leichte Endbearbeitungsdurchgänge. Erhöhen Sie bei der Bearbeitung komplizierter POM-Komponenten mit tiefen Taschen die Wandstärke auf 1,5 mm oder verwenden Sie mehrere leichte Endbearbeitungsdurchgänge.

Wärmemanagement ist das verborgene Problem

POM hat eine ca. 40 mal geringere Wärmeleitfähigkeit (0,31 W/mK ASTM C177) als Aluminium, an der Schneidzone entstehende Wärme kann nicht durch das Werkstück abgeführt werden, sie bleibt an der Werkzeugschneidzone konzentriert, dies ist der primäre Grund, dass bei der Bearbeitung von POM Luftkühlung gegenüber Flutkühlmittel vorzuziehen ist: Trockene Druckluft bläst die Späne weg und leitet die Wärme ab, ohne den Thermoschock, den flüssiges Kühlmittel zu einer geringen Wärmeleitfähigkeit, kristallinen Kunststoffen, verursacht.

Spannungsarmglühen und Dimensionsstabilität

Bei der Bearbeitung von POM-Teilen, die Toleranzen erfordern, die enger als ±0,05 mm sind, ist es notwendig, ein zweistufiges Bearbeitungsverfahren (rau, Spannungsarm, Finish) zu verwenden Rohmaschine das POM bis 0,20,3 mm Übergröße pro Oberfläche vor dem Spannungsabbau des Teils in einem Ofen Glühen bei 140,150 °C (2030 °C unter der Wärmeablenktemperatur) gibt die durch die Extrusions - und Grobbearbeitungsschritte in das Teil eingeschlossene Restspannung ab Anschließend kann sich das innerhalb des akzeptablen Toleranzbereichs gemessene Bearbeitungsteil unmittelbar nach der Bearbeitung durch Restspannung bis zu 2448 Stunden aus der Toleranz verschieben.

• Verwenden Sie scharfe, polierte Hartmetallwerkzeuge. Stumpfe Werkzeuge erzeugen Hitze und verschlechtern die Oberflächenbeschaffenheit
• Stützen Sie das Pom-Werkstück während des gesamten Vorgangs. – POM verformt sich unter Klemmkräften leichter als Metalle
• Entspannen Sie die Eigenspannung vor der Endbearbeitung (24.648 Stunden oder backen)
• Aggressiv klare Späne aus der Schneidzone. POM-Chips werden nachgeschnitten, wenn sie nicht belüftet werden
• Rohrmaschine POM innerhalb eines temperaturstabilisierten Raumes ab der Solltoleranz ±0,025 mm.
• Berücksichtigen Sie die einzigartigen Bearbeitungseigenschaften von POM. Dieser Hochleistungskunststoff hat eine um 40 ̄NF geringere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium (0,31 vs. 12,5 W/m·K pro ASTM C177)

Häufige POM-Bearbeitungsfehler und wie man ihnen vorbeugt

Die meisten mit der POM-Bearbeitung verbundenen Ausfälle sind im Gegensatz zu Ausfällen mit Aluminium oder anderen amorphen Kunststoffen. Konstruierende Maschinisten werden auf Sputter-, Verzerrungs- und Verschleißprobleme stoßen, die nur in der kristallinen physikalischen Natur von Polyoxymethylenen auftreten, sowie auf Probleme mit geringer Wärmeleitfähigkeit und Eigenspannungsfreisetzung, wenn Komponenten nach dem Schneiden stehen bleiben. Diese acht Spitzen gewährleisten eine endgültige Toleranz und die Verformung des geringsten Teils.

Verformung und Dimensionsdrift

Kristalline oder dünne POM-Teile verziehen sich nach der Bearbeitung, wenn sich die Eigenspannung stabilisiert Abweichung von der Bezugsebene unmittelbar nach der Bearbeitung kann größer als 0,12 mm sein, kann aber mit einer Kombination von kostengünstigen Eigenspannungs-Entlastungsmethoden wie Glühen und symmetrischer Materialentfernung, und Luftkühlung zur Unterstützung der Ableitung von Wärmeenergie in Stunden auf weniger als 0,02 mm reduziert werden Dieses Phänomen hat Konstrukteure zu der Annahme veranlasst, dass POM-Formteile oder bearbeitete Produkte nach der Bearbeitung in einem Ofen konstruiert werden müssen, aber in Wirklichkeit ist die Eigenspannung der Produkte schuld.

Korrektur: Glühen bei 140 °C vor der Endbearbeitung Für das Ölbadglühen mit erhöhter Einweichzeit beträgt die empfohlene Rate 406 Minuten Erhöhung pro 5 mm Wandstärke Zum Luftbad (ofen) glühen erhöhen Sie sich um 20-30 Minuten pro 5 mm. Alternativ können Teile 5-6 Stunden lang in Leitungswasser beim Kochen gedämpft und auf natürliche Weise abgekühlt werden.

Burr-formation

Wegen der Zähigkeit und Duktilität von POM tritt an der Schneide ein Kunststofffluss statt einer sauberen Scherung auf, und an der Schnittfläche entstehen whiskerartige Grate, insbesondere nach dem cnc-Fräsen und Bohren. Verwenden Sie scharfe, positive Spanungen (6-10), hohe Schnittgeschwindigkeiten und Steigfräsen, um die Grathöhe zu verringern. Das Entgraten von POM-Teilen nach der Bearbeitung ist die Norm. Bei Volumenproduktionen ist das Taumeln oder kryogene Entgraten wirksam. Ein kontrollierter Bearbeitungsprozess mit 6-10° positiven Spanwinkeln erzeugt POM-Komponenten, die Ra 0,8 µm oder besser auf kritischen Dichtflächen erfüllen.

Oberflächenschmelzen und Verfärbung

Wenn sich schneller Wärme aufbaut als POM, kann sie loswerden, die Oberfläche glasiert und schmilzt Der Prozess, der am häufigsten beim Bohren tiefer Löcher ohne Hackzyklen oder mit stumpfen Werkzeugen bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten auftritt Der Schmelzpunkt von POM-100 liegt bei 165175 °C, knapp über den Temperaturen, die bei aggressiver Bearbeitung erreicht werden Spindelrumps reduzieren, Bohrer auf einen Negativ - oder Neutralrechen (0-2) schleifen, Pickbohren (Rückzugswerkzeug alle 1-2 Bohrdurchmesser) verwenden und Druckluft zum Wegblasen der Wärme verwenden.

Entscheidungsleitfaden für POM vs. N-E-K-V-V-E-K-Material vs. ABS-Material

POM ist ein hervorragender Pom-Kunststoff, aber nicht für jede Anwendung die richtige Wahl Eine ehrliche Materialauswahl erfordert den Vergleich spezifischer Eigenschaftswerte unter standardisierten Prüfbedingungen – keine vagen Behauptungen darüber, welcher Kunststoff “besser” ist. Die folgende Tabelle verwendet ASTM-referenzierte Daten, um Ihnen einen direkten Vergleich zu ermöglichen.

Wo POM die Wahl ist: Zahnräder, Lager, Buchsen, und jede andere Standard-Fräs, Bohr - oder Drehfunktion, bei der geringe Reibung und Dimensionsstabilität bei variablen Feuchtigkeitsbedingungen wichtig sind Die Wasseraufnahme von POM mit 0,251TP3 T ermöglicht es, zu halten Enge Toleranzen Wenn Nylon etwa das 10-fache der Menge an quellt, gepaart mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten von 3,1,20005 pro ASTM894) und einer Feuchtigkeitsaufnahme von unter 0,% ist, dominiert dieser technische Kunststoff Trockenlauflager- und Getriebeanwendungen.

Wo Nylon die Wahl ist: Schlagzähigkeit und Vibrationsdämpfung Nylon 6/6 hat eine höhere Duktilität und höhere Zugfestigkeit als POM Verwenden Sie es für Schnappgehäuse, Strukturhalterungen und jede strukturelle Anwendung, bei der Energie unter Stoßbelastungen absorbiert wird. Nylon schmiert sich auch selbst, da Bei Nässe sehr rutschig.

Wo PEEK die Wahl ist: Hochtemperaturanwendungen über 150 °C, aggressive chemische Umgebungen und Anwendungen, die eine Sterilisation erfordern. GUCK CNC-Maschine ist 4-6 mal teurer als POM und daher sicherlich kein Material erster Wahl.

Wo ABS die Wahl ist: Beim Prototyping, bei Kosmetikgehäusen, ist jede Anwendung, bei der Lackierbarkeit und Verklebung wichtiger sind als Festigkeit und Bearbeitbarkeit, ein hoher Vorteil. ABS-Maschinen Kostengünstiger ist, wenn das Produktionsvolumen für Strukturteile gilt.

Kostentreiber bei der POM-CNC-Bearbeitung

Die Kosten für die CNC-Bearbeitung von Pom in einer CNC-Werkstatt sind eine Funktion von sechs verschiedenen, miteinander verbundenen Faktoren, die nicht immer intuitiv sind Diese Kostenüberlegungen für POM werden es Ihnen ermöglichen, Teiledesignentscheidungen zu treffen, die die Kosten minimieren, ohne Ihre Anforderungen zu opfern.

Die Vorteile der cnc-Bearbeitung gegenüber dem Spritzgießen in der Kleinserienfertigung liegen auf der Hand: keine Werkzeugkosten, schnelle Umgestaltung, schnellere erstgefertigte Teile Basierend auf Größenökonomie dominieren die Bearbeitungskosten tendenziell, bis die Mengen einen Mehrtausendteiler-Auftrag erreichen, an welchem Punkt die Skaleneffekte das Spritzgießen begünstigen Fordern Sie bei der Planung von Produktionsmengen kundenspezifischer Pom-Teile immer Angebote für beide an POM behält bei äquivalenten Toleranzen einen Kosten-pro-Teil-Vorteil gegenüber PEK um 46, wodurch POM zur Standardwahl für Nicht-Extremtemperatur-Anwendungen unter 100 °C (UL 746 B) wird.

Branchenanwendungen, bei denen POM Alternativen übertrifft

POM nutzt sich nicht gut aus, indem es ein hervorragendes Harz für den allgemeinen Gebrauch ist, sondern indem es spezifische Eigenschaften aufweist, die andere Kunststoffe nicht ohne weiteres erreichen können.

Komponenten des Kraftstoffsystems für Kraftfahrzeuge: Ventilkörper in und Kraftstoffpumpengetriebe profitieren von der Beständigkeit gegenüber Benzin und Diesel, der Dimensionsstabilität durch thermische Zyklen und dem reibungsarmen Betrieb POM-C-Copolymer erfüllt diese Eigenschaften, und diese POM-Pumpenkomponenten profitieren auch von den Kohlenwasserstoffbeständigkeitseigenschaften des generischen Materials.

Medizinische Geräte und Instrumente: Treffen verschiedener POM-Klassen ASTM F1855 (Standardspezifikation für Polyoxymethylen für medizinische Anwendungen) und USP-Spezifikationen der Klasse VI werden für Insulin-Pen-Komponenten, Griffe für chirurgische Werkzeuge und Zahnräder für körnige Abgabepumpen verwendet Sterilisierbare, biokompatible und präzise bearbeitete Teile werden alle aus dem einen Material, POM, hergestellt.

Elektronische Kontaktaufnahmen und Isolatoren: Aufgrund ihrer guten thermischen Beständigkeit kommt es zu einer sehr guten Dimensionsstabilität der POM-Materialien bei zyklischen Änderungen sowie aufgrund ihrer guten hohen dielektrischen Festigkeit (19,7 kV/mm gemäß ASTM D149) zu einem der am besten geeigneten Materialien für Steckverbinderkörper und unempfindliche Abstände. Und Teile ändern die Kontaktausrichtung nicht im Temperaturbereich des Betriebs und haben nicht die Feuchtigkeitsquellung, die die Verwendung von Nylon disqualifiziert.

Bearbeiteter Pom Für Zahnräder und Förderbandführungen: Aufgrund ihres niedrigen Reibungskoeffizienten und ihrer hohen Selbstschmierfähigkeit kann bearbeiteter Pom als Zahnradzähne, Kettenführungen und Förderrollen für leichte Anwendungen in der Lebensmittelverarbeitung und Verpackungsausrüstung verwendet werden Einige von der FDA zugelassene Sorten erfüllen die Anforderungen für den Lebensmittelkontakt gemäß den FDA-Vorschriften 21 CFR 177,2470.

Häufig gestellte Fragen P CNC-Bearbeitung