





Nehmen Sie Kontakt mit Lecreator Company auf
Von Prototypen bis hin zur Serienproduktion sind Sie bei uns genau richtig.


So lösen Sie Oberflächenbearbeitungsprobleme bei der Bearbeitung von POM (Acetal/Delrin)
| As-Machined Ra (Standard) | Ra 1,6 – 2 um (63 – 125 µin) |
| As-Machined Ra (Optimiert) | Ra 0,4 –8 µm (16 – 32 µin) |
| POM Schmelzpunkt | POM-H: 178 °C (352 °F) / POM-C: 166 °C (330 °F) |
| Empfohlene Schnittgeschwindigkeit | 120 – 150 m/min Schrupp, bis zu 450 m/min Schlicht |
| Typische Toleranz | ±0,05 mm Standard, ±0,025 mm optimiert |
| Optionen nach der Fertigstellung | Polieren (Ra 0,2 µm), Perlenexplosion (Ra 1,6 µm), Dampfpolitur (Ra 0,4 µm) |
POM (Polyoxymethylen) ist eines der am häufigsten verwendeten technischen Thermoplaste für die Präzisionsbearbeitung – wenn die Oberflächenbeschaffenheit schief geht Bearbeitete POM-Komponenten, die Ra 0,8 m betragen sollten, kommen bei Ra 3,2 m oder schlechter zurück, mit glänzenden Schleppleinen, whiskerartigen Graten und Kratzern oder Werkzeug, das mit bloßem Auge sichtbar ist und die rauere Oberfläche diese cnc-bearbeiteten Teile aus der Montage disqualifiziertWurzelursachen sind POM-spezifisch und physikfokussiert, und die Lösungen unterscheiden sich von Haus aus von Metallbearbeitungsvorgängen.
In diesem Artikel wird erklärt, warum CNC-bearbeitetes Polyoxymethylen Oberflächenbeschaffenheit ist katastrophal, wie man einen Defekt erkennt, welche Schneidparameter und Werkzeuge die einzelnen beheben werden Jede Ra-Wert- und Vorschub-/Geschwindigkeitsempfehlung basiert auf harten Daten und Shop-Erfahrungen. Keine Schätzungen. Unabhängig davon, ob Sie CNC-Bearbeitung für POM-Homopolymer oder POM-Copolymer verwenden, sind die Prinzipien identisch.

Die meisten Ausfälle der POM-Bearbeitung führen auf die Wärmeleitfähigkeit zurück. Gemäß Polyoxymethylen-Daten auf Wikipedia, 0,31 W/m K hat POM eine Wärmeleitfähigkeit. Vergleichen Sie das mit Aluminium bei 205 W/m K 660 x Unterschied Wenn der Bearbeitungsvorgang der Schneidzone Wärme entziehen will, speichert POM stattdessen lieber Wärme in seinem Werkstück.
Dieser Mangel an Wärmekapazität führt zu drei Arten von Rauheitsfehlern:
Es ist der häufigste Fehler für Bediener, wenn sie von der Bearbeitung von Aluminium oder Stahl auf POM umsteigen Trotz der Eigenschaften müssen die Vorschub- und Geschwindigkeitsraten niedriger sein, damit POM seine Wärme in der Schnittzone behält In Kombination mit Luftsprühkühlung ist das Endergebnis immer eine bessere Oberfläche als hohe Spindel-RPMS und Hochwasserkühlung.

Nicht alle POM-Qualitäten sind gleich Die amorphe (nichtkristalline) Natur von POM-H (auch Delrin oder Homopolymer genannt) und POM-C (Copolymer genannt) beeinflusst, wie eine fertige Oberfläche als Ra-Zahl erscheint Die Verwendung einer Art POM-Material, das nicht für ein kritisches Teil geeignet ist, ist Zeit- und Arbeitsverschwendung.
| Eigentum | POM-H (Delrin) | POM-C (Copolymer) |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 76 MPa | 61 MPa |
| Schmelzpunkt | 178 °C (352 °F) | 166 °C (330 °F) |
| Kristallinität | ~80% | ~70% |
| Rockwell-härte | M94 | M80 |
| Chip-formation | Kürzere, knusprigere Brüche | Längere, duktilere Späne |
| Mittellinienporosität | Signifikant in Abschnitten >50 mm Durchmesser. | Minimal bis keine |
| Chemische Beständigkeit | Bis pH 9 | Bis pH 14 |
| Erreichbare Oberflächenoberfläche | Ra 0,4 – 1,2 um (höhere Härte hilft beim Schneiden) | Ra 0,4 – 6 µm (nachsichtigere Parameter) |
Anders als im Rest der Welt haben nordamerikanische POM-H-Bestände (Homopolymer, Stab mit 50 mm+ Durchmesser) oft eine Mittellinienporosität oder einen weißen Streifen, der durch die geformten oder extrudierten Abmessungen verläuft. Diese Porosität entsteht, wenn Gase aus der Schmelze gedrückt werden, wenn das POM abkühlt, die dem Partlet-Kongeal im Inneren der extrudierten oder geformten Form nicht entkommen können. Wenn Sie den POM-H-Stab durch die Mitte bearbeiten, um ein Merkmal an komplexen POM-Teilen zu bearbeiten, führt diese fehlerhafte Porosität zu einer Lochfraßentfernung, die kein Endschnitt entfernen kann. Für eine Block- oder Blattanwendung, bei der die die die Bearbeitung durch die Mitte großer Grübchen entscheidend ist, kann in der Präzisionsbearbeitung von Porosität entfernt werden. ASTM D6778, das Standardklassifizierungssystem für Polyoxymethylen-Formmaterialien und Extrusionsmaterialien.
Werkstattbodenmaschinen, die mit POM arbeiten, stellen fest, dass POM-C (Copolymer, 12 C niedrigerer Schmelzpunkt) leichter ist, um ein gutes Finish-Aussehen zu erhalten Der Unterschied kann drastisch aussehen, und trotz des niedrigeren Schmelzpunkts bedeutet seine geringere Kristallinität weniger innere Spannung und Verzug, wenn die ausgewählte Marke POM-C richtig bearbeitet wird Für eine enge Toleranz, niedrigste Oberflächenrauheit POM-Komponente erzeugt POM-C oft eine bessere Dimensionsstabilität nach der Bearbeitung mit der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit.

Bei der POM-Bearbeitung wird die Oberflächenrauheit durch vier Faktoren mit folgender Signifikanzordnung bestimmt: Schnittgeschwindigkeit, Werkzeuggeometrie, Vorschubgeschwindigkeit und Abkühlungstechnik Durch die richtige Ordnung dieser Faktoren wird die Wärmeansammlung vermieden, die zu den meisten Problemen der Oberflächenqualität führt.
| Parameter | Schruppend | Veredelung |
|---|---|---|
| Schnittgeschwindigkeit | 120 150 m/min (400 500 SFM) | Bis zu 450 m/min (1.500 SFM) |
| Futterrate | 0,13 – 50 mm/Rev (0,005 0,020 in/rev) | 0,10 – 30 mm/Rev (0,004 0,012 in/rev) |
| Schnitttiefe | 1,3 (0,050 0,200 Zoll) | 0,13 – 0,005 0,020 Zoll) |
| Erwartete Ra | Ra 1.6 – 2 um | Ra 0,4 – 8 Um |
| Parameter | Empfohlene Reichweite |
|---|---|
| Schnittgeschwindigkeit | 60 75 m/min (200 250 ft/min) |
| Futter pro Zahn | 0,05 – 25 mm/Zahn (0,002 0,010 Zoll/Zahn) |
| Flötenzählung | 1-Zimmer-Flöten (O-Flöte bevorzugt für Chip-Evakuierung) |
| Strategie | Steigfräsen (reduziert die Wärme, erzeugt eine bessere Oberflächenbeschaffenheit als herkömmliches) |
| Erwartete Ra | Ra 0,8 – 1,6 um mit scharfem Hartmetall |
Die Werkzeuggeometrie spielt bei der Bestimmung der POM-Oberflächenqualität eine wichtigere Rolle, als die meisten Bediener erwarten. Die entsprechenden Span- und Spielwinkel verhindern einen Reibkontakt, der zu lokalem Schmelzen führt.
Technische Anmerkung
Verwenden Sie unbeschichtete, polierte Hartmetallwerkzeuge für die Präzisions-CNC-Bearbeitung von POM-Kunststoff Verwenden Sie Werkzeuge mit einem positiven Spanwinkel von 15-20, einem Spielwinkel von 10-15 und einer scharfen Schneidkante Verwenden Sie eine Hochhelix-Einzelflöte oder zwei Flötenendmühlen (O-Flöten-Design), um Späne aus der Schnittzone zu spülen und Schäden durch Nachschneiden zu vermeiden.
Verwenden Sie keine beschichteten Werkzeuge (TiN, TiAlN), da eine Filmbeschichtung auf dem niedrigen Reibungskoeffizienten von POM (bis zu 0,15-0,35) reibt und mehr Wärme als weniger erzeugt. Die DuPont Delrin Design Principles for Machining empfiehlt polierte Werkzeugflächen, um eine Spanhaftung zu vermeiden.
Druckluft dient als primäres Kühlverfahren beim Laufen Kunststoff CNC Bearbeitung Werkzeuge (abgesehen vom Spritzgießen des POM) ist Druckluft, Der Luftstoß bläst die Späne aus der Schneidzone und liefert auch eine ausreichende Kühlung, so dass die Schneidtemperatur unter 120 C bleibt (über der sich das POM thermisch zu zersetzen beginnt) Wasserlösliches Nebelkühlmittel (das nach Gebrauch mit Wasser abgewaschen werden soll) kann zum Tieflochbohren verwendet werden, wird jedoch für eine längere Anwendung vermieden, da der ständige Kontakt mit einigen Chemikalien in diesen Kühlmitteln Spannungsrisse verursachen kann, insbesondere im Bereich enger Strukturen.
Parameterpriorität beim Betrieb eines neuen POM-Bearbeitungsschnitts Geschwindigkeit (Wärme), Werkzeuggeometrie einstellen (Schnitt), Vorschubgeschwindigkeit einstellen (Chiplast), dann Kühlmittel (Wärme). Wenn Sie von unten nach oben stimmen, dann ist jeder Schritt nach oben wahrscheinlich, dass Sie die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks verfolgen, anstatt sie zu verhindern.

Jeder Oberflächenfehler an einem bearbeiteten POM-Teil kann auf eine Grundursache zurückgeführt werden; die korrekte Identifizierung des Defekttyps ist der schnellste Weg zur richtigen Lösung; und vermeidet den häufigen Fehler, mehrere Bearbeitungsparameter gleichzeitig zu ändern.
Was es zu sein scheint: Glanzflächen auf der bearbeiteten Oberfläche mit Schleppleinen Die Oberfläche sieht aus wie halbgeschmolzen, nicht sauber bearbeitet, und kann einen geringen Grad an Färbung aufweisen.
Ursache: Die durch eine hohe Reibung erzeugte Wärme übersteigt die Erweichungstemperatur des POM, also 150-160 Deg.C, da die Werkzeuge stumpf sind oder die Spindelgeschwindigkeit sehr hoch ist usw. Dies führt zu einer starken Temperatur Anstieg an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkstück, aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit von POM.
Fix (a): Spindelgeschwindigkeit um 30-401TP3 T verringern Wechsel zu scharfem unbeschichtetem Karbid mit polierten Rillen Druckluft in die Schnittzone blasen.
Typisches Ergebnis: Ra fällt von 2,5-3,2 m auf 0,6-1,0 m.
Wie es aussieht: Whisker-metallähnliche Kanten auf bearbeiteten Merkmalen Auffälliger nach dem Fräsen von Schlitzen Bohrlöcher Grate auf POM sind faserig, nicht metallisch, daher neigen sie eher zum Biegen als zum Brechen;
Wurzelursache: Die hohe Zugfestigkeit und hohe Duktilität von POM führt zu großen Mengen an Kunststofffluss an der Schneidkante ohne Bruch. Verschlimmert, wenn der Betrieb mit stumpferen Werkzeugen, bei werkzeuglosen Vorschüssen (Materialbiegungen vor dem Scheren) oder in herkömmlicher Mühlenrichtung durchgeführt wird.
Fix: Steigfräsen implementieren Erhöhen Sie die Vorschubgeschwindigkeit auf eine ausreichend hohe Geschwindigkeit, dass das Werkzeug POM schert, anstatt es zu schieben Verwenden Sie O-Flöten-Endfräsen mit einer Flöte, wenn Bearbeitung POM Teile. Für die Produktion in großen Mengen kann sich das kryogene Entgraten und Vibrationstaumeln als sekundärer Bearbeitungsprozess lohnen.
Wie es aussieht: regelmäßige Ausstechungs - oder Bogenspuren, die sich auf ebenen oder gekrümmten Flächen finden Die Jakobsmuschelgröße steht in direktem Zusammenhang mit dem Überschritt zwischen aufeinanderfolgenden Werkzeugdurchgängen.
Ursache der Wurzel: zu hoher radialer Übertritt bei Endbearbeitungsdurchgängen, der mit Konsolidierungsdurchgängen mit unzureichender Überlappung zwischen den Pfaden gipfelt, was zu Staccato-Werkzeugwegen führt, die die Form des Teils nicht widerspiegeln. Dies ist ein Programmierproblem, kein Spritzgussproblem.
Fix: den radialen Übertritt bei POM-Enddurchgängen auf 10-151TP3 T des Werkzeugdurchmessers reduzieren Einfügung eines dedizierten lichttiefen Schnitt-Enddurchlaufs (0,13-0,50 mm / 0,005-0,020 in) Bei Verwendung von scharfem Hartmetall mit den richtigen Geschwindigkeiten kann ein einzelner Durchlauf ohne Sekundäroperationen eine 3,2 m Ra-Standard-Ausführung bis hin zu einer glatten Oberfläche von 0,8 m Ra erreichen.
Wie es aussieht: bearbeitete POM-Teile, die Oberflächengütespezifikationen direkt aus der Maschine erreichen, sich aber innerhalb von 24-48 Betriebsstunden auf beiden Seiten der Abmessungen verziehen, wodurch die Oberfläche aus den Drucktoleranzen herausdriftet.
Wurzelursache: innere innere Spannungen, die durch den Extrusionsprozess verursacht werden, lösen sich, wenn asymmetrische Materialentfernung das eingeschränkte Teil entspannen lässt POM hat sehr wenig Feuchtigkeitsaufnahme (weniger als 0,21TP3 T), so dass Feuchtigkeit nicht die Ursache ist – innere Belastung ist.
Fix: Erklären Sie CNC-Bearbeitungsprozessabläufe, sodass die bearbeiteten POM-Teile nach Möglichkeit materialentfernungssymmetrisch sind; Führen Sie vor der Endbearbeitung ein inneres Spannungsentlastungsglühen hochpräziser POM-Werkstücke durch: Erhöhen Sie POM-H auf 160 C (POM-C auf 150 C) in einem Ofen mit Umluft, halten Sie es 30 Minuten pro 6 mm Wandstärke und kühlen Sie es ab 10 C/h. Nach dem Glühen lassen Sie 24 Stunden ein, um das Werkstück zu stabilisieren, bevor Sie die Bearbeitung abschließen.
Wie es aussieht: zufällige Rillen und eine ungleichmäßige Oberflächenrauheit, die keinen Bezug zu Werkzeugwegrichtungen hat. In der bearbeiteten Oberfläche sind kleine POM-Partikel zu sehen.
Wurzelursache: lange, strähnige POM-Chips gleiten um das Bearbeitungswerkzeug herum und kommen wieder mit dem Werkstück in Berührung Mehrflötenwerkzeuge mit sehr kleinen Spankriemen neigen dazu, Späne in der Schnittzone einzufangen.
Fix: implementieren Sie auf ein 1-2-Flötenwerkzeug mit hohem Helixwinkel (30+) und spiegelfertige Spankröhren. Durch eine mit einem Schraubenschlüssel geblasene Düse an der Schnittzone komprimierte Strahlluft, um Späne während ihrer Bildung zu evakuieren. Für Drehvorgänge wird eine spanbrechende Geometrie speziell für Thermoplaste implementiert. Diese Änderungen beseitigen den erneuten Schneidschaden fast immer vollständig und es entsteht eine gleichmäßige Oberflächentextur von Ra 0,8-1,6 m über das POM-Werkstück, die beste Oberflächenqualität liefert, die durch genaue Bearbeitung erreichbar ist.
In Fällen, in denen die maschinelle Oberfläche von POM-Komponenten nicht den Oberflächenbeschaffenheitsspezifikationen entspricht, können sekundäre Oberflächenbehandlungen eingesetzt werden. Jede Methode bietet einen Kompromiss hinsichtlich erreichbarer Ra-, Bearbeitungskosten- und Genauigkeitsrisiken.
| Methode | Erreichbarer Ra | Am besten für | Risikofaktor |
|---|---|---|---|
| Mechanische Politur | Ra 0,2 – 8 Um | Dichtflächen, Lager | Wärme → Dimensionsänderung an engen Toleranzteilen |
| Dampfpolieren | Ra 0,2 –4 um | Komplexe Geometrien, optische Klarheit | Begrenzte Lösungsmittelkompatibilität mit POM |
| Perlenstrahlen | Ra 1.6 – 2 um | Einheitliches mattes Kosmetik-Finish | Reduziert Ra nicht unter die bearbeiteten Werte |
| Tumble / Vibrationsveredelung | Ra 0,8 – 6 um | Entgraten im kleinen Stapel + Glätten | Grenzen der Teilegeometrie (fragile Merkmale können abplatzen) |
Ein mechanischer Poliervorgang führt genügend Reibungswärme ein, um präzise bearbeitete POM-Teile aus der Toleranz heraus zu verfälschen, lassen Sie dies zu, indem Sie Ra 0,4-0,8 m auf POM-Oberflächen bereitstellen, wenn Ihre Maschinenwerkstatt die CNC-Bearbeitungsparameter für die maschinell bearbeitete Oberfläche abgestimmt hat, oder fügen Sie nach der Endbearbeitung einen zusätzlichen Bearbeitungszyklus hinzu, und halten Sie die Toleranzen fest genug in den Bearbeitungsberechnungen, um den zusätzlichen Schnitt auszugleichen Die geringe Oberflächenenergie von POM erschwert auch das Lackieren und Beschichten des Teils ohne Plasma - oder chemische Oberflächenbehandlungen, um die Oberflächenrauheitswerte zu verbessern ' ein Detail, das in der Projektplanung oft durch die Risse fällt.
Außerhalb der anspruchsvollsten strukturellen und dimensionalen Toleranzen ist die für einen gut abgestimmten Satz von CNC-Bearbeitungsparametern vorgeschlagene Oberflächenbeschaffenheit im bearbeiteten Zustand von Ra 0,4-0,8 m mehr als ausreichend Planen Sie die Verwendung zusätzlicher Bearbeitungsschritte für den Fall, dass eine nicht funktionierende Veredelung erforderlich ist, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erfüllen, oder Konturierung des Teils, um Ra unter 0,4 m auf der Dichtungsbohrung oder Lauffläche zu erreichen.

Um die erforderliche Oberflächenrauheit auf Ihrer POM-Teilezeichnung anzuzeigen, muss auf den entsprechenden Messstandard – verwiesen werden, der sich im Jahr 2021 geändert hat.
Seit 2021 gilt der internationale Standard zur Messung der Oberflächenrauheit ISO 21920. Vier Normen (ISO 4287 – Profilparameter, ISO 4288 2 Messanweisungen, ISO 1302 (Zeichnungsanzeige und ISO 13565 135 6-Hochflächen), kombiniert in einem einzigen Dokument, das neue Standards für die Bewertung der Oberflächenbeschaffenheit für alle Messparameter und -typen einführte. ISO 21920 führt fünf Einstellklassen (Sc1-Sc5) mit voreingestellten Filtertypen und Bewertungslänge ein, was die vom Bediener verursachte Varianz bei Messungen erheblich verringert. Es gilt international.
In den USA wird die Oberflächenrauheit immer noch reguliert ASME B46.1. Bei diesem Standardauswertungsverfahren wird das ältere, mikrometerbasierte Messsystem verwendet (x [in], die Stromumrechnung: 1 m = 39,37 in).
Technische Anmerkung
Beachten Sie bei der Angabe von Oberflächenbeschaffenheitsanforderungen auf einer POM-Zeichnung immer den Messstandard (ISO 21920 oder ASME B46.1), sowie den metrischen Parameter (Ra, Rz, oder Rq), und die Auswertungslänge, Ra allein ist eine unzureichende Datenlage, da zwei POM-Oberflächen mit identischen Ra 0,8 m sehr unterschiedliche Funktionsleistungen aufweisen können, wenn eine isolierte tiefe Kratzer (hohe Rz) enthält, während die andere eine überwiegend gleichmäßige Textur aufweist Für kritische Dichtungs, tragende, und ästhetische Oberflächen sollten Ra und Rz in Verbindung angegeben werden.

Benötigen Sie Präzisions-POM-Teile mit garantierten Oberflächengütespe
Diese Oberflächenbeschaffenheitsanleitung wurde somit von der in Shenzhen ansässigen Ingenieurabteilung von Le-creator Technology auf der Grundlage von 17 Jahren CNC-Bearbeitungserfahrung für die Herstellung von Komponenten für medizinische, elektronische und industrielle Maschinen geschrieben. Unsere CNC-Schneidparameter für Delrin, die an einer 80+-Maschinenflotte bei der Herstellung von Ra 0,4 m-Kunststoffteilen überprüft wurden, demonstrieren die Testbedingungen für die Geschwindigkeiten und Vorschüsse von POM-Bearbeitungswerkzeugen unter Verwendung einer Parameterdatenprobe aus der Curbell Plastics-Frühkontraktion einer 75 mm+ POM-Stabprobe Die Mittellinienporositäts- und Spannungsentlastungsdaten wurden während der Serienproduktion von Homopolymer-POM-H-Stab-Stab auf unserem 15 mm-Herstellungshof mit einem 15 Tonnendurchmesser validiert.