Lavorazione CNC POM: proprietà, tolleranze e applicazioni

Lavorazione CNC POM: una guida pratica alla lavorazione di Delrin e parti in acetale

Se hai armeggiato con parti in plastica di precisione, ti sarai imbattuto nel leggendario POM (noto con alcuni dei suoi nomi commerciali delrin, Celcon o appena battuto con il nome originale acetal) Dai meccanismi della penna per insulina alle parti del sistema di alimentazione di un'auto, questo materiale termoplastico tecnico è onnipresente per un motivo per cui le macchine sono adatte agli standard puliti, è estremamente accurato e resistente all'usura in un modo che poche altre plastiche possono affermare di essere.

Tuttavia, semplicemente ridacchiando azioni in a Lavorazione CNC POM centro non porterà a risultati di prim'ordine Sono i dettagli della selezione del grado, dei parametri di taglio, della gestione del calore e del comportamento dimensionale in seguito alla lavorazione che determinano se i componenti finiti fanno diventare il grado O.N.T. rifiuti.

Questa dispensa riassume la nostra esperienza nella lavorazione di migliaia di parti di pom in usi medici, automobilistici ed elettronici: selezione del grado giusto, calcolo delle alimentazioni e delle velocità, tolleranze ottenibili e quando la lavorazione CNC supera lo stampaggio a iniezione nel tuo caso.

Cos'è il POM e perché funziona così bene?

POM, ben poliossimetilene, è un materiale termoplastico tecnico semicristallino, noto anche come acetale o con il nome commerciale DuPont Delrin. Spesso noto come poliacetale nella letteratura tecnica più antica, ma è correlato alla famiglia dell'ingegneria ad alte prestazioni come Nylon e plastica PBT, ma alcune caratteristiche migliori per la lavorazione CNC.

Il materiale originale fu brevettato e adottato commercialmente da DuPont nel 1960 con il nome di omopolimero Delrin Celanese aggiunse successivamente una produzione di copolimeri alla gamma come Celcon Il POM è ancora una delle plastiche più lavorate al mondo, con un consumo globale di oltre tre milioni di tonnellate all'anno sulla base dei dati delle ricerche di mercato.

Ciò che rende il POM così amato è la sua combinazione unica di proprietà: l'elevata rigidità rende il POM resistente alla deflessione da parte delle forze di taglio Il basso attrito crea una formazione di trucioli non saldanti e l'eccellente stabilità dimensionale mantiene le dimensioni del componente vicine alle sue dimensioni di programmazione una volta che la taglierina se n'è andata.

La sua estrema cristallinità; tra il 75 e l'85% provoca una formazione di trucioli cristallini, piuttosto che gommosi e fibrosi; al contrario della plastica amorfa.

Come da. ASTM D6100-17 specifica la forma POM deve inoltre soddisfare le specifiche per: Resistenza alla trazione Allungamento a rottura Modulo di trazione Modulo di flessione Impatto Izod Porosità In conformità con queste specifiche gli ingegneri ora dispongono di una linea di base standardizzata per la qualificazione del materiale nelle applicazioni di lavorazione CNC di precisione.

POM-H vs POM-H Scegliere il grado giusto per le parti CNC

Non tutti i POM sono uguali, I due gradi principali, pom-h (omopolimero) e POM-C (copolimero) sono abbastanza vicini nelle prestazioni che selezionare quello sbagliato significherà guasto meccanico in servizio POM-H, disponibile come marchio delrin ha circa il 15 per cento più alta resistenza alla trazione e rigidità POM-C, noto come Celcon o Hostaform, sacrifica una certa resistenza meccanica per una maggiore resistenza chimica e una porosità inferiore.

Nell'ambito della nostra produzione, il pom-h mantiene tolleranze più strette su tutte le parti dell'ingranaggio e sulle superfici dei cuscinetti dove la precisione dimensionale sotto carico è fondamentale. Mentre POM-C mostra l'ovvio vantaggio nelle parti sottoposte a linee di acqua calda, prodotti chimici detergenti o condizioni leggermente acide.

Proprietà meccaniche e termiche che contano per la lavorazione CNC POM

Quando si cnc macchina pom quindi le proprietà meccaniche influenzano direttamente come si comporta sotto le forze di taglio, quanto bene tiene le dimensioni, e quanto tempo parti finite durano in servizio Ecco un confronto di POM con le altre plastiche più ampiamente specificato per le parti di lavorazione CNC di precisione.

A causa della combinazione di POM di proprietà autolubrificanti a basso attrito e resistenza all'usura è ideale per parti mobili come ingranaggi; cuscinetti e meccanismi di scorrimento applicazioni in cui il nylon assorbe l'umidità in eccesso e l'ABS non ha la durata a fatica necessaria Il suo basso assorbimento d'acqua (0.20% rispetto al nylon 1.2-1.5%) significa solo stabilità dimensionale elevata anche in un ambiente umido Ecco perché POM viene utilizzato in parti di precisione che richiedono un adattamento costante in stagioni e climi variabili.

Da notare: il coefficiente di dilatazione termica del POM (110 POM) significa che un pezzo POM da 100 mm a 20 C si espanderebbe di circa 0,13 mm a 30 C. Per requisiti di tolleranza più stretti di 0,05 mm, ciò influisce sulla necessità di lavorare e ispezionare in una stanza a temperatura controllata Test condotti sui materiali POM da Materiali avanzati chimici Mitsubishi mostrare che il rispettivo copolimero e gli acetali mantengono la stabilità dimensionale entro limiti specificati (standard ASTM).

Parametri di lavorazione CNC per POM: velocità, alimentazioni e selezione degli utensili

POM è una macchina e una delle plastiche ingegneristiche più semplici da lavorare con ÁLT, ma “semplice” non significa “forgiving” Scelte di parametri sbagliate causano fusione, formazione di trucioli gommosi o, nel peggiore dei casi, decomposizione termica che rilascia gas formaldeide Ecco i parametri di lavorazione utilizzati dal nostro team durante l'esecuzione di POM su centri di fresatura e tornitura CNC.

Parametri di fresatura CNC

Parametri di tornitura CNC

Strumento di taglio e selezione del liquido refrigerante

Utilizzare taglierine in metallo duro affilate e lucidate Effettuare lavorazioni con angoli di spoglia positivi Utilizzare frese in acciaio ad alta velocità (HSS) poiché queste saranno sufficienti per lavori di produzione a basso volume, ma utilizzare il metallo duro per una migliore durata dell'utensile, finiture superficiali e usura dell'utensile.

Utilizzare mulini a scanalatura singola o a due scanalature anziché strumenti a quattro scanalature, questi elimineranno i trucioli in modo più efficace poiché i trucioli POM tendono a intasare le valli delle frese che si fondono nuovamente:

Per il liquido di raffreddamento, lo standard industriale accettato nella tornitura del POM è l'aria compressa ad alta pressione, questo romperà immediatamente i trucioli, impedisce l'accumulo di calore nel pezzo e l'unità è asciutta. È efficace anche un liquido di raffreddamento solubile in acqua, ma il liquido di raffreddamento non è necessario a causa della bassa assunzione di acqua del POM (0,20%).

Si possono evitare anche refrigeranti a base di olio poiché tendono a marcare la superficie.

Tolleranze e finiture superficiali ottenibili per parti POM lavorate

Le tolleranze del POM sono equivalenti a molti metalli e sostanzialmente migliori della maggior parte delle altre plastiche Standard, il nostro molarod per parti di pom ha 0,05 mm su caratteristiche inferiori a 50 mm Le tolleranze ottenibili per gli accoppiamenti di precisione dei fori e le parti accoppiate sono 0,02 mm utilizzando l'alesatura di finitura o la alesatura fine, combinate con situazioni di macchine per il controllo della temperatura.

Opzioni di finitura superficiale

Dove vengono utilizzate le parti POM Applicazioni del settore

La miscela unica di POM di resistenza meccanica, basso attrito e resistenza chimica lo rendono adatto all'ampia gamma di materie plastiche utilizzate per Componenti POM lavorati CNC. Ecco le tipiche parti in plastica pom che lavoriamo più spesso: meccanismi per penne per insulina per OEM medici, guide del trasportatore per processi alimentari e alloggiamenti per connettori elettrici classificati in base alle prestazioni di fiamma UL94 HB.

Automobilistico

Ingranaggi, parti del sistema di usura, componenti del regolatore della finestra, meccanismi della cintura di sicurezza e accessori di rivestimento interni utilizzano tutti POM La sua eccellente resistenza all'usura e la durata a fatica lo rendono ideale applicazioni in cui queste parti vedono centinaia di migliaia di cicli senza lubrificazione risparmiando notevoli costi di manutenzione nel processo.

Dispositivi Medici

Sistemi di somministrazione di farmaci (penne per insulina, inalatori), maniglie per strumenti chirurgici, bossoli diagnostici Il POM di grado medico soddisfa i requisiti di FDA 21 CFR 177.2470 ed è stato incluso sia nei registri FDA Drug Master File che FDA Device Master File I test ISO 10993 e i test di biocompatibilità USP Classe VI forniscono un'ulteriore garanzia del loro uso sicuro a contatto con i pazienti.

Attrezzature per la lavorazione degli alimenti

Catene trasportatori, rotaie di guida, lame raschianti e sedi di valvole Il POM-C per uso alimentare aderisce a quello esistente Norme FDA per il contatto alimentare le norme, insieme al Regolamento UE 10/2011 che prevede il contatto diretto con le materie alimentari, stanno diventando sempre più importanti per i componenti di esportazione.

Elettronica ed Elettrica

Gusci di connettori, alloggiamenti di interruttori, cuscinetti di soffianti e isolanti di spessore sottile Eccellente stabilità dimensionale in un ampio intervallo di temperature e umidità elimina gli spostamenti nel posizionamento dei pin del connettore, mentre il suo basso assorbimento di umidità riduce il rigonfiamento che può alterare le distanze elettriche.

Macchinari Industriali

Impulsori della pompa, valvole, seguicamma e boccole personalizzate POM. Queste materie plastiche sono validi sostituti per il metallo quando si prevede che il risparmio di peso, la resistenza alla corrosione, il funzionamento senza lubrificazione giustifichino i cambiamenti, spesso al 30-0% in meno dei costi dei pezzi finiti.

POM CNC Lavorazione meccanica vs stampaggio a iniezione UL quando vince ciascun metodo

lo stampaggio a iniezione è in grado di lavorare CNC POM, ma è più adatto a soddisfare i profili di progetto delle esigenze di volume maggiore tipicamente identificate dai clienti dello stampaggio a iniezione Le specifiche di tolleranza, il volume dei componenti, i tempi di consegna e il budget delle parti vengono pesati l'uno rispetto all'altro per prendere la decisione.

A nostro avviso, la lavorazione CNC dovrebbe essere impiegata per sforzi inferiori a 500 parti o per quelli che richiedono tolleranze più strette di 0,05 mm Per progetti stabili con dimensioni del lotto pari o superiori a 1.000 parti, tuttavia, è meglio impiegare lo stampaggio a iniezione La soglia di fattibilità economica per forme semplici è di 300-700 parti, mentre la stessa soglia sale a 5.000 parti per forme POM complesse che richiedono costosi stampi multi-cavità.

Molti dei nostri clienti impiegano un processo ibrido: le parti POM lavorate a CNC fungono da prototipo e articolo di prova, quindi lo stampaggio a iniezione gestisce i cicli di produzione In questo modo, la forma e la funzione vengono convalidate sulle parti POM lavorate prima che $10.000 o più si impegnino a modellare gli utensili Il prototipo CNC utilizza lo stesso grado POM della parte stampata finale, quindi le proprietà del materiale del pezzo stampato finale vengono riportate direttamente a differenza dei prototipi con stampa 3D che si avvicinano solo alle prestazioni finali.

Domande frequenti sulla lavorazione CNC POM