POM CNC-bewerking: Gradeselectie, ontwerptips en defectpreventie

POM CNC-bewerkingsgids: hoe u cijfers, ontwerponderdelen kiest en veelvoorkomende defecten vermijdt

Polyoxymethyleen, POM, ook bekend als acetaal of, door DuPont, Delrin Het is een van de meest machinaal bewerkende technische thermoplastische materialen voor productie met hoge precisie Het wordt vaak gebruikt voor tandwielen, kleplichamen, bussen en elektronische connectoren omdat het een lage wrijvingscoëfficiënt, hoge stijfheid en uitzonderlijke maatvastheid heeft.

Het bewerken van Delrin is echter niet zo eenvoudig als het simpelweg in de draaibank steken Verschillen, zowel in prestaties als bewerkbaarheid, tussen de verschillende soorten polyoxymethyleen (POM), tussen POM-H en POM-C bijvoorbeeld, beïnvloeden alles, van de neiging tot porositeit tot chemisch uithoudingsvermogen. Tolvormige alumimunonderdelen met drukke profielen die geen ondersteuning bieden, kunnen resulteren in acetaalvervorming.

Bovendien; de getallen voor wrijvingscoëfficiënten die op het web worden doorgegeven, zijn in de orde van vijf keer onnauwkeurig.

Dit is de eerste van uw POM fabricagehandleidingen waarin de technische keuzes worden besproken die ervoor zorgen dat uw POM-onderdelen voldoen aan de tolerantienormen om uit de schrootbak te blijven Het omvat: richtlijnen voor de selectie van de kwaliteit, DFM-standaarden die uniek zijn voor acetaal, normen voor defectminimalisatie, materiaalvergelijkingsgrafieken en kostenstimulerende factoren Alle eigendomswaarden worden vermeld met de respectieve ASTM-testmethode ter bevestiging aan de hand van uw materiële datasheets.

Wat maakt POM tot een geprefereerd CNC-bewerkingsplastic?

Polyoxymethyleen (POM) is een technisch thermoplastisch materiaal, met thermoplastische materialen die zeer kristallijn zijn, terwijl de metalen dat niet zijn (instrumenteel om de productie de nauwere metaalkwaliteiten te geven in plaats van grondstoffen. Van de BYU-Idaho kunststofreferentie, de hoge mate van kristalliniteit creëert goede sterkte, stijfheid, oppervlaktehardheid, barrière-eigenschappen, oplosmiddelbestendigheid en een scherp smeltpunt“.

Wat maakt POM uniek bij het overwegen POM CNC-bewerkingsdiensten is zijn reactie op een snijgereedschap Volgens machinisten is acetaal het meest bewerkbare technische plastic, dat korte, schone chip produceert in plaats van vezelige, gomachtige chips zoals nylon of polycarbonaat. Dit resulteert in strakkere toleranties, verbeterde oppervlaktekwaliteit en kortere bewerkingscyclustijden.

POM-H (homopolymeer) produceert een ASTM D638 treksterkte van 69 MPa en trekmodulus van 3 100 MPa De wrijvingscoëfficiënt met staal is 0,20-0,35 als ASTM D1894-test. laag genoeg voor een niet-gesmeerd lageroppervlak, hoewel het duidelijk is dat het cijfer van 0,04 dat door veel bewerkingsgeleiders wordt aangehaald, niet wordt gebruikt Het is de coëfficiënt die tot PTFE/Teflon behoort, en de resulterende verkeerde toepassing heeft zogenaamde ingenieurs die aanbevelen dat POM moet worden gebruikt als een glijoppervlak met lage wrijving wanneer een PTFE-lager of een PTFE-kwaliteit het beter zou doen.

Dimensionale stabiliteit is de reden dat POM wordt gebruikt in precisieonderdelen waar een hoge stijfheid gewenst is Met 24 uur vochtabsorptie van slechts 0,25% (ASTM D570) en een thermische uitzettingscoëfficiënt van 110 µm/m·°C (ASTM D696) vertoont POM een zeer goede maatvastheid over temperatuur - en vochtigheidsbereiken waardoor nylon onderdelen buiten de tolerantie zouden uitzetten POM-materiaal geclassificeerd onder ASTM D6778 levert consistent toleranties van ±0,025 mm op precisieonderdelen die een hoge stijfheid boven 2.900 MPa buigmodulus vereisen.

POM-H-C versus met glas gevulde POM welke kwaliteit moet u bewerken?

Het labelen van “POM” op de tekening is niet voldoende Homopolymeer POM (POM-H ), gebrandmerkt Delrin door DuPont, en copolymeer POM (POM-C) bezitten een duidelijke kristalliniteit, die kwantificeerbare variaties in mechanische sterkte, chemische aanvalsweerstand en bewerkbaarheid produceert. Een verkeerde POM-keuze kan leiden tot porositeit van de middellijn in dikke secties, bros falen chemisch of onnodige kosten.

Ja, het bewerkbaarheidsvoordeel dat voor de Delrin wordt geclaimd is indrukwekkend maar voorwaardelijk POM-H biedt een extra 10 tot 15% in vergelijking met POM-C in hardheid, stijfheid, treksterkte en druksterkte Het verwerkt ook belastingen die ongeveer 10% hoger zijn voordat kruipvervorming optreedt Voor droge structurele toepassingen met hoge spanning waarbij sterkte voorop staat, is POM-H absoluut de sterkere keuze.

POM-C werktuigen echter betrouwbaarder over een reeks gereedschapspaden Industriebronnen melden dat copolymeeracetaal minder gevoelig is voor hersmelten en kromtrekken tijdens lange, dunne sneden of zware voorraadverwijdering POM-C biedt ook een bredere chemische veerkracht dan homopolymeer (pH 4-13 vs POM-H pH 4-9), waardoor het de betere kandidaat is voor onderdelen die onderhevig zijn aan reinigingswerkzaamheden, koolwaterstoffen of alkalische aanvallen.

Voeg 10-30% glas op gewicht toe om glasversterkte POM te produceren om zo de stijfheid en de controlecoëfficiënt van de uitbreiding te verhogen Fabrikanten gebruiken gegroutte beugels en behuizingen om de rekening te passen Het nut van glasgevulde POM gaat ten koste van verhoogde gereedschapsslijtage en ruwere machineafwerking. Raadpleeg de POM-gegevensblad van elk merk om de eigenschappen van hun individuele aangepaste mengsel te bepalen.

Ontwerpregels voor CNC-bewerkte POM-onderdelen

POM-machines houden van metaal, maar dit acetaalplastic gedraagt zich niet als een machine bij het opspuiten, temperatuurregeling of het verlichten van overdrachtsspanning. Onzorgvuldig aluminium Design for Manufacturing-principes zullen leiden tot kromgetrokken of niet-gespecificeerde machine-POM's. POM-specifieke ontwerpproblemen moeten worden toegepast.

Minimale Muurdikte

Houd de minimale wanddikte op 0,8 mm bij CNC-frezen en 1,0 mm bij draaien Dunnere wanden buigen af onder klemdruk en tijdens het snijden, wat leidt tot de gevormde tapsheid en klappersporen op het product.Bij het bewerken van complexe pompondelen met diepe zakken, verhoog de wanddikte tot 1,5 mm of gebruik verschillende lichte afwerkingspassen. Bij het bewerken van ingewikkelde POM-componenten met diepe zakken vergroot u de wanddikte tot 1,5 mm of gebruik u verschillende lichte afwerkingspassen.

Warmtebeheer Het Verborgen Probleem

POM heeft een thermische geleidbaarheid (0,31 W/mK ASTM C177) die ongeveer 40 keer lager is dan aluminium Eventuele warmte die in de snijzone wordt geproduceerd, kan niet door het werkstuk worden afgevoerd Het blijft geconcentreerd in de snijzone van het gereedschap Dit is de belangrijkste reden dat luchtkoeling de voorkeur verdient boven overstromingskoelmiddel bij het bewerken van POM: droge perslucht blaast de spanen weg en voert de warmte af zonder de thermische schok die vloeibaar koelmiddel veroorzaakt tot een lage thermische geleidbaarheid, kristallijne kunststoffen.

Stressverlichting en dimensionale stabiliteit

Bij het bewerken van POM-onderdelen die toleranties vereisen die strakker zijn dan ±0,05 mm, is het noodzakelijk om een tweetraps bewerkingsproces te gebruiken (ruw, spanningsvrij, afwerking).Ruwe machine de POM tot 0,2-0,3 mm overmaat per oppervlak voordat het onderdeel in een oven wordt belast. Gloeien bij 140-150 °C (20-30 °C onder de warmteafbuigingstemperatuur) laat de restspanning vrij die in het onderdeel is vergrendeld door de extrusie- en ruwe bewerkingsstappen. Vervolgens kan het bewerkte onderdeel, gemeten binnen het aanvaardbare tolerantiebereik, onmiddellijk na het bewerken, maar liefst 24-448 uur buiten de tolerantie verschuiven als gevolg van de restrelaxatie.

• Gebruik scherpe, gepolijste hardmetalen gereedschappen. Doffe gereedschappen creëren warmte en verslechteren de oppervlakteafwerking
• Ondersteun het pompwerkstuk gedurende de gehele bewerking. POM vervormt gemakkelijker onder klemkrachten dan metalen
• Ontspan de restspanning vóór de laatste bewerking (24-48 uur of bak)
• POM-chips agressief verwijderen uit de snijzone, opnieuw gesneden als ze niet worden geventileerd
• Buismachine POM binnen een temperatuurgestabiliseerde ruimte vanaf de doeltolerantie van ±0,025 mm.
• Rekening voor POM's unieke bewerkingskenmerken deze hoogwaardige kunststof heeft een 40× lagere thermische geleidbaarheid dan aluminium (0,31 vs 12,5 W/m·K per ASTM C177)

Veel voorkomende POM-bewerkingsdefecten en hoe u deze kunt voorkomen

De meeste storingen die gepaard gaan met POM-bewerking zijn anders dan storingen met aluminium of andere amorfe kunststoffen. Ontwerpende machinisten zullen problemen ondervinden bij het sputteren, vervormen en slijtage die uniek zijn voor de kristallijne fysieke aard van polyoxymethylenen, evenals een lage thermische geleidbaarheid en problemen met het vrijkomen van restspanning wanneer componenten na het snijden blijven zitten. Deze acht punten zorgen voor eindtolerantie en de kleinste vervorming van het onderdeel.

Warping en Dimensional Drift

Kristallijne of dunne POM-onderdelen kromtrekken na bewerking terwijl de restspanning stabiliseert Afwijking van het referentievlak onmiddellijk na bewerking kan groter zijn dan 0,12 mm, maar kan binnen enkele uren worden teruggebracht tot minder dan 0,02 mm met een combinatie van goedkope restspanningsontlastingsmethoden zoals gloeien en symmetrische materiaalverwijdering, en luchtkoeling om te helpen bij het dissiperen van thermische energie Dit fenomeen heeft ertoe geleid dat ontwerpers geloven dat POM-lijsten of machinaal bewerkte producten na bewerking in een oven moeten worden geconstrueerd, maar in werkelijkheid is het de interne spanning van het product die de oorzaak is.

Correctie: uitgloeien bij 140-150 °C vóór de laatste bewerking Voor het uitgloeien van oliebaden met langere weektijd is een aanbevolen snelheid 40-60 minuten toename per 5 mm wanddikte Voor het uitgloeien van luchtbaden (oven), verhogen met 20-30 minuten per 5 mm Als alternatief kunnen onderdelen in leidingwater worden gestoomd bij koken gedurende 5-6 uur en op natuurlijke wijze afkoelen.

Burr Formation

Vanwege de taaiheid en ductiliteit van POM vindt er plastische stroming plaats aan de snijkant, in plaats van schoonscheren, en worden er snorhaarachtige bramen gegenereerd aan de snijzijde, vooral na cnc-frezen en boren. Gebruik scherpe, positieve hark (6-10), hoge snijsnelheden en klimfrezen om de braamhoogte te helpen verminderen. Het ontbramen van POM-onderdelen na bewerking is de norm. Een gecontroleerd bewerkingsproces met positieve hellingshoeken van 6-10° produceert POM-componenten die Ra 0,8 µm of beter ontmoeten op kritische afdichtingsvlakken.

Oppervlakte Smelten en Verkleuring

Wanneer warmte sneller wordt opgebouwd dan POM er vanaf kan komen, dan gaat het oppervlak glazuur en smelt Het proces treedt het meest op tijdens het boren van diepe gaten zonder pikcycli of met dof gereedschap bij hoge voedingssnelheden Het smeltpunt van POM-100 is 165-175 °C, net boven de temperaturen die worden bereikt tijdens agressieve bewerking, Verminder het toerental van de spil, maal boormachines tot een negatieve of neutrale hark (0-2), gebruik pikboren (trek gereedschap elke 1-2 boordiameters terug) en gebruik perslucht om de warmte weg te blazen.

POM versus N PEEK versus ABS Selectiebeslissingsgids voor materiaal

POM is een uitstekende pom plastic, maar het is niet de juiste keuze voor elke toepassing Eerlijke materiaalkeuze vereist het vergelijken van specifieke eigenschappen waarden onder gestandaardiseerde testomstandigheden “geen vage beweringen over welke plastic is ”better.” De volgende tabel gebruikt ASTM-gerefereerde gegevens om u een directe vergelijking te geven.

Waar POM de keuze is: Tandwielen, lagers, bussen en elk ander standaard frees-, boor- of draaifunctie waarbij lage wrijving en maatvastheid in variabele vochtomstandigheden belangrijk zijn. POM's 0,25% waterabsorptie zorgt ervoor dat deze vasthoudt strakke toleranties waar nylon met ongeveer 10 keer die hoeveelheid opzwelt 0,20-00 wrijvingscoëfficiënt (per ASTM D1894) gepaard met sub-0,3TP3T vochtopname is de reden waarom dit technische plastic drooglopende lager - en tandwieltoepassingen domineert.

Waar Nylon de keuze is: slagvastheid en trillingsdemping Nylon 6/6 heeft een hogere ductiliteit en hogere treksterkte dan POM Gebruik het voor klikbehuizingen, structurele beugels, en elke structurele toepassing waarbij energie wordt geabsorbeerd onder schokbelastingen Nylon is ook zelfsmerend, zijnde zeer glad als het nat is.

Waar PEEK de keuze is: toepassingen bij hoge temperaturen boven 150 °C, agressieve chemische omgevingen en toepassingen die sterilisatie vereisen. PEEK is 4-6 keer duurder voor CNC-machines dan POM en is dus zeker geen eerste keus materiaal.

Waar ABS de keuze is: Bij prototyping, cosmetische behuizingen is elke toepassing waarbij verfbaarheid en verlijming belangrijker zijn dan sterkte en bewerkbaarheid een groot voordeel. ABS-machines is kosteneffectiever wanneer het productievolume structurele onderdelen afziet.

Kostendrijvers in POM CNC-bewerking

De kosten van cnc-bewerking van pom in een CNC-winkel zijn een functie van zes verschillende, onderling verbonden factoren die niet altijd intuïtief zijn. Met deze kostenoverwegingen voor POM kunt u beslissingen nemen over het ontwerp van onderdelen die de kosten minimaliseren zonder dat dit ten koste gaat van uw vereisten.

De voordelen van cnc-bewerking ten opzichte van spuitgieten bij productie in geringe volumes zijn duidelijk: geen gereedschapskosten, snel herontwerp en snellere eerste vervaardigde onderdelen Op basis van schaalvoordelen hebben de bewerkingskosten de neiging te domineren totdat de hoeveelheden een orde van enkele duizenden delen bereiken, op welk punt de schaalvoordelen het spuitgieten bevorderen Vraag altijd offertes aan voor beide bij het plannen van productiehoeveelheden aangepaste pompondelen POM behoudt een kosten-per-deel voordeel ten opzichte van PEEK met 4 6× bij gelijkwaardige toleranties, waardoor POM de standaardkeuze is voor niet-extreme-temperatuurtoepassingen onder 100 °C (UL 746B).

Industrie Toepassingen Waar POM beter presteert Alternatieven

POM maakt goed gebruik van zichzelf, niet door een geweldige hars voor algemeen gebruik te zijn, maar door specifieke eigenschappen te hebben waar andere kunststoffen niet gemakkelijk aan kunnen tippen.

Componenten van het brandstofsysteem voor auto's: Kleplichamen in en brandstofpompversnellingen profiteren van weerstand tegen benzine en diesel, maatvastheid door thermische cycli en werking met lage wrijving. POM-C-copolymeer voldoet aan deze eigenschappen, en deze POM-pompencomponenten profiteren ook van de koolwaterstofbestendigheidseigenschappen van het generieke materiaal.

Medische hulpmiddelen en instrumentatie: verschillende POM-graden vergadering ASTM F1855 (Normenspecificatie voor Polyoxymethyleen voor Medische Toepassing) en USP Klasse VI specificaties worden gebruikt voor insuline pen componenten, chirurgische gereedschap handvatten en korrelvormige afgifte pomp tandwielen Steriliseerbare, biocompatibele en nauwkeurig bewerkte onderdelen worden allemaal geproduceerd uit het ene materiaal, POM.

Elektronische Kontaktierungen und Isolatoren: Vanwege de goede thermische weerstand treedt een zeer goede maatvastheid van de POM-materialen bij cyclische veranderingen op, evenals vanwege de goede hoge diëlektrische sterkte (19,7kV/mm volgens ASTM D149), een van de meest geschikte materialen voor connectorlichamen en ongevoelige afstanden En onderdelen veranderen de contactuitlijning binnen het temperatuurveld niet en hebben niet de zwelling van het vocht die het gebruik van nylon diskwalificeert.

Bewerkte pompon Voor tandwielen en transportgeleiders: Gezien hun lage wrijvingscoëfficiënt en hoge zelfsmerende vermogen, kan machinaal bewerkte pompon worden gebruikt als tandwieltanden, kettinggeleiders en transportrollen voor lichte toepassingen in voedselverwerkings- en verpakkingsapparatuur. Sommige door de FDA goedgekeurde kwaliteiten voldoen aan de vereisten voor contact met voedsel volgens de FDA-regelgeving 21 CFR 177.2470.

Veelgestelde vragen: POM CNC-bewerking