Polyoxymethylen (POM), almindeligvis kendt som acetal eller dets varemærke Delrin®, er en ingeniørplast. Acetal (acetal), polyoxymethylen (POM), polyacetal (polyacetal), polyoxymethylen, disse er dens navne, og de almindelige er sorte og hvide. I den følgende beskrivelse vil de forskellige navne på POM'en vises tilfældigt. Selvom POM er uigennemsigtig i naturen, fås den i en række forskellige farver. POM har høj mekanisk styrke og stivhed, gode glideegenskaber (lav friktionskoefficient) og fremragende slidstyrke. Da acetal absorberer lidt vand og har fremragende dimensionsstabilitet, er det et glimrende valg til komplekse former og præcisionsbearbejdede dele. Det er dog ustabilt og nedbrydes let under sure forhold og høje temperaturer. Da dets molekyler indeholder en stor mængde oxygen, er det vanskeligt at give flammehæmning, og dets kontinuerlige brugstemperatur varierer fra -40°C til omkring 120°C. Der er to almindelige varianter af POM, homopolyacetal POM-H og copolyacetal POM-C, POM-H er større end POM-C med hensyn til hårdhed og stivhed, og smeltepunktet for POM-H (172-184°C) er mere Temperaturen er ca. 10°C højere end for POM-C (160-175°C), massefylden er 1.410-1.420 g/cm3, og krystalliniteten er 75-85%. Der er også nogle modificerede polyoxymethylener med højere smeltepunkter.
POM blev først opdaget af den tyske kemiker Hermann Staudinger i 1920 og kommercialiseret i 1956 af DuPont (den originale producent af Delrin®-plast). Som al anden plast fremstilles POM ved at destillere kulbrintebrændstoffer i lettere grupper. "Destillaterne" kan derefter kombineres med andre katalysatorer gennem polymerisation eller polykondensation for at fremstille færdig plast.
For at fremstille acetalhomopolymerer som Delrin® skal vandfrit formaldehyd fremstilles ved at omsætte vandigt formaldehyd med en alkohol for at danne hemiformal. Hemiformal opvarmes derefter for at frigive formaldehyd, som polymeriseres ved anionkatalyse. Den resulterende polymer er stabil, når den omsættes med eddikesyreanhydrid til dannelse af en polyoxymethylenhomopolymer.
Delrin® plastegenskaber og mekaniske specifikationer
Delrin® kan også bruges i almindeligt industrielt udstyr såsom lejer, gear, pumper og instrumentering. Acetals fremragende mekaniske egenskaber gør det ekstremt alsidigt og tilbyder en unik kombination af egenskaber, der ikke findes i de fleste metaller eller andre plasttyper. Delrin® plast er stærk, stiv og modstandsdygtig over for slag, krybning, slid, friktion og træthed. Den er også kendt for sin fremragende dimensionsstabilitet under højpræcisionsbearbejdning. Acetal er også modstandsdygtig over for fugt, benzin, opløsningsmidler og mange andre neutrale kemikalier ved stuetemperatur. Fra et designmæssigt synspunkt har dele fremstillet af ekstruderet POM naturligvis en glat overfladefinish.
Fordi acetal er kompatibel med CNC bearbejdning, sprøjtestøbning, ekstruderingsstøbning, kompressionsstøbning, spindestøbning og mere, produktteams har frihed til at vælge den fremstillingsproces, der passer bedst til deres budget og behov. Det er dog værd at bemærke, at Delrin®-plast ofte er vanskeligt at lime.
Acetalmaterialeegenskaber varierer efter formulering, men de mekaniske egenskaber af en af de mest populære formuleringer, Delrin® 100 NC010, omfatter:
- Udbyttespænding: 26 %
- Flydespænding: 71 MPa
- Densitet: 1420 kg/m3
- Vandabsorption: 0.9%
- Trækmodul: 2900 MPa
- Normal lineær termisk udvidelseskoefficient: 110 E-6/K
Delrin® har nogle begrænsninger. For eksempel, selvom Delrin® er modstandsdygtig over for mange kemikalier og opløsningsmidler, er den ikke særlig modstandsdygtig over for stærke syrer, oxidationsmidler eller UV-stråling. Langvarig udsættelse for stråling kan forvrænge farven og få dele til at miste styrke. Derudover er flammeklassificeringer ikke umiddelbart tilgængelige for dette materiale, hvilket begrænser dets anvendelighed i visse højtemperaturapplikationer.
Hvorfor Delrin® Plastic?
På trods af disse begrænsninger er der mange grunde til at vælge acetal frem for andre materialer. Sammenlignet med andre plastmaterialer har acetal bedre krybe-, slag- og kemikaliebestandighed, bedre dimensionsstabilitet og højere styrke. Det har også en lavere friktionskoefficient.
Acetal klarer sig også bedre end visse metaller. Dele fremstillet af dette materiale har højere styrke-til-vægt-forhold, bedre korrosionsbestandighed og giver flere muligheder for delintegration. Med acetal kan du lave tyndere, lettere dele hurtigere og billigere end sammenlignelige metaller.
Delrin®-plast findes i næsten alle større fremstillingssektorer. I bilindustrien omfatter almindelige anvendelser kraftigt gear, brændstofsystemkomponenter, højttalergrill og sikkerhedssystemkomponenter såsom sikkerhedsselehardware. Delrin® kan også bruges i almindeligt industrielt udstyr såsom lejer, gear, pumper og instrumentering.
Fordele ved CNC-bearbejdning POM
Elektriske egenskaber
POM har fremragende varmeisoleringsegenskaber, kombineret med sin fremragende mekaniske styrke, er POM et meget velegnet materiale til elektroniske komponenter. POM kan også modstå betydelig elektrisk belastning, hvilket gør den velegnet til brug som højspændingsisolator. Dens lave fugtabsorption gør det også til et fremragende materiale til at holde elektroniske komponenter tørre.
Mekanisk styrke
POM er meget hårdt, meget duktilt og har en lavere densitet end metaller. Gør den velegnet til letvægtsdele, der skal modstå højt tryk.
Mindsker trætte fødder
POM er et meget slidstærkt materiale med fremragende modstandsdygtighed over for udmattelsessvigt i temperaturområdet -40°C til 80°C. Derudover er dens træthedsbestandighed mindre påvirket af fugt, kemikalier eller opløsningsmidler. Denne egenskab gør det til et ideelt materiale til dele, der skal modstå gentagne stød og belastninger.
Slagstyrke
POM kan modstå øjeblikkelig stød uden fejl, primært på grund af dets meget høje sejhed, og specialbehandlet POM kan give større slagfasthed.
God dimensionel stabilitet
Dimensionsstabilitet måler et materiales evne til at opretholde sine normale dimensioner efter udsættelse for tryk, temperatur og andre forhold under CNC-bearbejdning. POM deformeres ikke under CNC-bearbejdning, er ideel til bearbejdning og kan opnå præcise tolerancer.
Friktionsegenskaber
Bevægelige mekaniske dele kræver ofte smøring for at reducere den friktion, de skaber, når de gnider mod hinanden. CNC-bearbejdede POM-dele er i sagens natur glatte og kræver ikke smøring. Denne funktion kan bruges som en del af maskineri, hvor eksterne smøremidler kan forurene produktet, såsom foodprocessorer.
robusthed
Den høje trækstyrke og holdbarhed af POM gør det til et velegnet materiale til højspændingsapplikationer. POM er meget stærk og bruges ofte som erstatning for stål og aluminiumslegeringer.
Fugttætte
Selv under de mest fugtige forhold absorberer POM meget lidt vand. Det betyder, at den bevarer den strukturelle integritet selv i undervandsapplikationer.
Krybemodstand
POM er et meget sejt materiale, der kan modstå meget stress uden fejl. Denne enestående holdbarhed gør det til det foretrukne materiale til dele i mange industrier.
Elektrisk isolering
POM er en fremragende isolator. På grund af denne egenskab bruges den i mange elektroniske produkter.
Ulemper ved CNC-bearbejdning POM
Lav vedhæftning
På grund af sin kemiske resistens reagerer POM ikke godt på klæbemidler, hvilket gør det vanskeligt at lime.
Brandfarlig
POM er ikke selvslukkende og vil brænde, indtil ilten er væk. Bekæmpelse af en POM-brand kræver brug af en klasse A-ildslukker.
Termisk følsomhed:
CNC-bearbejdning af POM ved høje temperaturer kan forårsage deformation.
Problemer, der let opstår i CNC-bearbejdning POM
Generelt set er de største problemer, som CNC-bearbejdning POM støder på, deformation og revner. Der er også to slags almindelige revner her, den ene er direkte revner under CNC-bearbejdning, og den anden er skjulte revner (normalt forårsaget af intern belastning). Langsomt revner efter CNC-bearbejdning er frustrerende.
Hvis det valgte POM-materiale ikke er godt, eller de dimensionelle tolerancekrav er relativt høje, anbefales det at udgløde efter grovbearbejdning for at eliminere dets indre spænding, hvilket i høj grad kan reducere deformationen efter efterbehandling. Der vil være visse forskelle mellem forskellige producenter eller kvaliteter af POM-materialer. Følgende procesparametre er kun til reference:
Efter grovbearbejdning udføres oliebadsudglødning (i varm olie) eller luftbadsudglødning (i ovn). Juster udglødningstemperaturen, som generelt er 10-20°C (ca. 140-150°C) lavere end produktets varmeforvrængningstemperatur. For oliebadsudglødning øges udglødningstiden med 40-60 minutter for hver vægtykkelse på 5 mm, for luftbadsudglødning øges udglødningstiden i 20-30 minutter for hver vægtykkelse på 5 mm og afkøles naturligt til stuetemperatur efter afslutning.
En anden "jordmetode" udglødningsmetode (glødningstemperatur 100°C)
Når omgivelsestemperaturen for CNC-delene er lavere end 80°C, læg dem i kogende vand i 5-6 timer efter grovbearbejdning og afkøles naturligt til stuetemperatur. Med tilstrækkelig tid kan naturlige ældningsmetoder også bruges. Efter grov forarbejdning skal den naturligt placeres ved stuetemperatur (helst konstant temperatur) i omkring en uge.
Almindelige deformationsårsager og modforanstaltninger ved CNC-bearbejdning POM
Først og fremmest er det bedst at sikre, at emnestørrelsen på emnet er konsistent under CNC-bearbejdning, hvilket er mere befordrende for at gribe relativt konsistent deformation og kontrollere tolerancen inden for et relativt tæt område.
1. Fastspænding forårsager deformation
POM-materiale deformeres, når det klemmes, og vender tilbage til sin oprindelige tilstand, når det løsnes. På dette tidspunkt kan du overveje at ændre spændeformen for at øge arbejdsemnets kontaktflade. For eksempel puder bænken skruestik ting, fikserer dem med lim og så videre. Til større plader kan vakuumsugekopper bruges, men emnet skal være fladt. Det anbefales at fastgøre den ene side med lim før fejning, og derefter fiksere den glatte overflade med en sugekop til grov bearbejdning.
2. Skærevarme forårsager deformation
POM-materialer har dårlig varmebestandighed og er følsomme over for varme og deformeres let på grund af utilstrækkelig afkøling under forarbejdning. Først og fremmest skal værktøjet være skarpt, så den varme, der genereres under skæringen, er relativt lille. For det andet kan mængden af skæring reduceres, skæring kan opdeles i flere gange, og kølevæsken kan øges. Formålet er at minimere varmeudvikling eller hurtigt at fjerne varme, der dannes under skæring.
3. Elastisk deformation
POM-materialet har høj elasticitet. Ved skæring deformeres den del, der er i kontakt med værktøjet, indad på grund af materialets elasticitet. Når værktøjet bevæger sig væk, vil den del, der skæres og presses, deformeres en vis mængde. På dette tidspunkt er det nødvendigt at udføre flere værktøjskompensationsjusteringer i henhold til den faktiske skæreeffekt. Multipel cyklusskæring med lille skæremængde under forarbejdning kan reducere den dimensionelle deformation forårsaget af materialets elasticitet.
4. Intern spændingsdeformation
Da den termiske udvidelseskoefficient for ingeniørplast er større end for metaller, når bearbejdningsgodtgørelsen er stor, vil der opstå deformation på grund af eliminering af intern spænding. For det første korrekt udvælgelse og forarbejdning af materialer (som ovenfor). For det andet, når mængden af materialefjernelse er relativt stor, så prøv at placere et så tykt materiale som muligt, kontroller marginen og brug symmetrisk behandling (om selve delens design er rimeligt eller ej er faktisk kritisk) for at udligne stress og deformation forårsaget ved forarbejdning.
Når det er færdigt, skal man også være opmærksom på temperaturkontrol under overførsel og opbevaring. Hold om muligt temperaturen for at forhindre, at delene deformeres på grund af temperaturændringer. Husk samtidig at beskytte overfladen for at undgå ridser mv.
Almindelige årsager til revner
Den førnævnte grad af deformation er mere tilbøjelig til at revne, men dette er kun en del af årsagen. Der er flere grunde til, at POM-materialer revner under drift:
- 1. Mængden af knivspisning er for stor under CNC-bearbejdning;
- 2. Brug et større bor direkte til at bore huller, skærekraften er for stor, og den er let at knække;
- 3. Ved CNC-bearbejdning af dybe huller trækker boret sig ikke tilbage gentagne gange for at fjerne spåner, spånerne udledes ikke tilstrækkeligt, og der opstår ekstruderingsrevner;
- 4. Utilstrækkelig køling, utilstrækkelig køling af borehuller, hvilket resulterer i revner på grund af overdreven skærevarme og skærekraft;
- 5. Hvis fodringshastigheden er for høj, vil den indre belastning af POM-stangen forårsage revner;
- 6. Ved boring er skæret på boret slidt. Hvis boret ikke repareres i tide, vil det hårde bor forårsage revner.
Valg af CNC-bearbejdningsmetoder
CNC-fræsning
Vi har 3-akse/4-akse/5-akse bearbejdningskapaciteter, der passer til alle dine brug og behov for Delrin-bearbejdede dele, hvilket giver os mulighed for at håndtere komplekse CNC-bearbejdede POM-dele, mens vi opretholder høj præcision, præcision, fleksibilitet og konsistens sex. Vi kan også levere CNC-fræsning og CNC-drejning til andre behov i produktionen af acetaldele. Hvis du overvejer at bruge POM-materiale til at lave dine ønskede CNC-produkter.
CNC drejning
Køling er påkrævet under CNC-bearbejdning for at reducere slid og lede varme for at forhindre smeltning. Det anbefales først at bruge trykluftkøling eller fast smøring og derefter bruge kølevæske. Hastigheden bør ikke være for høj, og fremføringen og indgrebet bør ikke være for stor. Skruevinklen og aflastningsvinklen på værktøjet kan være lidt større, og skæret skal være skarpt. Den forreste vinkel på almindeligt anvendte højhastighedsståldrejeværktøjer er omkring 25°~40°, og den bageste vinkel er omkring 10°~20°. Spændekraften på patronen skal være så lille som muligt.
CNC boring
Bor ikke direkte med et stort bor, det anbefales at bore et lille hul først og derefter rive med lav hastighed. Boret skal holdes skarpt, og du kan henvise til følgende bor: topvinkel 60°~90°, spiralvinkel 10°~20°, skråvinkel 0°, rygvinkel 10°~15°. Ved boring bør kraften i fremføringsretningen ikke være for stor, og værktøjet skal trækkes tilbage i tide (generelt 5~6 mm dybt) til spånfjernelse og afkøling. Ved gennemboring af huller bør tilspændingen reduceres ved hurtig boring, så boret ikke skubber materialet væk i aksial retning.
CNC gevind
Bortset fra forskellige værktøjer er de generelt de samme, det vil sige, at deformation skal undgås ved fastspænding, værktøjet skal holdes skarpt, tilspændingshastigheden skal være lille, og afkølingen skal være tilstrækkelig.
Anvendelse af CNC-bearbejdning POM-dele
1. Bilindustri
I bilsektoren anvendes POM-plast i brændstofsystemkomponenter, vinduesregulatorer og forskellige indvendige og udvendige komponenter.
2. Elektriske og elektroniske komponenter
POMs elektrisk isolerende egenskaber gør den velegnet til produktion af stik, kontakter og isoleringskomponenter i elektronik.
3. Forbrugsvarer og apparater
POM-plast er meget udbredt til fremstilling af lynlåse, spænder, håndtag og andre komponenter til forbrugsvarer og apparater.
4. Medicinsk udstyr
På det medicinske område bruges POM til at producere kirurgiske instrumenter, lægemiddelleveringssystemer og andet medicinsk udstyr på grund af dets biokompatibilitet.
5. Engineering og industrielle dele
POMs mekaniske styrke og slidstyrke gør det til et fremragende valg til en lang række tekniske og industrielle komponenter.