Polytetrafluorethylen (PTFE) er en fluoreret syntetisk polymer termoplast, mest kendt under varemærket Teflon. Det er en af de ingeniørplast, der anvendes meget bredt i industrielle applikationer. På grund af PTFEs kemiske inertitet, høje smeltepunkt og lave friktionskoefficient bruger hurtige producenter ofte PTFE til at skabe brugerdefinerede dele i applikationer lige fra non-stick stegepander til medicinsk udstyr til rumfart.
På trods af dens middelmådige mekaniske egenskaber er den en af de populære CNC bearbejdning og fræsning af plast til mange specifikke applikationer. En af de bedste måder at fremstille teflondele på er CNC-bearbejdning. Denne artikel udforsker ins og outs af Teflon-behandling: dens materialeegenskaber, forarbejdningsfordele, almindelige anvendelser og mere. CNC-bearbejdning PTFE er ideel til fremstilling af dele til forskellige applikationer, der kræver god kemisk resistens og høj temperaturstabilitet.
Teflon er et almindeligt mærkenavn for den termoplastiske fluorpolymer polytetrafluorethylen (PTFE). PTFE er kemisk resistent og stabilt selv ved høje temperaturer, og på trods af dets middelmådige mekaniske egenskaber er det en af de populære CNC-bearbejdnings- og fræsningsplaster til mange specifikke applikationer. PTFE har form af et hvidt fast stof ved stuetemperatur og er generelt særligt modstandsdygtigt over for kemikalier såsom baser og syrer. Derudover bruger designere i medicinal-, køkkengrej- og bilindustrien ofte PTFE på grund af dets lave friktionskoefficient.
Fordele ved Teflon
De fleste af PTFEs egenskaber stammer fra dets natur som en termoplastisk fluorpolymer, som kun indeholder kulstof og fluor. Bemærkelsesværdige egenskaber ved Teflon inkluderer:
- Træthed og kemikalieresistens
- Anti-ultraviolet, vandtæt
- Høj isoleringsevne
- Lav friktionskoefficient
- Smeltepunkt 327°C
- CNC-bearbejdning PTFE-dele er anti-stick
- Termisk stabilitet mellem -260°C og +260°C
Begrænsninger af PTFE
Selvom PTFE er en meget populær ingeniørplast med fordele til en række forskellige anvendelser, har CNC-bearbejdning af PTFE stadig visse begrænsninger. Disse omfatter:
- Omkostningerne er relativt højere.
- Lav mekanisk styrke.
- Dens trækstyrke er lavere end nylons.
- PTFE-dele reagerer med alkalimetaller og fluoreringsmidler.
- PTFE producerer giftige dampe, når de udsættes for temperaturer over 500°F (260°C).
Mekaniske egenskaber af PTFE:
- – Massefylde: 2.15 g/cm3
- – Overfladehårdhed: SD63
- – Trækstyrke: 1,500 – 3,000 PSI (25 MPa)
- – Bøjningsmodul: 72,000 PSI (0.70 GPa)
- – Vandabsorption (gennemblødt i 24 timer): <0.01 %
- – Friktionskoefficient (dynamisk): 0.10
Almindelige kvaliteter af PTFE
Producenter i forskellige industrier bruger forskellige kvaliteter af PTFE ved CNC-bearbejdning af PTFE-dele. Nogle af disse PTFE'er har mærkenavne og unikke egenskaber. Følgende er almindelige CNC-bearbejdede Teflon-kvaliteter:
- Ren PTFE har høj kemisk modstand, bøjningsydelse og elektrisk ydeevne;
- Kigfyldt PTFE – for bedre trykstyrke.
- Pigmenteret PTFE – for bedre synlighed.
- Ren PTFE – Høj kemisk resistens, elektriske og fleksible egenskaber.
- Kemisk modificeret PTFE – mindre krybning, forbedret gennemtrængningsmodstand, glat overflade.
- Glasfyldt PTFE - Ideel til fremstilling af dele, der kræver fremragende kemisk resistens, slidstyrke og høj trykstyrke.
Ideel teknologi til fremstilling af teflondele - CNC-bearbejdning
Du vil blive presset hårdt for at finde Teflon-dele fremstillet ved sprøjtestøbning eller 3D-print. CNC-bearbejdning er den mest anvendte metode til fremstilling af teflondele. Det er en subtraktiv proces, der bruger computerstyrede værktøjer til at fjerne dele af Teflon-materiale for at skabe den ønskede del.
Større præcision og færre fejl
CNC-maskiner tilbyder større præcision, når de fremstiller teflondele, fordi de kræver lidt menneskelig indgriben. CNC-bearbejdning af PTFE-dele vil sandsynligvis være mindre fejltilbøjelig. CNC-maskiner bevarer repeterbarheden og denne fejlrate er risikoen for defekter under CNC-bearbejdning af PTFE lav.
PTFE vil nedbrydes før høj temperatur
Teflon/PTFE udviser høj smelteviskositet og følsomhed over for varme i højtemperatur amorf form. Derfor er CNC-bearbejdning ideel til bearbejdning af PTFE, da det kan forringes, før det smeltes.
Bearbejdning af Teflon/PTFE ved temperaturer over 250°C producerer også nogle giftige gasser. Disse gasser kan have en fysisk skadelig effekt på både mekanikeren og slutproduktbrugeren. Sprøjtestøbning og 3D-print er ikke egnet til fremstilling af teflondele på grund af de høje temperaturer, der kræves.
CNC-bearbejdning er velegnet til dele med komplekse former
3-akset, 4-akset, 5-akset CNC-maskiner giver den præcision og nøjagtighed, der kræves til komplekse Teflon/PTFE-dele. Denne vitale kvalitet gør CNC-bearbejdning til en integreret del af præcisions-teflonbearbejdning.
Multi-akse maskiner bruger værktøjer, der kan bevæge sig i 4 eller flere retninger, hvilket gør det muligt at bearbejde Teflon dele fra forskellige vinkler på samme tid for bedre resultater.
PTFE er meget følsom over for varme
De fleste fremstillingsmetoder, herunder CNC-bearbejdning, genererer varme under fremstillingsprocessen på grund af værktøjets bevægelse og interaktion med emnet. Derfor bør du anvende et effektivt kølesystem til at styre den varme, der genereres ved CNC-bearbejdning af PTFE-materialer.
Teflon er meget følsomt over for varme. Under teflonbehandling, hvis der ikke er noget kølesystem, kan der opstå defekter såsom vridning.
CNC-bearbejdningsproces af PTFE-dele
CNC-bearbejdning er en bredt anvendt teknik til fremstilling af en bred vifte af brugerdefinerede Teflon/PTFE-bearbejdede dele. Generelt set involverer denne subtraktive proces brugen af computerstyrede værktøjer til at skabe teflonmateriale for at skabe dele med specifikke former og dimensioner. Rapid Fabricator bruger forskellige CNC-bearbejdningsprocesser til at skabe brugerdefinerede teflondele. AN-prototype opsummerer standardbehandlingsmetoden til CNC-behandling af Teflon:
1. CNC-boring
CNC-boring er brugen af en boremaskine til at lave huller i teflondele. Det er vigtigt at bemærke, at det er afgørende at bruge værktøjer, der hjælper med korrekt spånevakuering. Sørg også for, at boret er vinkelret på arbejdsemnet for at afbøde afdrift.
2. CNC fræsning
CNC fræsning involverer at bruge en CNC fræsemaskine til at skære overskydende materiale fra Teflon for at skabe forskellige dele. CNC fræsemaskiner roterer og flytter skærende værktøjer langs forskellige akser. Som et resultat giver fræsemaskiner den høje præcision og nøjagtighed, der kræves til en lang række PTFE-bearbejdede dele. Derfor er CNC fræsning velegnet til fremstilling af teflondele med ru kanter.
3. CNC-drejning
CNC-drejningsprocessen involverer at holde teflonmaterialet i en borepatron, rotere emnet, mens det føres ind i et drejeværktøj for at skabe en PTFE-del med en hul struktur. CNC-drejning letter fremstillingen af Teflon/PTFE-dele i runde eller koniske former med høj præcision.
4. CNC-dreje- og fræsemaskine
CNC fræse-dreje-bearbejdningsteknologi kombinerer egenskaberne ved fræse- og drejemetoder til fremstilling af Teflon/PTFE-dele med komplekse geometrier. Selvom CNC-fræsebearbejdning muligvis ikke er på niveau med flerakset bearbejdning, kan det give nogle komplekse dele, såsom hule teflondele med ru bundkarakteristika.
5. Flerakset/5-akset bearbejdning
5-akset CNC-bearbejdning af Teflon er velegnet til fremstilling af komplekse specialdele. Den bruger multi-akse og multi-værktøj opsætninger til at fremstille PTFE dele. Det vigtigste er, at det sikrer enestående nøjagtighed og præcision i det endelige produkt. Snævre tolerancer er nemmere at opnå med 5-aksede CNC-bearbejdningsprocesser.
Typisk anvendelse af CNC-bearbejdning af Teflon/PTFE-dele
CNC-bearbejdede teflondele er meget udbredt i forskellige industrier på grund af deres fremragende materialeegenskaber. Følgende er typiske anvendelser for PTFE-bearbejdede dele:
Luftfartsindustri
CNC-bearbejdede Teflon-dele udviser fremragende materialeegenskaber såsom god styrke og lav friktion, hvilket gør dem velegnede til brug i rumfartsindustrien. PTFE er en fremragende elektrisk isolator, der gør PTFE-dele sikre til elektriske forbindelser og kabelisolering. Andre anvendelser af PTFE omfatter brændstofslanger, belægninger og døroverfladebeskyttelse.
Derudover bruger designere til rumfartsdele PTFE CNC-bearbejdning på grund af dens nøjagtighed og præcision ved fremstilling af dele til rumfart med snævre tolerancer.
Medicinsk industri
Den medicinske industri bruger ofte PTFE til fremstilling af medicinske dele på grund af dets kemiske inertitet og fleksibilitet. PTFE-bearbejdede dele er biokompatible på grund af deres evne til at opretholde kemisk og strukturel stabilitet, når de bruges som kropsimplantater. Et almindeligt eksempel på en medicinsk PTFE-bearbejdet del er en ventil.
Bilindustri
Typiske anvendelser af Teflon/PTFE i bilindustrien omfatter ventiler og gear. Derudover er PTFE velegnet til fremstilling af letvægtschassiser og andre køretøjskomponenter i forskellige størrelser og former.
Fødevareforarbejdningsindustri
Teflon/PTFE er kemisk inert, hvilket gør det til et ideelt materiale til fødevareforarbejdning. Derfor vil Teflon-forarbejdede dele ikke reagere med forarbejdede fødevarer. Typiske anvendelser for Teflon/PTFE CNC-bearbejdede dele i denne industri omfatter komponenter til fødevaremaskiner.
Alternativer til teflon
Mens CNC-bearbejdning PTFE har mange fordele, omfatter andre materialer, der er bedre alternativer:
Ethylen chlortrifluorethylen (ECTFE)
Dette er en copolymer af ethylen og chlortrifluorethylen, en semi-krystallinsk fluorpolymer. Det er en fluorpolymer, der ligner Teflon, en fluorcarbonforbindelse, der indeholder flere carbon-fluorbindinger.
Denne semi-krystallinske termoplast har bedre korrosions- og kemikaliebestandighed end PTFE. Derfor bruger producenterne det ofte som dele, der kræver bedre kemikalie- og korrosionsbestandighed.
Polychlortrifluorethylen (PCTFE)
Dette materiale er et alternativ til Teflon, men er anderledes, fordi det er en termoplastisk chlorfluorpolymer. Den har den laveste vanddamptransmissionshastighed af al plast og en høj vandmodstandsvurdering.
Perfluoralkoxy (PFA)
PFA og Teflon er begge fluorpolymerer med lignende kemisk resistens. Men PFA er mindre slidstærkt og er blødere end teflon. Derfor bruger producenter sjældent dette materiale i strukturelle dele.
Grundlæggende forholdsregler og tips til CNC-bearbejdning PTFE
Teflon er et materiale, der tilbyder imponerende fleksibilitet ved CNC-bearbejdning. Det er dog afgørende at forstå visse faktorer, der påvirker et Teflon/PTFE CNC-bearbejdningsprojekt. Her er nogle af disse faktorer:
blødhed
Teflon er let at CNC-maskine, fordi det er en naturligt blød termoplast. Imidlertid kan dens ekstreme mangel på stivhed forårsage værktøjssnak under CNC-bearbejdning. Så du kan bruge en bedre kvalitet af PTFE til dine CNC-bearbejdede dele eller introducere et materiale, der øger dets styrke. En generel tommelfingerregel er også at bruge en tolerance på +/- 0.001 pr. tomme for plastikdele.
Stramme tolerancer
CNC-bearbejdning af PTFE til snævre tolerancer er vanskelig, fordi Teflon/PTFE-bearbejdning er modtagelig for øget spændingskrybning og høj udvidelseskoefficient. Men tættere på optimale tolerancer og ønskede overfladefinisher kan opnås ved brug af vandopløselige kølemidler.
Ekstrem trykdeformation
Påføring af for meget tryk, når CNC-bearbejdning PTFE vil deformere det.
skarpt værktøj
Teflon er et alsidigt materiale, der kan bearbejdes med en række forskellige værktøjer, herunder pindfræsere. Især skarpe værktøjer fungerer godt ved CNC-bearbejdning af termoplastiske polymerer som PTFE, nylon og akryl. Dette skyldes, at skarpe værktøjer giver rene snit, hvilket er afgørende ved CNC-bearbejdning af Teflon, da det er et non-stick materiale.
Derudover hjælper skarpe knive med at reducere friktionen mellem værktøjet og materialet, hvilket reducerer varmeudviklingen, hvilket også er kritisk ved CNC-bearbejdning af PTFE.
Kølevæske
Den høje varme, der genereres under CNC-fræsning eller -drejning, kan få PTFE til at udvide sig termisk, hvilket resulterer i dårlige finish og unøjagtige tolerancer. Brug en teflon-kompatibel kølevæske, og juster kølevæskestrømmen i overensstemmelse hermed. De mest almindeligt anvendte kølemidler er trykluft, vandopløselige kølemidler og kemisk inerte sprays.
Afgratning
Afgratning er kritisk ved CNC-bearbejdning af Teflon. De skarpe kanter skabt af CNC-bearbejdningsprocessen kan forårsage problemer under montagen og kan også føre til for tidlig svigt af delen. Brug et PTFE-kompatibelt afgratningsværktøj eller -metode til at fjerne alle grater fra delen.
Andre PTFE CNC-bearbejdningstip:
- Brug det rigtige bearbejdningsværktøj til din Teflon-bearbejdede del for at sikre bedre spånfrigang og undgå tilstopning.
- Hårdmetalskærere med polerede topflader anbefales til bearbejdning af Teflon/PTFE-dele for forbedret overfladefinish og værktøjsbeskyttelse.
- Sandblæsning er en ideel overfladebehandlingsmulighed for maskinmestre at bruge til at fjerne overfladeuregelmæssigheder fra CNC-teflondele.
- Giv støtte til PTFE-materiale under CNC-bearbejdning for at sikre høj præcision.
Selvom Teflon CNC-bearbejdning er mere udfordrende end andre plastdele, kan AN-Prototype fremstille PTFE-prototyper af høj kvalitet eller små partier af PTFE-dele. Vi er pålidelige CNC-bearbejdningsservicespecialister med mange års erfaring i CNC-bearbejdning af Teflon/PTFE-dele. Vi tilbyder en bred vifte af bearbejdningsmuligheder, herunder fræsning, drejning og 5-akset CNC-bearbejdning for at producere højkvalitets, præcise brugerdefinerede PTFE-dele til snævre tolerancer.