El polioximetileno (POM), comúnmente conocido como acetal o su marca Delrin®, es un plástico de ingeniería. Acetal (acetal), polioximetileno (POM), poliacetal (poliacetal), polioximetileno, estos son sus nombres, y los más comunes son blanco y negro. En la descripción que sigue, los distintos nombres del POM aparecerán aleatoriamente. Aunque el POM es de naturaleza opaca, está disponible en una variedad de colores. POM tiene alta resistencia mecánica y rigidez, buenas propiedades de deslizamiento (bajo coeficiente de fricción) y excelente resistencia al desgaste. Dado que el acetal absorbe poca agua y tiene una excelente estabilidad dimensional, es una excelente opción para formas complejas y piezas mecanizadas de precisión. Sin embargo, es inestable y se degrada fácilmente en condiciones ácidas y altas temperaturas. Dado que sus moléculas contienen una gran cantidad de oxígeno, es difícil impartir retardo de llama y su temperatura de uso continuo oscila entre -40 °C y aproximadamente 120 °C. Hay dos variantes comunes de POM, el homopoliacetal POM-H y el copoliacetal POM-C. El POM-H es mayor que el POM-C en términos de dureza y rigidez, y el punto de fusión del POM-H (172-184 °C) es más La temperatura es aproximadamente 10°C más alta que la del POM-C (160-175°C), la densidad es 1.410-1.420g/cm3 y la cristalinidad es 75-85%. También existen algunos polioximetilenos modificados con puntos de fusión más altos.
El POM fue descubierto por primera vez por el químico alemán Hermann Staudinger en 1920 y comercializado en 1956 por DuPont (el fabricante original del plástico Delrin®). Como todos los demás plásticos, el POM se fabrica destilando combustibles de hidrocarburos en grupos más ligeros. Los “destilados” luego se pueden combinar con otros catalizadores mediante polimerización o policondensación para producir plásticos terminados.
Para fabricar homopolímeros de acetal como Delrin®, se debe producir formaldehído anhidro haciendo reaccionar formaldehído acuoso con un alcohol para formar hemiformal. Luego se calienta el hemiformal para liberar formaldehído, que se polimeriza mediante catálisis aniónica. El polímero resultante es estable cuando reacciona con anhídrido acético para formar un homopolímero de polioximetileno.
Propiedades del plástico Delrin® y especificaciones mecánicas
Delrin® También se puede utilizar en equipos industriales en general, como rodamientos, engranajes, bombas e instrumentación. Las excelentes propiedades mecánicas del acetal lo hacen extremadamente versátil y ofrece una combinación única de propiedades que no se encuentran en la mayoría de los metales u otros plásticos. Los plásticos Delrin® son fuertes, rígidos y resistentes al impacto, la fluencia, la abrasión, la fricción y la fatiga. También es conocido por su excelente estabilidad dimensional durante el mecanizado de alta precisión. El acetal también es resistente a la humedad, la gasolina, los disolventes y muchos otros productos químicos neutros a temperatura ambiente. Desde el punto de vista del diseño, las piezas fabricadas con POM extruido tienen naturalmente un acabado superficial liso.
Porque el acetal es compatible con Mecanizado CNC, moldeo por inyección, moldeo por extrusión, moldeo por compresión, fundición por rotación y más, los equipos de producto tienen la libertad de elegir el proceso de fabricación que mejor se ajuste a su presupuesto y necesidades. Sin embargo, cabe señalar que los plásticos Delrin® suelen ser difíciles de unir.
Las propiedades del material acetálico varían según la formulación, pero las propiedades mecánicas de una de las formulaciones más populares, Delrin® 100 NC010, incluyen:
- Cepa de rendimiento: 26%
- Estrés de cedencia: 71 MPa
- Densidad: 1420 kg / m3
- Absorción de agua: 0.9%
- Módulo de tracción: 2900 MPa
- Coeficiente de expansión térmica lineal normal: 110 E-6/K
Delrin® tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, aunque Delrin® es resistente a muchos productos químicos y disolventes, no es muy resistente a ácidos fuertes, agentes oxidantes o radiación UV. La exposición prolongada a la radiación puede distorsionar el color y hacer que las piezas pierdan resistencia. Además, las clasificaciones de llama no están disponibles para este material, lo que limita su utilidad en ciertas aplicaciones de alta temperatura.
¿Por qué plástico Delrin®?
A pesar de estas limitaciones, existen muchas razones para elegir el acetal sobre otros materiales. En comparación con otros plásticos, el acetal tiene mejor fluencia, resistencia química y al impacto, mejor estabilidad dimensional y mayor resistencia. También tiene un menor coeficiente de fricción.
El acetal también supera a ciertos metales. Las piezas fabricadas con este material tienen relaciones resistencia-peso más altas, mejor resistencia a la corrosión y ofrecen más oportunidades para la integración de piezas. Con acetal, puede fabricar piezas más finas y ligeras de forma más rápida y económica que con metales comparables.
Los plásticos Delrin® se encuentran en casi todos los sectores manufactureros importantes. En la industria automotriz, las aplicaciones comunes incluyen equipos de alta resistencia, componentes del sistema de combustible, rejillas de parlantes y componentes del sistema de seguridad, como accesorios para cinturones de seguridad. Delrin® también se puede utilizar en equipos industriales generales, como rodamientos, engranajes, bombas e instrumentación.
Ventajas del mecanizado CNC POM
Características eléctricas
El POM tiene excelentes propiedades de aislamiento térmico, sumado a su excelente resistencia mecánica, el POM es un material muy adecuado para componentes electrónicos. El POM también puede soportar tensiones eléctricas importantes, lo que lo hace adecuado para su uso como aislante de alto voltaje. Su baja absorción de humedad también lo convierte en un material excelente para mantener secos los componentes electrónicos.
Fuerza mecánica
El POM es muy duro, muy dúctil y tiene una densidad menor que los metales. Lo que lo hace adecuado para piezas livianas que necesitan soportar alta presión.
Anti fatiga
POM es un material muy duradero con excelente resistencia a la falla por fatiga en el rango de temperatura de –40°C a 80°C. Además, su resistencia a la fatiga se ve menos afectada por la humedad, productos químicos o disolventes. Esta propiedad lo convierte en un material ideal para piezas que necesitan soportar impactos y tensiones repetidos.
Resistencia al impacto
El POM puede resistir impactos instantáneos sin fallar, principalmente debido a su muy alta tenacidad, y el POM especialmente tratado puede proporcionar una mayor resistencia al impacto.
Buena estabilidad dimensional
La estabilidad dimensional mide la capacidad de un material para mantener sus dimensiones normales después de la exposición a presión, temperatura y otras condiciones durante el mecanizado CNC. POM no se deforma durante el mecanizado CNC, es ideal para el mecanizado y puede lograr tolerancias precisas.
Propiedades de fricción
Las piezas mecánicas móviles a menudo requieren lubricación para reducir la fricción que crean cuando se frotan entre sí. Las piezas POM mecanizadas por CNC son inherentemente suaves y no requieren lubricación. Esta característica se puede utilizar como parte de maquinaria donde los lubricadores externos pueden contaminar el producto, como los procesadores de alimentos.
Robustez
La alta resistencia a la tracción y la durabilidad del POM lo convierten en un material adecuado para aplicaciones de alta tensión. El POM es muy resistente y se utiliza a menudo como sustituto del acero y las aleaciones de aluminio.
A prueba de humedad
Incluso en las condiciones más húmedas, el POM absorbe muy poca agua. Esto significa que mantiene la integridad estructural incluso en aplicaciones submarinas.
Resistencia a la fluencia
POM es un material muy resistente que puede soportar mucha tensión sin fallar. Esta durabilidad excepcional lo convierte en el material elegido para piezas en muchas industrias.
Aislamiento eléctrico
POM es un excelente aislante. Debido a esta propiedad, se utiliza en muchos productos electrónicos.
Desventajas del mecanizado CNC POM
Baja adherencia
Debido a su resistencia química, el POM no responde bien a los adhesivos, lo que dificulta su unión.
Inflamable
POM no es autoextinguible y arderá hasta que se acabe el oxígeno. Para combatir un incendio de POM se requiere el uso de un extintor de incendios Clase A.
Sensibilidad térmica:
El mecanizado CNC de POM a altas temperaturas puede provocar deformaciones.
Problemas que se encuentran fácilmente en el mecanizado CNC POM
En términos generales, los principales problemas que encuentra el mecanizado CNC de POM son la deformación y el agrietamiento. También hay dos tipos de grietas comunes aquí, una son las grietas directas durante el mecanizado CNC y la otra son las grietas ocultas (generalmente causadas por tensión interna). El agrietamiento lento después del mecanizado CNC es frustrante.
Si el material POM seleccionado no es bueno, o los requisitos de tolerancia dimensional son relativamente altos, se recomienda recocer después del mecanizado de desbaste para eliminar su tensión interna, lo que puede reducir en gran medida la deformación después del acabado. Habrá ciertas diferencias entre los diferentes fabricantes o grados de materiales POM. Los siguientes parámetros del proceso son solo de referencia:
Después del mecanizado de desbaste, se realiza un recocido en baño de aceite (en aceite caliente) o en un baño de aire (en un horno). Ajuste la temperatura de recocido, que generalmente es 10-20°C (aproximadamente 140-150°C) más baja que la temperatura de distorsión por calor del producto. Para el recocido en baño de aceite, aumente el tiempo de recocido entre 40 y 60 minutos por cada espesor de pared de 5 mm, para el recocido en baño de aire, aumente el tiempo de recocido entre 20 y 30 minutos por cada espesor de pared de 5 mm y enfríe naturalmente a temperatura ambiente. después de la finalización.
Otro método de recocido “método de la tierra” (temperatura de recocido 100°C)
Cuando la temperatura ambiente de las piezas CNC sea inferior a 80 °C, colóquelas en agua hirviendo durante 5 a 6 horas después del mecanizado preliminar y enfríe a temperatura ambiente de forma natural. Con el tiempo suficiente, también se pueden utilizar métodos de envejecimiento naturales. Después de un procesamiento aproximado, debe colocarse naturalmente a temperatura ambiente (preferiblemente temperatura constante) durante aproximadamente una semana.
Causas comunes de deformación y contramedidas del mecanizado CNC POM
En primer lugar, es mejor garantizar que el tamaño de la pieza de trabajo sea consistente durante el mecanizado CNC, lo que es más propicio para captar una deformación relativamente consistente y controlar la tolerancia dentro de un rango relativamente cercano.
1. La sujeción provoca deformación.
El material POM se deforma cuando se sujeta y vuelve a su estado original cuando se afloja. En este momento, puede considerar cambiar la forma de sujeción para aumentar la superficie de contacto de la pieza de trabajo. Por ejemplo, el tornillo de banco acolcha las cosas, las fija con pegamento, etc. Para hojas más grandes, se pueden utilizar ventosas, pero el espacio en blanco debe ser plano. Se recomienda fijar un lado con pegamento antes de barrer y luego fijar la superficie lisa con una ventosa para un mecanizado en bruto.
2. El calor de corte provoca deformación.
Los materiales POM tienen poca resistencia al calor y son sensibles al calor, y se deforman fácilmente debido a un enfriamiento insuficiente durante el procesamiento. En primer lugar, la herramienta debe estar afilada para que el calor generado durante el corte sea relativamente pequeño. En segundo lugar, se puede reducir la cantidad de corte, dividir el corte en varias veces y aumentar el refrigerante. El propósito es minimizar la generación de calor o eliminar rápidamente el calor generado durante el corte.
3. Deformación elástica
El material POM tiene alta elasticidad. Al cortar, la pieza en contacto con la herramienta se deforma hacia dentro debido a la elasticidad del material. Cuando la herramienta se aleja, la pieza que se corta y presiona se deformará en cierta medida. En este momento, es necesario realizar múltiples ajustes de compensación de herramienta de acuerdo con el efecto de corte real. El corte de ciclos múltiples con una pequeña cantidad de corte durante el procesamiento puede reducir la deformación dimensional causada por la elasticidad del material.
4. Deformación por tensión interna.
Dado que el coeficiente de expansión térmica de los plásticos de ingeniería es mayor que el de los metales, cuando el margen de mecanizado es grande, se producirá deformación debido a la eliminación de la tensión interna. Primero, selección y procesamiento adecuados de materiales (como se indicó anteriormente). En segundo lugar, cuando la cantidad de material eliminado es relativamente grande, intente colocar un material lo más grueso posible, controle el margen y utilice procesamiento simétrico (si el diseño de la pieza en sí es razonable o no es realmente crítico) para compensar la tensión y la deformación causadas. mediante procesamiento.
Una vez completado, también se debe prestar atención al control de la temperatura durante la transferencia y el almacenamiento. Si es posible, mantenga la temperatura para evitar que las piezas se deformen debido a los cambios de temperatura. Al mismo tiempo, recuerda proteger la superficie para evitar rayones, etc.
Causas comunes de agrietamiento
El grado de deformación antes mencionado es más propenso a agrietarse, pero esto es sólo una parte de la razón. Hay varias razones por las que los materiales POM se agrietan durante el funcionamiento:
- 1. La cantidad de cuchillas que se comen es demasiado grande durante el mecanizado CNC;
- 2. Utilice directamente una broca más grande para perforar agujeros, la fuerza de corte es demasiado grande y es fácil de romper;
- 3. Cuando se mecanizan agujeros profundos con CNC, la broca no retrocede repetidamente para eliminar las virutas, las virutas no se descargan lo suficiente y aparecen grietas de extrusión;
- 4. Enfriamiento insuficiente, enfriamiento insuficiente de los orificios de perforación, lo que resulta en grietas debido al calor y la fuerza de corte excesivos;
- 5. Si la velocidad de alimentación es demasiado rápida, la tensión interna de la varilla de POM provocará grietas;
- 6. Al perforar, el filo de la broca se desgasta. Si la broca no se repara a tiempo, el taladro duro provocará grietas.
Selección de métodos de mecanizado CNC.
fresado CNC
Contamos con capacidades de mecanizado de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes para satisfacer todos sus usos y necesidades de piezas mecanizadas en Delrin, lo que nos permite manejar piezas complejas de POM mecanizadas por CNC manteniendo una alta precisión, flexibilidad y consistencia. También podemos proporcionar fresado y torneado CNC para otras necesidades en la producción de piezas de acetal. Si está considerando utilizar material POM para fabricar los productos CNC que desea.
Torneado CNC
Se requiere enfriamiento durante el mecanizado CNC para reducir el desgaste y conducir el calor para evitar la fusión. Se recomienda utilizar primero refrigeración por aire comprimido o lubricación sólida y luego utilizar refrigerante. La velocidad no debe ser demasiado rápida y el avance y el compromiso no deben ser demasiado grandes. El ángulo de ataque y el ángulo de alivio de la herramienta pueden ser ligeramente mayores y el filo debe estar afilado. El ángulo frontal de las herramientas de torneado de acero de alta velocidad de uso común es de aproximadamente 25°~40°, y el ángulo trasero es de aproximadamente 10°~20°. La fuerza de sujeción del mandril debe ser lo más pequeña posible.
Perforación CNC
No taladre directamente con una broca grande, se recomienda perforar primero un agujero pequeño y luego escariar a baja velocidad. La broca debe mantenerse afilada y puede consultar las siguientes brocas: ángulo de ápice 60°~90°, ángulo de hélice 10°~20°, ángulo de inclinación 0°, ángulo posterior 10°~15°. Al taladrar, la fuerza en la dirección de avance no debe ser demasiado grande y la herramienta debe retraerse a tiempo (generalmente entre 5 y 6 mm de profundidad) para eliminar la viruta y enfriarla. Al perforar agujeros pasantes, al perforar rápidamente se debe reducir el avance para que la broca no empuje el material en dirección axial.
roscado CNC
Excepto por diferentes herramientas, generalmente son iguales, es decir, se debe evitar la deformación al sujetarlas, la herramienta debe mantenerse afilada, la velocidad de avance debe ser pequeña y el enfriamiento debe ser suficiente.
Aplicación del mecanizado CNC de piezas POM
1. industria del automóvil
En el sector de la automoción, los plásticos POM se utilizan en componentes de sistemas de combustible, elevalunas y diversos componentes interiores y exteriores.
2. Componentes eléctricos y electrónicos
Las propiedades de aislamiento eléctrico del POM lo hacen adecuado para la producción de conectores, interruptores y componentes aislantes en electrónica.
3. Bienes de consumo y electrodomésticos
Los plásticos POM se utilizan ampliamente para fabricar cremalleras, hebillas, manijas y otros componentes para bienes de consumo y electrodomésticos.
4. Dispositivos médicos
En el campo médico, el POM se utiliza para producir instrumentos quirúrgicos, sistemas de administración de fármacos y otros dispositivos médicos debido a su biocompatibilidad.
5. Ingeniería y piezas industriales.
La resistencia mecánica y al desgaste del POM lo convierten en una excelente opción para una amplia variedad de componentes industriales y de ingeniería.