O polioximetileno (POM), comumente conhecido como acetal ou sua marca Delrin®, é um plástico de engenharia. Acetal (acetal), polioximetileno (POM), poliacetal (poliacetal), polioximetileno, esses são os seus nomes, e os comuns são preto e branco. Na descrição a seguir, os diversos nomes do POM aparecerão aleatoriamente. Embora o POM seja opaco por natureza, ele está disponível em uma variedade de cores. O POM possui alta resistência mecânica e rigidez, boas propriedades de deslizamento (baixo coeficiente de atrito) e excelente resistência ao desgaste. Como o acetal absorve pouca água e possui excelente estabilidade dimensional, é uma excelente escolha para formas complexas e peças usinadas com precisão. No entanto, é instável e degrada-se facilmente sob condições ácidas e altas temperaturas. Como suas moléculas contêm uma grande quantidade de oxigênio, é difícil conferir retardamento de chama e sua temperatura de uso contínuo varia de -40°C a cerca de 120°C. Existem duas variantes comuns de POM, homopoliacetal POM-H e copoliacetal POM-C, POM-H é maior que POM-C em termos de dureza e rigidez, e o ponto de fusão de POM-H (172-184°C) é mais A temperatura é cerca de 10°C superior à do POM-C (160-175°C), a densidade é 1.410-1.420g/cm3 e a cristalinidade é 75-85%. Existem também alguns polioximetilenos modificados com pontos de fusão mais elevados.
O POM foi descoberto pela primeira vez pelo químico alemão Hermann Staudinger em 1920 e comercializado em 1956 pela DuPont (o fabricante original do plástico Delrin®). Como todos os outros plásticos, o POM é produzido pela destilação de combustíveis de hidrocarbonetos em grupos mais leves. Os “destilados” podem então ser combinados com outros catalisadores através de polimerização ou policondensação para produzir plásticos acabados.
Para fazer homopolímeros de acetal como Delrin®, o formaldeído anidro deve ser produzido pela reação do formaldeído aquoso com um álcool para formar o hemiforme. O hemiformal é então aquecido para liberar formaldeído, que é polimerizado por catálise aniônica. O polímero resultante é estável quando reagido com anidrido acético para formar um homopolímero de polioximetileno.
Propriedades plásticas e especificações mecânicas Delrin®
Delrin® também pode ser utilizado em equipamentos industriais em geral, como rolamentos, engrenagens, bombas e instrumentação. As excelentes propriedades mecânicas do acetal tornam-no extremamente versátil, oferecendo uma combinação única de propriedades não encontradas na maioria dos metais ou outros plásticos. Os plásticos Delrin® são fortes, rígidos e resistentes ao impacto, deformação, abrasão, fricção e fadiga. Também é conhecido por sua excelente estabilidade dimensional durante usinagem de alta precisão. O acetal também é resistente à umidade, gasolina, solventes e muitos outros produtos químicos neutros à temperatura ambiente. Do ponto de vista do design, as peças feitas de POM extrudado possuem naturalmente um acabamento superficial liso.
Como o acetal é compatível com usinagem CNC, moldagem por injeção, moldagem por extrusão, moldagem por compressão, fundição por rotação e muito mais, as equipes de produto têm a liberdade de escolher o processo de fabricação que melhor se adapta ao seu orçamento e às suas necessidades. Contudo, vale a pena notar que os plásticos Delrin® são muitas vezes difíceis de colar.
As propriedades do material acetal variam de acordo com a formulação, mas as propriedades mecânicas de uma das formulações mais populares, Delrin® 100 NC010, incluem:
- Tensão de rendimento: 26%
- Tensão de rendimento: 71 MPa
- Densidade: 1420 kg / m3
- Absorção de água: 0.9%
- Módulo de tração: 2900 MPa
- Coeficiente de expansão térmica linear normal: 110 E-6/K
Delrin® tem algumas limitações. Por exemplo, embora Delrin® seja resistente a muitos produtos químicos e solventes, não é muito resistente a ácidos fortes, agentes oxidantes ou radiação UV. A exposição prolongada à radiação pode distorcer a cor e fazer com que as peças percam resistência. Além disso, as classificações de chama não estão prontamente disponíveis para este material, o que limita a sua utilidade em certas aplicações de alta temperatura.
Por que plástico Delrin®?
Apesar destas limitações, existem muitas razões para escolher o acetal em vez de outros materiais. Comparado com outros plásticos, o acetal tem melhor fluência, impacto e resistência química, melhor estabilidade dimensional e maior resistência. Também possui um menor coeficiente de atrito.
O acetal também supera certos metais. As peças feitas com este material têm maiores relações resistência-peso, melhor resistência à corrosão e oferecem mais oportunidades para integração de peças. Com o acetal, você pode fabricar peças mais finas e leves de maneira mais rápida e barata do que metais comparáveis.
Os plásticos Delrin® são encontrados em quase todos os principais setores industriais. Na indústria automotiva, as aplicações comuns incluem equipamentos pesados, componentes do sistema de combustível, grades de alto-falantes e componentes do sistema de segurança, como acessórios para cintos de segurança. Delrin® também pode ser utilizado em equipamentos industriais em geral, como rolamentos, engrenagens, bombas e instrumentação.
Vantagens da usinagem CNC POM
Características elétricas
O POM possui excelentes propriedades de isolamento térmico, aliadas à sua excelente resistência mecânica, o POM é um material muito adequado para componentes eletrônicos. O POM também pode suportar tensões elétricas significativas, tornando-o adequado para uso como isolante de alta tensão. Sua baixa absorção de umidade também o torna um excelente material para manter os componentes eletrônicos secos.
Força mecânica
O POM é muito duro, muito dúctil e tem densidade menor que os metais. Tornando-o adequado para peças leves que precisam suportar alta pressão.
Anti-fadiga
O POM é um material muito durável com excelente resistência à falha por fadiga na faixa de temperatura de –40°C a 80°C. Além disso, a sua resistência à fadiga é menos afetada pela humidade, produtos químicos ou solventes. Esta propriedade o torna um material ideal para peças que precisam resistir a impactos e tensões repetidas.
Resistência ao impacto
O POM pode suportar impactos instantâneos sem falhas, principalmente devido à sua tenacidade muito alta, e o POM especialmente tratado pode fornecer maior resistência ao impacto.
Boa estabilidade dimensional
A estabilidade dimensional mede a capacidade de um material de manter suas dimensões normais após exposição à pressão, temperatura e outras condições durante a usinagem CNC. O POM não se deforma durante a usinagem CNC, é ideal para usinagem e pode atingir tolerâncias precisas.
Propriedades de fricção
As peças mecânicas móveis geralmente requerem lubrificação para reduzir o atrito que criam ao esfregarem umas nas outras. As peças POM usinadas em CNC são inerentemente lisas e não requerem lubrificação. Esse recurso pode ser usado como parte de máquinas onde lubrificadores externos podem contaminar o produto, como processadores de alimentos.
robustez
A alta resistência à tração e durabilidade do POM o tornam um material adequado para aplicações de alta tensão. O POM é muito forte e frequentemente usado como substituto de ligas de aço e alumínio.
À prova de humidade
Mesmo nas condições mais úmidas, o POM absorve muito pouca água. Isto significa que mantém a integridade estrutural mesmo em aplicações subaquáticas.
Resistência à fluência
POM é um material muito resistente que pode suportar muito estresse sem falhar. Essa durabilidade excepcional o torna o material preferido para peças em muitos setores.
Isolamento Elétrico
POM é um excelente isolante. Devido a esta propriedade, é utilizado em diversos produtos eletrônicos.
Desvantagens da usinagem CNC POM
Baixa adesão
Devido à sua resistência química, o POM não responde bem aos adesivos, dificultando a colagem.
Inflamável
O POM não é autoextinguível e queimará até que o oxigênio acabe. O combate a um incêndio POM requer o uso de um extintor de incêndio Classe A.
Sensibilidade térmica:
A usinagem CNC do POM em altas temperaturas pode causar deformação.
Problemas facilmente encontrados na usinagem CNC POM
De modo geral, os principais problemas encontrados pela usinagem CNC POM são deformações e trincas. Existem também dois tipos de trincas comuns aqui: uma é a trinca direta durante a usinagem CNC e a outra é a trinca oculta (geralmente causada por tensão interna). Quebrar lentamente após a usinagem CNC é frustrante.
Se o material POM selecionado não for bom ou se os requisitos de tolerância dimensional forem relativamente altos, recomenda-se recozer após a usinagem de desbaste para eliminar sua tensão interna, o que pode reduzir bastante a deformação após o acabamento. Haverá certas diferenças entre diferentes fabricantes ou classes de materiais POM. Os seguintes parâmetros de processo são apenas para referência:
Após a usinagem de desbaste, é realizado o recozimento em banho de óleo (em óleo quente) ou em banho de ar (em forno). Ajuste a temperatura de recozimento, que geralmente é 10-20°C (cerca de 140-150°C) inferior à temperatura de distorção térmica do produto. Para recozimento em banho de óleo, aumente o tempo de recozimento em 40-60 minutos para cada espessura de parede de 5 mm, para recozimento em banho de ar, aumente o tempo de recozimento em 20-30 minutos para cada espessura de parede de 5 mm e resfrie naturalmente até a temperatura ambiente após a conclusão.
Outro método de recozimento “método de terra” (temperatura de recozimento 100°C)
Quando a temperatura ambiente das peças CNC for inferior a 80 ° C, coloque-as em água fervente por 5-6 horas após a usinagem grosseira e resfrie naturalmente à temperatura ambiente. Com tempo suficiente, métodos naturais de envelhecimento também podem ser usados. Após o processamento bruto, deve ser colocado naturalmente em temperatura ambiente (de preferência temperatura constante) por cerca de uma semana.
Causas comuns de deformação e contramedidas de usinagem CNC POM
Em primeiro lugar, é melhor garantir que o tamanho da peça bruta seja consistente durante a usinagem CNC, o que é mais propício para capturar deformações relativamente consistentes e controlar a tolerância dentro de uma faixa relativamente próxima.
1. A fixação causa deformação
O material POM deforma-se quando preso e retorna ao seu estado original quando afrouxado. Neste momento, você pode considerar alterar a forma de fixação para aumentar a superfície de contato da peça de trabalho. Por exemplo, o torno de bancada protege as coisas, fixa-as com cola e assim por diante. Para folhas maiores, podem ser usadas ventosas a vácuo, mas a placa precisa ser plana. Recomenda-se fixar um lado com cola antes de varrer e depois fixar a superfície lisa com ventosa para usinagem de desbaste.
2. O calor de corte causa deformação
Os materiais POM têm baixa resistência ao calor e são sensíveis ao calor, e são facilmente deformados devido ao resfriamento insuficiente durante o processamento. Em primeiro lugar, a ferramenta deve ser afiada para que o calor gerado durante o corte seja relativamente pequeno. Em segundo lugar, a quantidade de corte pode ser reduzida, o corte pode ser dividido em várias vezes e o refrigerante pode ser aumentado. O objetivo é minimizar a geração de calor ou remover rapidamente o calor gerado durante o corte.
3. Deformação elástica
O material POM tem alta elasticidade. Ao cortar, a peça em contato com a ferramenta deforma-se para dentro devido à elasticidade do material. Quando a ferramenta se afasta, a peça que é cortada e prensada se deformará até certo ponto. Neste momento, é necessário realizar vários ajustes de compensação da ferramenta de acordo com o efeito de corte real. O corte de múltiplos ciclos com pequena quantidade de corte durante o processamento pode reduzir a deformação dimensional causada pela elasticidade do material.
4. Deformação por tensão interna
Como o coeficiente de expansão térmica dos plásticos de engenharia é maior que o dos metais, quando a tolerância de usinagem for grande, ocorrerá deformação devido à eliminação das tensões internas. Primeiro, seleção e processamento adequados de materiais (como acima). Em segundo lugar, quando a quantidade de remoção de material for relativamente grande, tente colocar um material tão espesso quanto possível, controle a margem e use processamento simétrico (se o design da peça em si é razoável ou não, é realmente crítico) para compensar a tensão e a deformação causadas. por processamento.
Depois de concluído, deve-se prestar atenção também ao controle da temperatura durante a transferência e armazenamento. Se possível, mantenha a temperatura para evitar que as peças se deformem devido às mudanças de temperatura. Ao mesmo tempo, lembre-se de proteger a superfície para evitar arranhões, etc.
Causas comuns de rachaduras
O referido grau de deformação é mais propenso a fissuras, mas isso é apenas parte do motivo. Existem vários motivos pelos quais os materiais POM racham durante a operação:
- 1. A quantidade de consumo de faca é muito grande durante a usinagem CNC;
- 2. Use diretamente uma broca maior para fazer furos, a força de corte é muito grande e é fácil de quebrar;
- 3. Ao usinar furos profundos CNC, a broca não recua repetidamente para remover cavacos, os cavacos não são descarregados o suficiente e aparecem rachaduras de extrusão;
- 4. Resfriamento insuficiente, resfriamento insuficiente dos furos, resultando em rachaduras devido ao calor e força de corte excessivos;
- 5. Se a velocidade de alimentação for muito rápida, a tensão interna da haste POM causará rachaduras;
- 6. Ao perfurar, a ponta da broca fica desgastada. Se a broca não for reparada a tempo, a broca dura causará rachaduras.
Seleção de métodos de usinagem CNC
Fresagem CNC
Temos recursos de usinagem de 3 eixos/4 eixos/5 eixos para atender a todos os seus usos e necessidades de peças usinadas Delrin, permitindo-nos lidar com peças POM usinadas CNC complexas, mantendo alta precisão, precisão, flexibilidade e consistência sexual. Também podemos fornecer fresamento CNC e torneamento CNC para outras necessidades na produção de peças de acetal. Se você está pensando em usar material POM para fazer os produtos CNC desejados.
Torneamento CNC
O resfriamento é necessário durante a usinagem CNC para reduzir o desgaste e conduzir o calor para evitar o derretimento. Recomenda-se usar primeiro resfriamento por ar comprimido ou lubrificação sólida e depois usar refrigerante. A velocidade não deve ser muito rápida e o avanço e o engate não devem ser muito grandes. O ângulo de inclinação e o ângulo de relevo da ferramenta podem ser um pouco maiores e a aresta de corte deve ser afiada. O ângulo frontal das ferramentas de torneamento de aço de alta velocidade comumente usadas é de cerca de 25°~40°, e o ângulo traseiro é de cerca de 10°~20°. A força de fixação do mandril deve ser a menor possível.
Furação CNC
Não perfure diretamente com uma broca grande, é recomendável fazer primeiro um furo pequeno e depois escarear em baixa velocidade. A broca deve ser mantida afiada e você pode consultar as seguintes brocas: ângulo de ápice 60°~90°, ângulo de hélice 10°~20°, ângulo de inclinação 0°, ângulo traseiro 10°~15°. Ao furar, a força na direção de avanço não deve ser muito grande e a ferramenta deve ser retraída a tempo (geralmente 5 ~ 6 mm de profundidade) para remoção de cavacos e resfriamento. Para perfurar furos passantes, a taxa de avanço deve ser reduzida ao perfurar rapidamente, para que a broca não empurre o material na direção axial.
Rosqueamento CNC
Exceto para ferramentas diferentes, elas geralmente são iguais, ou seja, devem ser evitadas deformações durante a fixação, a ferramenta deve ser mantida afiada, a taxa de avanço deve ser pequena e o resfriamento deve ser suficiente.
Aplicação de peças POM para usinagem CNC
1. Indústria automobilística
No setor automotivo, os plásticos POM são usados em componentes de sistemas de combustível, reguladores de janelas e vários componentes internos e externos.
2. Componentes elétricos e eletrônicos
As propriedades eletricamente isolantes do POM o tornam adequado para a produção de conectores, interruptores e componentes isolantes em eletrônica.
3. Bens de Consumo e Eletrodomésticos
Os plásticos POM são amplamente utilizados para fazer zíperes, fivelas, alças e outros componentes para bens de consumo e eletrodomésticos.
4. Dispositivos médicos
Na área médica, o POM é utilizado para produzir instrumentos cirúrgicos, sistemas de administração de medicamentos e outros dispositivos médicos devido à sua biocompatibilidade.
5. Engenharia e peças industriais
A resistência mecânica e a resistência ao desgaste do POM fazem dele uma excelente escolha para uma ampla variedade de componentes industriais e de engenharia.
