Jak zapobiegać odkształcaniu się materiału PEEK podczas obróbki CNC?

Hej tam! Jestem dostawcą w dziedzinie obróbki CNC PEEK. Na przestrzeni lat widziałem wiele wyzwań, przed którymi stoją ludzie, jeśli chodzi o obróbkę PEEK, a jednym z najczęstszych problemów są deformacje. Na tym blogu podzielę się kilkoma wskazówkami, jak zapobiec deformacji PEEK podczas obróbki CNC.

Na początek zrozummy, dlaczego PEEK jest podatny na odkształcenia podczas obróbki. PEEK, czyli polieteroeteroketon, to wysokowydajny termoplast, znany ze swoich doskonałych właściwości mechanicznych, odporności chemicznej i stabilności w wysokiej temperaturze. Ma jednak również stosunkowo wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej. Oznacza to, że gdy podczas procesu obróbki wytwarza się ciepło, materiał PEEK może rozszerzać się i kurczyć, co prowadzi do deformacji.

1. Wybór narzędzia

Wybór narzędzi skrawających ma kluczowe znaczenie w zapobieganiu deformacji PEEK. Chcesz używać ostrych narzędzi o odpowiedniej geometrii. Tępe narzędzia wytwarzają więcej ciepła, co może powodować zmiękczenie i odkształcenie PEEK. Do obróbki PEEK powszechnie stosuje się narzędzia ze stali szybkotnącej (HSS) lub węglika. Narzędzia węglikowe są generalnie preferowane, ponieważ dłużej pozostają ostre i wytrzymują wyższe prędkości skrawania, redukując ciepło wytwarzane podczas obróbki.

Wybierając geometrię narzędzia, należy rozważyć użycie narzędzi o dodatnim kącie natarcia. Dodatni kąt natarcia zmniejsza siłę skrawania i wytwarzanie ciepła. Na przykład frezy trzpieniowe o kącie pochylenia linii śrubowej 30 - 45 stopni dobrze sprawdzają się w obróbce PEEK. Ten kąt pochylenia linii śrubowej pomaga w odprowadzaniu wiórów, zapobiegając ich przyklejaniu się i powodowaniu większej ilości ciepła.

2. Parametry cięcia

Właściwe parametry skrawania są niezbędne do kontrolowania ciepła i siły podczas obróbki. Trzy główne parametry skrawania to prędkość skrawania, posuw i głębokość skrawania.

• Szybkość cięcia: Wyższa prędkość skrawania może zwiększyć wytwarzanie ciepła, dlatego ważne jest znalezienie właściwej równowagi. W przypadku PEEK często zaleca się prędkość cięcia w zakresie 60 - 120 m/min. Prędkość ta pozwala na efektywne usuwanie materiału bez wytwarzania nadmiernego ciepła.
• Szybkość podawania: Szybkość posuwu określa, jak szybko narzędzie porusza się w materiale. Zbyt duży posuw może spowodować zagłębienie się narzędzia w PEEK, co prowadzi do deformacji. Z drugiej strony zbyt mały posuw może wydłużyć czas obróbki, a także wygenerować więcej ciepła. Dobrym punktem wyjścia do obróbki PEEK jest posuw wynoszący 0,05–0,2 mm/ząb.
• Głębokość cięcia: Ograniczenie głębokości skrawania może pomóc w zmniejszeniu siły skrawania i ciepła. W przypadku PEEK zwykle stosuje się głębokość skrawania 0,5–2 mm. Wykonując mniejsze cięcia, można lepiej kontrolować proces obróbki i zapobiegać deformacjom.

3. Chłodzenie i smarowanie

Chłodzenie i smarowanie odgrywają kluczową rolę w zapobieganiu deformacji PEEK. Jak wspomniano wcześniej, główną przyczyną deformacji jest ciepło, dlatego kluczowe znaczenie ma utrzymywanie niskiej temperatury materiału. Istnieją dwie główne metody chłodzenia: chłodzenie zalewowe i chłodzenie mgłą.

Chłodzenie zalewowe polega na użyciu dużej ilości chłodziwa do zalania obszaru skrawania. Metoda ta skutecznie usuwa ciepło i wióry ze strefy obróbki. Do obróbki PEEK powszechnie stosuje się chłodziwa rozpuszczalne w wodzie. Nie tylko chłodzą materiał, ale także smarują narzędzie tnące, zmniejszając tarcie i wytwarzanie ciepła.

Z drugiej strony chłodzenie mgłą wykorzystuje drobną mgiełkę chłodziwa natryskiwaną na obszar cięcia. Ta metoda jest bardziej przyjazna dla środowiska i może być bardziej precyzyjna w dostarczaniu chłodziwa. Jednakże może nie być tak skuteczne, jak chłodzenie zalewowe w usuwaniu dużych ilości ciepła.

4. Mocowanie

Aby bezpiecznie utrzymać materiał PEEK podczas obróbki, konieczne jest odpowiednie mocowanie. Jeśli materiał nie jest mocno trzymany, może się poruszać lub wibrować, co prowadzi do deformacji. Projektując uchwyt, należy upewnić się, że zapewnia on równomierne podparcie całego przedmiotu obrabianego. Unikaj stosowania nadmiernej siły mocowania, ponieważ może to również spowodować deformację.

Na przykład możesz użyć miękkich szczęk na imadle do przytrzymania PEEK. Miękkie szczęki mogą być wykonane z materiałów takich jak aluminium lub mosiądz, które są bardziej miękkie niż PEEK i nie uszkadzają przedmiotu obrabianego. Dodatkowo użycie płytki oporowej może pomóc w równomiernym rozłożeniu siły mocowania i zapobiec odkształceniom.

5. Wyżarzanie po obróbce

Po obróbce wyżarzanie PEEK może pomóc w zmniejszeniu naprężeń wewnętrznych i zmniejszeniu ryzyka odkształcenia. Wyżarzanie polega na podgrzaniu PEEK do określonej temperatury, a następnie powolnym chłodzeniu. Proces ten pozwala materiałowi odpocząć i osiągnąć bardziej stabilny stan.

Temperatura wyżarzania PEEK zazwyczaj waha się od 200 do 250°C, w zależności od konkretnego gatunku PEEK. Szybkość ogrzewania powinna być powolna, około 1–2°C na minutę, aby uniknąć szoku termicznego. Po osiągnięciu temperatury wyżarzania PEEK powinien być utrzymywany w tej temperaturze przez pewien czas, zwykle 1–2 godziny, w zależności od grubości przedmiotu obrabianego. Następnie należy go powoli chłodzić z szybkością 0,5 – 1°C na minutę.

Powiązane usługi obróbki CNC

Jeżeli interesują Cię również inne usługi w zakresie obróbki tworzyw sztucznych to mamy w ofercieObróbka CNC FR4 G10INylon do obróbki CNC. Materiały te mają swoje własne, unikalne właściwości i wymagania dotyczące obróbki, ale wiele zasad, które omówiliśmy w przypadku obróbki PEEK, można również do nich zastosować.

Wniosek

Zapobieganie odkształceniom PEEK podczas obróbki CNC wymaga połączenia odpowiedniego doboru narzędzia, parametrów skrawania, chłodzenia i smarowania, mocowania i wyżarzania po obróbce. Postępując zgodnie z tymi wskazówkami, można uzyskać wysokiej jakości części PEEK przy minimalnych odkształceniach.

Jeśli jesteś na rynkuObróbka CNC PEEKusług, chętnie z Tobą porozmawiam. Niezależnie od tego, czy masz mały prototyp, czy duże zlecenie produkcyjne, posiadamy wiedzę i sprzęt, aby spełnić Twoje potrzeby. Skontaktuj się z nami, aby omówić swój projekt i uzyskać wycenę.

Referencje

• „Obróbka wysokowydajnych tworzyw termoplastycznych” - przewodnik techniczny dotyczący obróbki różnych tworzyw termoplastycznych, w tym PEEK.
• „Podręcznik obróbki tworzyw sztucznych” – kompleksowe źródło informacji na temat obróbki różnych rodzajów tworzyw sztucznych, zawierające szczegółowe informacje na temat obróbki PEEK.