PEEK+ Cam Elyaf Malzemenin CNC İşleme Deformasyonuna Yönelik Çözüm
içindekiler tablosu
PEEK 30GF (yüzde 30 cam elyafı ile güçlendirilmiş polietereterketon) gibi yüksek performanslı mühendislik plastiklerinin işlenmesinde, deformasyonun önlenmesi temel zorluktur. Cam elyafı takviyesi, malzemenin mukavemetini, sertliğini ve boyutsal kararlılığını (soğuduktan sonra) önemli ölçüde artırır, ancak aynı zamanda anizotropi, yüksek aşındırıcılık ve işleme sırasında ısı ve gerilme nedeniyle deformasyon riskini de artırır. İşleme deformasyonunu en aza indirmek için, ısı girişini ve salınımını kontrol etmeye, mekanik gerilimi azaltmaya ve işleme stratejilerini optimize etmeye odaklanan sistematik bir yaklaşım gereklidir:
1. PEEK 30GF için kesme sıcaklığını kesinlikle kontrol edin (en önemlisi!).
Keskin Kesici Aletler: Yepyeni, son derece keskin karbür kesici takımlar kullanın (ince taneli veya ultra ince taneli karbür önerilir). Körleşmiş takımlar önemli miktarda sürtünme ısısı üretir. Son derece düşük sürtünme katsayılarına ve mükemmel aşınma direncine sahip, ısı üretimini önemli ölçüde azaltan ve takım ömrünü uzatan elmas kaplı takımlara (PCD veya CVD elmas kaplamalar gibi) öncelik verin.
Kesme Parametrelerini Optimize Edin:
Doğrusal Hız: Orta-yüksek doğrusal hız kullanın. Çok düşük doğrusal hız, malzemenin kesmek yerine "sürtünmesine" ve sürtünme ısısı üretmesine neden olabilir; çok yüksek hız ise ısı dağılımını engelleyebilir. Takıma, iş parçası geometrisine ve soğutma yöntemine bağlı olarak genellikle 100-250 m/dak aralığı önerilir. Daha düşük bir değerle başlayın ve kademeli olarak artırın.
Feed Rate: Yeterince büyük bir ilerleme hızı kullanın. Çok küçük bir ilerleme hızı (örneğin, son işlemede) takım kenarının malzemeye çok uzun süre sürtünmesine ve daha fazla ısı üretmesine neden olur. Amaç, ısıyı uzaklaştırmak için etkili talaşlar oluşturmaktır. Kaba işlemede ilerleme hızı daha büyük olabilir (örneğin, 0,1-0,3 mm/diş), ancak son işlemede çok küçük ilerleme hızlarından (örneğin, 0,05-0,15 mm/diş) kaçınılmalıdır.
Kesme derinliği: İş parçasının rijitliğine ve işleme payına göre seçilir. Rijitliğin izin verdiği durumlarda, daha büyük bir eksenel kesme derinliği (Ap), genellikle daha küçük bir Ap'ye göre ısı dağılımına (kenar sürtünme döngüsü sayısını azaltmaya) daha elverişlidir. Radyal kesme derinliği (Ae) de uygun şekilde ayarlanmalıdır.
Etkin Soğutma: Soğutma sıvısı kullanımı şiddetle tavsiye edilir: Bu, sıcaklık kontrolünün en etkili yöntemlerinden biridir. Yüksek basınçlı, yüksek akış hızına sahip, suda çözünebilen bir soğutma sıvısını, kesme kenarına hassas bir şekilde yönlendirin. Bu, ısıyı uzaklaştırır ve kesme alanını yağlar.
Hava/Yağ Buharı ile Soğutma: Soğutma sıvısı kullanmak uygun değilse (veya malzemenin nemi emmesiyle ilgili endişeler varsa), basınçlı hava ile soğutma kullanılabilir (özellikle keskin elmas kaplı aletlerde) veya az miktarda yağlama maddesi uygulanabilir. Bununla birlikte, soğutma etkisi genellikle büyük miktarda suda çözünebilen soğutma sıvısıyla elde edilen kadar iyi değildir.
Kuru kesimden kaçının: Kesme derinliği çok küçük ve alet son derece keskin olmadıkça, kuru kesim aşırı ısınmaya ve deformasyona neden olma olasılığı çok yüksektir. PEEK 30GF için kesinlikle önerilmez.
2. Mekanik Gerilimi ve Sıkıştırma Deformasyonunu Azaltın
İstikrarlı ve Düzgün Sıkıştırma:
Sert kelepçeler kullanın. Sıkıştırma kuvveti, sıkıştırma deformasyonuna yol açabilecek lokalize gerilim yoğunlaşmasını önlemek için eşit olarak dağıtılmalıdır. İnce cidarlı parçalar için, geniş alan desteği sağlamak üzere yumuşak çeneler, vakumlu aynalar veya özel kelepçeler kullanmayı düşünün.
Aşırı sıkıştırmadan kaçının: İş parçasının hareketini önleyecek kadar sıkıştırma uygulayın. Aşırı sıkıştırma, işleme öncesinde gerilime neden olur ve serbest bırakıldıktan sonra deformasyona yol açar.
Segmentli İşleme (Kaba İşleme + İnce İşleme):
- Kaba işleme: Daha büyük kesme parametreleri kullanarak (ısı kontrollü bir aralıkta) fazla malzemenin çoğunu çıkarın.
- Gerilim Giderme: Kaba işleme işleminden sonra, mümkünse iş parçasını kelepçeden çıkarın ve içindeki artık gerilimi gidermek için bir süre (birkaç saatten bir güne kadar) doğal olarak gevşemesine izin verin. Bu çok önemli bir adımdır!
- Son işlem: Son boyut ve yüzey işlemesi için, daha küçük kesme derinliği ve ilerleme hızı kullanarak (tutarlı referans noktası ve orta düzeyde sıkıştırma kuvveti sağlayarak), ancak yeterli doğrusal hızı ve soğutmayı koruyarak yeniden sıkıştırma işlemi gerçekleştirin.
- Simetrik İşleme: Simetrik parçalar için, daha düzgün bir gerilim dağılımı elde etmek ve deformasyonu azaltmak amacıyla simetrik işleme yolları kullanın.
3. Takım Yollarını ve İşleme Stratejilerini Optimize Edin
Tırmanma frezeleme: Tırmanma frezeleme tercih edilir. Tırmanma frezeleme sırasında talaş kalınlığı maksimumdan sıfıra doğru azalır; bu da daha düzgün kesme kuvvetleri, giriş sırasında daha az takım darbesi, daha düşük titreşim ve ısı birikimi ve daha kolay talaş uzaklaştırma sağlar.
Sürekli kesim: Takım yolu planlaması yapılırken, sıcaklık dalgalanmalarına ve darbelere yol açabilecek sık giriş ve çıkışlardan kaçınarak, mümkün olduğunca sürekli kesim yapılmasına özen gösterin.
Radyal teması azaltın: Son işlem sırasında, kesme kuvvetlerini ve ısıyı azaltmaya yardımcı olan küçük bir radyal adım mesafesi (örneğin, takım çapının -30'u) kullanın.
İnce cidarlı yapıda titreşimden kaçının: İnce cidarlı bölgelerin işlenmesinde, rezonans frekanslarından kaçınmak için kesme derinliğini ve ilerleme hızını daha da azaltmak veya daha yüksek bir iş mili hızı kullanmak gerekebilir.
Katmanlı işleme: Derin oyuklar veya yüksek duvarlar için, aşırı takım çıkıntısına yol açan ve titreşim ile ısı birikimine neden olan aşırı derin tek katmanlı kesimlerden kaçınmak için katmanlı işleme stratejisi kullanın.
4. Takım Seçimi ve Geometri
Keskin tırmık ve açıklık açıları: Keskin kesici kenarlar, malzemeleri daha etkili bir şekilde keserek sıkıştırmayı ve sürtünme ısısını azaltır. Plastik işleme için uygun, pozitif talaş açısına sahip bir takım geometrisi seçin.
Güçlü kesici kenar: Keskinliğini korurken, kesici kenarın cam elyafının aşınmasına dayanacak kadar yeterli mukavemete sahip olması gerekir.
Pürüzsüz yonga olukları: Talaşların sorunsuz bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlayarak, talaş tıkanmasını ve ikincil sürtünme ısısı oluşumunu önleyin.
Düzenli alet kontrolü ve değiştirme: Cam elyafı, aletleri çok hızlı aşındırır. Alet aşınmasını yakından izleyin. Kesme kuvvetinde artış, yüzey kalitesinde düşüş veya çapak oluşumu gözlemlenirse aleti hemen değiştirin. Hafif aşınmış aletler bile ısıyı önemli ölçüde artırabilir. Zamana dayalı bir değiştirme programı oluşturun veya bir alet izleme sistemi kullanın.
5. PEEK 30GF için Malzeme Durumu ve Son İşlemler
Malzeme Ön İşlemi: Hammaddenin kuru olduğundan emin olun. PEEK 30GF düşük higroskopikliğe sahip olsa da, işleme başlamadan önce malzeme özelliklerine göre uygun şekilde kurutma (örneğin, 150°C'de birkaç saat fırınlama) olası su buharı etkilerinden kaçınmak için iyi bir uygulamadır.
İşleme Sonrası Isıl İşlem (Gerilim Tavlaması): Son derece yüksek boyutsal kararlılık gereksinimleri olan parçalar için, son işlemden sonra cam geçiş sıcaklığının (Tg ≈ 143°C) altında tek bir tavlama işlemi uygulanabilir (örneğin, 120-140°C'lik bir fırında).
SSS'ler
1. PEEK 30GF, CNC işleme sırasında neden deformasyona yatkındır?
PEEK 30GF büyük olasılıkla için İçsel gerilimlerin boşalması sonucu deformasyon meydana gelir. Cam elyafı eklemek kompoziti kesinlikle daha sert hale getirir, ancak ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama işlemi yüksek oranda sorun yaratır. dahili tansiyon. Durum o benzer için Bir yayın serbest bırakılması; dengenin sağlandığı an o İşleme ve şekil değiştirme nedeniyle bozulan PEEK 30GF parçası, bu bozulmalardan kurtulmak için eğrilecek veya bükülecektir. .. stres. Bunun da ötesinde, cam elyaflarının kesilmesinden kaynaklanan sürtünme ısı üretir ve bu da termal genleşmeye neden olur.
2. PEEK 30GF parçalarında deformasyonu önlemenin en etkili yolu nedir?
İlk ve en önemli adım o Tavlama (Gerilim Giderme). Önceki için herhangi bir işleme, PEEK 30GF Ham madde (çubuk veya levha olsun) ihtiyaçları için bir ısıl işlem döngüsüne sahip olmak . Belli bir seviyede üzerinde çalışılmış. Malzeme zincirleri daha esnek hale gelir ve bu nedenle iç gerilimler kilitlenir. sırasında Üretim piyasaya sürüldü. Ayrıca, için Bir bileşeni son derece hassas bir şekilde elde etmek, o yaygın bir uygulama için ikincil bir tavlama işlemi gerçekleştirin ve kaba .. PEEK 30GF'nin stabilize edilmesi için yüzey önceden hazırlanmalıdır. ve Son rötuşlar.
3. PEEK 30GF malzemesinde deformasyonu azaltmak için izlemem gereken doğru işleme stratejisi nedir?
Sen olmalı Simetrik işleme yaklaşımını kullanın. Malzemenin sadece bir tarafından çok miktarda malzeme çıkarmayın. PEEK 30GF Bu, malzemenin deforme olmasına neden olacağı için stoktan uzak tutun. Çevir ve Parçayı sık sık kesin ve her iki taraftan da eşit miktarda malzeme çıkarın, böylece gerilim giderme dengede kalır. Ayrıca, bölün ve İşlemi kaba işleme ve ince işleme aşamalarına ayırın ve bırakın PEEK 30GF İlk adımdan sonra 24 ila 48 saat dinlenin. malzeme stabilize etmek için.
4. PEEK 30GF'nin deformasyonunu sınırlamak için en faydalı kesici takımlar hangileridir?
PEEK 30GF, işlendiğinde sürtünmeden dolayı çok fazla ısı üreten aşındırıcı cam elyaflarına sahiptir ve bu ısı deformasyona neden olur.
Polikristalin elmas (PCD) takımlar veya kaliteli elmas, kaplamalı karbür takımlar kullanılması önerilir. Bu tür aletler çok keskin bir kesme kenarını koruyabilir. için Normal karbürden çok daha uzun bir süre. Keskin bir kenara sahip olmak çok önemlidir çünkü kör bir alet kesme işlemi yapmaz. PEEK 30GF Ancak bunun yerine itme işlemi gerçekleşir, böylece yeni oluşturulan parçalar daha fazla gerilime maruz kalır ve üretilen ısı aşırı hale gelir.
5. Sıkıştırma basıncı, PEEK 30GF parçalarının boyutsal doğruluğunu ne şekilde etkileyebilir?
Deformasyona en çok katkıda bulunan faktör aşırı miktarda olmasıdır. sıkıştırma güç. Fazla sıkıştırılmış bir PEEK 30GF parçası, işleme ve çıkarma işleminden sonra da sıkışacaktır; bu durum parçanın aşırı sıkışmasına neden olur. . Bu durumda, parça orijinal şekline geri dönecek ve bu da şekil hatalarına neden olacaktır. Yumuşak çeneli tutucular, vakum aparatları veya çift taraflı bant, ince parçalar için kullanılabilir. At ve Son rötuşlar için minimumu kullanın. sıkıştırma kuvveti PEEK 30GF'yi güvenli bir şekilde tutmak için gereklidir.
6. PEEK 30GF işleme sırasında soğutma gerektirir mi?
Elbette, soğutma sıvısı uygulaması çok önemli bir rol oynar. Plastikler ısıyı iyi iletmediğinden, ve Kesme ısısı, tam olarak takım ve malzeme arayüzünde lokalize olur. En iyi ısı uzaklaştırma verimliliğini aromatik olmayan, suda çözünebilen soğutucu sıvılar veya soğuk hava tabancası sağlayacaktır. Sonuç olarak, PEEK 30GF yumuşamaz, genleşmez veya bulaşmaz, bu da daha yüksek bir kaliteye olanak tanır. kesinlik ve daha az risk . termal bozulma.
Yorumlar
Son Yazılar
İlgili Bloglar
Senyo'nun blogu, prototip üretimi konusundaki kapsamlı bilgimizi paylaşmaya odaklanmıştır. Makalelerimiz aracılığıyla, ürün tasarımınızı geliştirmenize ve hızlı prototiplemenin karmaşıklıklarını daha etkin bir şekilde yönlendirmenize yardımcı olmayı hedefliyoruz.
