POM או Delrin זה הומפולימר אצטל ידוע ברבים בזכות העמידות המעולה שלו. העמידות המדהימה שלו בפני שחיקה, זחילה ועיוות הופכת אותו לאופציה מעולה עבור מוצרים תעשייתיים ורכיבים מכניים. ניתן לעבד POM ביעילות באמצעות תהליכי חריטה וכרסום. יכול להיות שזה גם כן חיתוך בלייזר, והחלקיקים שלו ישימים עבור הזרקה ומטרות שחול פלסטיק.
מידע מלא לגבי מאפייני POM, אתגרים ושיקולים ב עיבוד CNC, דפורמציה פוטנציאלית ופרטים משלימים מסופקים בתוכן הבא.
מה זה POM?
POM, או Polyoxymethylene, הוא חומר תרמופלסטי הנדסי המכונה גם Acetal, Delrin, polyacetal, או polyformaldehyde. זה מוכר בזכות הקשיחות יוצאת הדופן שלו, יחד עם היכולת שלו להפגין חיכוך נמוך ויציבות מימדית. לחומר עמידות טובה בפני כימיקלים ושפשופים, וקשיחותו המעולה מביאה לתוצאות מצוינות. המבנה המולקולרי האחיד והאופי הגבישי מעניקים לחומר תכונות פיזיות ומכאניות יוצאות דופן, ומקנים לו כינויים כמו "פלסטיק מתכת" או "פלדה על".
פלסטיק POM מציג מגוון מרשים של איכויות, כגון צבעוניות יוצאת דופן ותכונות מקיפות. הוא ידוע במודול האלסטי הגבוה שלו, קשיחות וקשיות מרשימים, חוזק מתיחה וכיפוף מעולה, כמו גם עמידות יוצאת דופן בפני זחילה ועייפות. עם מקדם חיכוך נמוך ועמידות בפני שחיקה מעולה, חומר זה גם עמיד מאוד בפני כימיקלים. POM מתאים במיוחד לחלקים מעובדים בעיבוד מדויק וצורות מורכבות, בשל יציבות הממדים המעולה שלו וספיגת מים מוגבלת.
עם זאת, POM יכול להיות לא יציב ונתון להתדרדרות כאשר הוא נחשף לטמפרטורות גבוהות או לתנאים חומציים. המבנה המולקולרי שלו מכיל כמות נכבדת של חמצן, מה שהופך אותו למאתגר לשפר את עיכוב הבעירה שלו. לחומר זה יש גם טווח טמפרטורות הפעלה רציף של כ-40°C עד 120°C.
פלסטיק POM מגיע בשתי צורות ראשוניות: הומפולימר אצטל (POM-H) וקופולימר אצטל (POM-C). POM-H ידוע בקשיחות ובנוקשות המעולים שלו, בעוד שנקודת ההיתוך של POM-H (172-184 מעלות צלזיוס) עולה על זו של POM-C (160-175 מעלות צלזיוס) בכ-10 מעלות צלזיוס. הצפיפות של פלסטיק POM נע בין 1.410-1.420 גרם/סמ"ק, והוא מציג גבישיות של 75-85%. זמינות גם גרסאות POM מתוקנות, עם נקודות התכה גבוהות יותר מהגרסאות הסטנדרטיות.
יתרונות וחסרונות של POM CNC עיבוד שבבי
בחלק זה, נדון במאפיינים של פלסטיק POM/Delrin/Acetal עבור עיבוד CNC, כולל היתרונות והחסרונות שלו.
יתרונות עיבוד CNC POM
POM/Delrin הוא פלסטיק גבישי עם ביצועים גבוהים, מה שהופך אותו לתחליף אפשרי למתכת ביישומים מסוימים. היתרונות העיקריים של POM כוללים:
1. בידוד חום וחשמל
עם בידוד חום מעולה ותכונות מכניות חזקות, POM מתגלה כחומר מתאים במיוחד לרכיבים אלקטרוניים. יש לו את היכולת לעמוד במתח חשמלי ניכר, מה שמכשיר אותו כמבודד מתח גבוה אידיאלי. ספיגת הלחות הנמוכה שלו הופכת אותו לאופציה מצוינת לשמירה על רכיבים אלקטרוניים נקיים מלחות.
2. חוזק מכני
POM מציג טווח חוזק מתיחה של 7000-9000 psi, יחד עם קשיות וקשיחות יוצאות דופן. בנוסף, הצפיפות שלו נמוכה מזו של מתכות, מה שהופך אותו לאלטרנטיבה לייצור חלקים קלים הדורשים עמידות בפני מצבי לחץ גבוה.
3. התנגדות לעייפות
בטווח הטמפרטורות של -40 מעלות צלזיוס עד 80 מעלות צלזיוס, POM מציג רמת עמידות מצוינת והיא גבוהה עמיד בפני עייפות. יתר על כן, עמידות העייפות שלו לא מושפעת במידה רבה מחשיפה למים, כימיקלים או ממסים. תכונות בולטות אלו הופכות את POM לחומר מושלם לעיצוב חלקים הכפופים לפגיעה ולחץ חוזרים ונשנים.
4. עמידות בפני פגיעה
ל-POM יש רמת קשיחות יוצאת דופן המאפשרת לו לעמוד בפני פגיעה פתאומית ללא סטיה. יתרה מכך, יכולתו להתנגד להשפעה יכולה להשתפר עוד יותר לאחר טיפול מיוחד.
5. יציבות מימדית
יציבות ממדית היא הפרמטר המשמש להערכת יכולתו של חומר לשמור על צורתו המקורית למרות חשיפה לתנאי עיבוד כגון טמפרטורה ולחץ. POM, בהיותו עמיד בפני דפורמציה במהלך פעולות עיבוד, הוא חומר מצוין להשגת סובלנות מדויקת.
6. מקדם חיכוך
במערכת מכנית, רכיבים בתנועה דורשים שימון כדי למזער את החיכוך ביניהם. עם זאת, רכיבי POM יכולים לפעול בצורה חלקה גם ללא שימון, בשל אופיים החלקלק המולד. מאפיין זה מתגלה כמועיל ביותר בעת תכנון מערכות שבהן שימון חיצוני עלול להוביל לזיהום מוצר, למשל, מכונות לעיבוד מזון.
7. עמידות
חוזק המתיחה והעמידות יוצאי הדופן שלו מתאימים את פלסטיק POM ליישומי מתח גבוה, ולכן נעשה בו שימוש תכוף כחלופה לסגסוגות אלומיניום ופלדה, בשל החוזק והעמידות שלו.
8. ספיגת לחות
POM מציג תכונות ספיגת לחות מינימליות, המאפשרות לו לשמור על שלמות המבנה שלו גם בתנאים או יישומים הרטובים ביותר, כלומר מתחת למים.
9. התנגדות זחילה
בשל הקשיחות יוצאת הדופן שלו, POM מסוגל לעמוד בפני לחץ משמעותי ללא עיוות. כתוצאה מכך, זהו חומר הבחירה עבור תעשיות שונות תוך עיצוב חלקים הדורשים עמידות גבוהה ו התנגדות זחילה.
חסרונות של עיבוד CNC POM
למרות יכולת העיבוד הגבוהה יותר מרוב הפלסטיק האחרים לייצור חלקי עיבוד CNC, עם זאת, ישנם גם כמה חסרונות של עיבוד CNC POM:
1. הידבקות נמוכה
דבקים לא עובדים טוב עם POM בגלל העמידות הכימית שלהם, מה שהופך את ההדבקה למאתגרת.
2. דליקות
ל-POM אין תכונות של כיבוי עצמי, והוא ימשיך לבעור עד שלא יישאר חמצן.
3. רגיש לחום
קיים סיכון לעיוות בעת עיבוד CNC POM בטמפרטורות גבוהות.
אתגרים וטיפים של עיבוד CNC של POM
הנושאים העיקריים העומדים בפניהם במהלך עיבוד CNC הם העיוות והפיצוח של החומר. בעיות אלו גורמות לשני סוגים של שברים - סדקים ישירים במהלך עיבוד CNC וסדקים נסתרים הנגרמים מלחץ פנימי. האחרון מתגנב באיטיות ויכול לגרום לנזק משמעותי, מה שמוביל לסיבוכים.
לפני שמתייחסים לנושאים שהוזכרו לעיל, חיוני לדון בבחירת החומר והפקת ניסיון. שימוש בחומרים איכותיים יכול לסייע במניעת עיוותים משמעותיים. לכן, זה חיוני לתת עדיפות לחומרי POM שהשתנו עבור עיבוד CNC. לחומרי POM עשויים להיות איכויות משתנות, ולעתים קרובות מידת העיוות אינה יציבה בין אצווה עקב זיהומים, בורות ומבנים דמויי סדקים.
ללא קשר לסוג חומר POM, בצע תמיד ייצור נסיוני לפני עיבוד CNC. כמו כן, יש צורך לבצע ייצור נסיוני בעת שימוש באצוות שונות של אותו חומר.
כלי עיבוד שבבי
בשל הקשיות הנמוכה וכוח החיתוך הקטן שלו, ניתן לעבד POM באמצעות כלי פלדה מהירים וקרביד מוצק, בתנאי שיש להם קצה סכין חד להפחתת חום החיתוך. כלי חרטת PCD עשויים לשמש גם כבחירה אופציונלית עבור חריטת CNC.
עיבוד POM
במקרה שהחומר הנבחר POM הוא באיכות נחותה או אם יש מימדים גבוהים סוֹבלָנוּת דרישות, רצוי לבצע חישול לאחר חיספוס כדי להקל על הלחץ הפנימי שלו. שיטה זו יכולה למעשה למזער עיוות במהלך תהליך הגמר.
פרמטרי התהליך המפורטים להלן נועדו אך ורק להתייחסות מכיוון שיש שונות בסוגי החומרים והיצרנים של POM:
לאחר עיבוד גס, POM עובר חישול אמבט שמן בשמן חם או חישול אמבט אוויר בתנור. חשוב להתאים את טמפרטורת החישול, אשר צריכה להיות נמוכה ב-10-20 מעלות צלזיוס (140-150 מעלות צלזיוס) בערך מטמפרטורת עיוות החום של המוצר. זמן החישול עבור חישול אמבט שמן גדל ב-40-60 דקות עבור כל 5 מ"מ של עובי דופן, ואילו עבור חישול אמבט אוויר, הזמן גדל ב-20-30 דקות עבור כל 5 מ"מ של עובי דופן. לאחר השלמת החישול, תן ל-POM להתקרר באופן טבעי לטמפרטורת החדר.
טכניקת חישול חלופית הנקראת "שיטת האדמה" כוללת חישול חלקי ה-CNC בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס. לאחר השלמת עיבוד גס, הטבלו את החלקים במים רותחים למשך 5 עד 6 שעות כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה מ-80 מעלות צלזיוס ואפשרו להם להתקרר באופן טבעי לטמפרטורת החדר (רצוי טמפרטורה קבועה). לחלופין, ניתן להשתמש בשיטת ההזדקנות הטבעית ולספק זמן רב לחישול.
פתרונות לדפורמציה בעיבוד שבבי POM CNC
כדי לשפר את העקביות בדפורמציה ולשמור על סובלנות בטווח קטן, יש להבטיח גודל סטנדרטי ועקבי של ריק חלקי עבודה בעת ביצוע עיבוד שבבי CNC.
1. שנה את צורת ההידוק
כאשר הוא מהודק, חומר POM עובר דפורמציה אך יחזור למצבו המקורי עם שחרורו. הגדלת משטח המגע של חומר העבודה יכולה להתבצע על ידי שינוי שיטת ההידוק, כגון שימוש בריפוד מלחצי ספסל או דבק כדי לקבע אותו במקומו. עבור צלחות גדולות יותר, ודא שהן שטוחות לפני השימוש בכוסות יניקה ואקום כדי לקבע אותן במקומן. רצוי לתקן צד אחד עם דבק תחילה, ואז לטאטא ולהשתמש בכוס היניקה כדי לאבטח את המשטח המוחלק לעיבוד גס. בתעשיות מסוימות משתמשים גם בכוסות יניקה קפואות לקיבוע.
2. הפחיתו את חום החיתוך
חומר POM רגיש מאוד לחום ועלול לעבור דפורמציה בקלות עקב קירור לא מספק במהלך העיבוד. יש להשתמש בכלים חדים כדי למזער את יצירת החום במהלך החיתוך. בנוסף, הפחתת כמות החיתוך, ביצוע חיתוכים מרובים והגברת השימוש בנוזלי קירור יכולים לעזור עוד יותר במניעת התחממות יתר ולפיזור מהיר של כל חום שנוצר במהלך תהליך החיתוך.
3. בצע מספר מחזורים
חומר POM מפגין גמישות בולטת. במגע עם כלי החיתוך, החומר עלול להתעוות פנימה, וכתוצאה מכך לעיוות של החלק החתוך והלחוץ כאשר הכלי יוצא. לכן, חיוני לבצע התאמות פיצוי מרובות לכלי בהתבסס על אפקט החיתוך בפועל. על ידי חלוקת משימת החיתוך למספר מחזורים והפחתת כמות החיתוך בכל מעבר, ניתן למזער כל עיוות ממדי שנגרם על ידי גמישות החומר במהלך העיבוד.
4. קיזזו את הלחץ הפנימי
בשל מקדם ההתפשטות התרמית הגדול יותר שלו בהשוואה למתכות, פלסטיק הנדסי עלול לעבור דפורמציה מביטול הלחץ הפנימי כאשר יש תוספת עיבוד משמעותית. כדי למנוע זאת, חיוני לבחור ולעבד חומרים בצורה נכונה כפי שנדון קודם לכן. במקרים בהם יש צורך בהוצאת חומר משמעותית, רצוי להשתמש בחומר עבה יותר, לשלוט בשוליים ולאמץ שיטות עיבוד סימטריות. יתרה מזאת, חשוב לוודא שעיצוב החלק עצמו סביר כדי להפחית כל מתח ועיוות הנגרמים במהלך העיבוד.
בעת העברת ואחסון חלקים מוגמרים, יש לתעדף בקרת טמפרטורה כדי למנוע עיוות. מומלץ לשמור על טמפרטורה עקבית, במידת האפשר. בנוסף, יש להגן על פני החלקים בצורה נאותה כדי למנוע שריטות או נזקים.
מדוע פיצוח POM בעיבוד CNC?
למרות שמידת העיוות שהוזכרה קודם היא תורמת משמעותית לסדקים, היא לא הסיבה היחידה. הגורמים הבאים עשויים גם להוביל לסדקים בחומרי POM במהלך הפעולה:
- כמויות גדולות של הסרת חומר במהלך עיבוד CNC עלולות לגרום לסדקים בפלסטיק POM.
- שימוש במקדחה גדולה יותר ישירות לקידוח חורים עלול להוביל לכוחות חיתוך מוגזמים, שעלולים לסחוט ולסדוק חומרי POM.
- הסרה לא מספקת של שבבים בזמן קידוח חורים עמוקים במהלך עיבוד CNC עלולה לגרום לסדקים בשיחול כאשר מקדחים אינם נסוגים שוב ושוב כדי להסיר את הפסולת.
- סדקים עשויים לנבוע מקירור לא מספיק במהלך הקידוח, מה שיוביל לחום וכוחות חיתוך מוגברים.
- מהירות הזנה גבוהה יכולה לגרום ללחץ פנימי בחומר POM, מה שמוביל לסדקים.
- אי תיקון מקדחים בלויים בזמן יכול לגרום למקדחה להתקשות ולגרום לסדקים בזמן קידוח POM.
שיקולים לתהליכי עיבוד שבבי POM
כרסום והברגה CNC
מלבד השימוש בכלים שונים, השיקולים לכרסום והברגה ב-CNC דומים בדרך כלל. חשוב להימנע מעיוות בזמן ההידוק, להשתמש בכלים חדים, להגדיר קצב הזנה קטן ולהבטיח קירור נאות כדי למנוע בעיות במהלך תהליכים אלה.
מפנה CNC
כדי למנוע התכה ובלאי במהלך עיבוד CNC, יש צורך בקירור. מומלץ לתעדף שימון מוצק או קירור אוויר דחוס לפני השימוש בנוזל קירור. יתר על כן, יש להימנע מהירויות סיבוב גבוהות וכמויות מוגזמות של הזנה ומעורבות. זוויות גריפה ואחוריות מעט גדולות יותר עבור כלים מקובלות, בתנאי שקצה החיתוך יישאר חד. פלדה במהירות גבוהה כלי סיבוב נמצאים בשימוש נפוץ, עם זווית גריפה של בערך 25°~40° וזווית אחורית של בערך 10°~20°. מומלץ למזער את כוח ההידוק של הצ'אק.
הִתעַמְלוּת
הימנע מקידוח ישירות עם גדול מקדח, במקום זאת, התחל עם חור קטן ואחריו רידוד במהירות נמוכה. יש לשמור על המקדחה חדה, ויש להתייחס לפרמטרים של מקדחים הבאים כדלקמן: זווית קודקוד של 60°~90°, זווית סליל של 10°~20°, זווית גריפה של 0° וזווית גב של 10 °~15°. בנוסף, יש להגביל את הכוח בכיוון ההזנה, ויש למשוך את הכלי לאחור מיד (5~6 מ"מ בעומק) כדי להקל על הקירור והסרת השבבים בזמן הקידוח. בעת קידוח דרך חורים, הפחית את קצב ההזנה כדי למנוע מהמקדחה לדחוף את החומר בכיוון הצירי.
סיכום
לסיכום, POM או Delrin הוא חומר פלסטי מצוין המשמש לעיבוד CNC לייצור רכיבים מכניים ומוצרים תעשייתיים. למרות POM קל לעיבוד, הוא נוטה לעיוות במהלך העיבוד. עם זאת, על ידי ניצול תהליכי העיבוד המומלצים, לרבות קירור נאות, הפחתת אכילת כלים והבטחת כלים חדים, ניתן למזער עיוותים כאלה ובעיות נלוות אחרות.
יצרן עיבוד שבבי POM CNC – Runsom Precision
בעוד שניתן לעבד POM בקלות לייצור חלקים רצויים, עשוי להיות גם דפורמציה מסוימת בתהליך עיבוד CNC כפי שהוזכר קודם לכן. ב-Runsom Precision, אנחנו יצרן מנוסה של חלקי פלסטיק CNC, מיומן מאוד במזעור דפורמציה ואתגרים נלווים אחרים במהלך עיבוד POM. אם אתם מחפשים איכות פרימיום חלקי POM, כגון ברגים, שיחים, מחברים ורכיבי POM מותאמים אישית אחרים, אנא אל תהסס לעשות זאת צור עימנו קשר אוֹ לקבל הצעת מחיר מיידית באינטרנט בחינם.
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
