В области обработки пластмасс на станках с ЧПУ ацетал (ПОМ, также часто называемый ацеталом или Делрином) и ПЭЭК (полиэфирэфиркетон) являются очень распространенными конструкционными пластиками, но их применение совершенно различно. Кроме того, эти два материала значительно различаются по термостойкости, механическим свойствам, сложности обработки и отраслям применения. ПОМ известен своим низким коэффициентом трения, легкостью обработки и стабильностью размеров, в то время как ПЭЭК известен своей высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью и высокой прочностью. ПОМ обычно используется в распространенных механических конструкционных деталях, таких как шестерни, направляющие и зажимы, в то время как ПЭЭК широко используется в высокотехнологичных отраслях, таких как медицина, полупроводниковая промышленность и аэрокосмическая промышленность.
Что представляют собой ацетал и PEEK соответственно?
К какому типу материалов относится ацеталь (ПОМ)?
Ацетал (ПОМ) — это высококристаллический конструкционный пластик с хорошей износостойкостью, низким коэффициентом трения и стабильностью размеров. Его главная характеристика — это «технологичность». При обработке на станках с ЧПУ ПОМ режется очень плавно, менее склонен к залипанию инструмента и обеспечивает относительно гладкую поверхность, что делает его предпочтительным выбором для многих механических деталей. К распространенным областям применения относятся шестерни, направляющие, шкивы, втулки, прецизионные приспособления и детали для автоматизированного оборудования. ПОМ обладает низким водопоглощением и минимальным изменением размеров, что делает его идеальным для прецизионных конструкционных компонентов. Однако его термостойкость ограничена, длительная рабочая температура обычно составляет около 90℃.
Почему PEEK называют высокоэффективным пластиком?
PEEK — это особый конструкционный пластик. Его главные преимущества: высокая термостойкость; коррозионная стойкость; высокая прочность; и высокая долговременная стабильность.
Полиэфирэфиркетон (PEEK) способен непрерывно работать при температурах до приблизительно 250℃. Это означает, что он может сохранять стабильные характеристики даже при длительном воздействии высоких температур, высокого давления и химически агрессивных сред.
Поэтому PEEK широко используется в:
- Медицинские имплантаты
- Полупроводниковое оборудование
- Конструктивные элементы аэрокосмической отрасли
- Компоненты химической герметизации
- Высокотемпературные изоляционные компоненты
По сравнению с POM, PEEK значительно дороже, но и его характеристики значительно превосходят аналогичные.
Как эти два материала обрабатываются на станках с ЧПУ?
Технологический процесс обработки POM
Полиоксиметилен (ПОМ) — это пластик, «очень подходящий для механической обработки».
Общий технологический процесс обработки: вырубка заготовки – черновая обработка на станке с ЧПУ – чистовая обработка – снятие заусенцев – контроль размеров.
Благодаря низкому сопротивлению режущей кромке полиоксиметилена (ПОМ), износ инструмента невелик, скорость обработки высока, а качество поверхности легко достигается.
Многие обычные трехкоординатные станки могут стабильно обрабатывать его. Однако следует отметить, что полиоксиметилен при нагревании слегка деформируется, поэтому при длительной высокоскоростной резке важны отвод тепла и охлаждение.
Технологический процесс PEEK
Несмотря на высокие эксплуатационные характеристики PEEK, сложность его обработки значительно выше, чем у POM.
Потому что PEEK обладает: более высокой твердостью; более концентрированным нагревом; и более быстрым износом инструмента.
Для механической обработки обычно требуются: инструменты высокой твердости, более надежные приспособления, более рациональные параметры резания и поэтапная обработка.
Особенно в случае высокоточных деталей многие производители добавляют «термическую обработку» для снятия внутренних напряжений и уменьшения последующей деформации. Если параметры обработки не являются оптимальными, это также может привести к: смещению размеров, побелению поверхности, увеличению заусенцев и термической деформации. Поэтому для обработки PEEK требуется больше опыта работы на станках с ЧПУ.
В чём ключевое различие между POM и PEEK?
Значительная разница в термостойкости.
Это самое существенное различие между двумя материалами.
Полиоксиметилен (POM) обычно обладает длительной термостойкостью лишь около 90℃, в то время как полиэфиркетон (PEEK) может выдерживать длительную эксплуатацию при температурах до 250℃.
Следовательно: для обычных механических конструкций достаточно полиоксиметилена (POM). Для высокотемпературного промышленного оборудования необходим полиэфиркетон (PEEK).
Стоимость обработки различается.
Полиоксометаллат обладает низкой стоимостью и высокой эффективностью обработки.
PEEK — дорогостоящий материал: дорогое сырье; длительное время обработки; высокий расход инструмента.
Таким образом, для одной и той же детали стоимость обработки PEEK может быть в несколько раз или даже в десять раз выше, чем у POM.
Различная износостойкость и коррозионная стойкость
Полиоксиметиленоксид (POM) уже обладает хорошей износостойкостью. Однако полиэфирэфиркетон (PEEK) превосходит его по износостойкости при высоких температурах, устойчивости к химической коррозии и долговременной стабильности. Особенно в химической, медицинской и полупроводниковой промышленности PEEK имеет значительное преимущество.
Часто задаваемые вопросы
Может ли POM напрямую заменить PEEK?
Ответ: Да, в обычных условиях, но не рекомендуется в экстремальных условиях. Если изделие работает при низких температурах, не подвержено сильной коррозии и не требует длительной работы под высокими нагрузками, то POM вполне подходит и более экономически выгоден. Однако, если изделие подвергается воздействию высоких температур, сильных кислот или щелочей, находится в медицинских учреждениях или чистых помещениях, подходящих для производства полупроводников, то PEEK более надежен.
В заключение
В станках с ЧПУ для обработки пластмасс ацетал (ПОМ) и полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) представляют собой два разных направления. ПОМ — это скорее «практичный выбор»: низкая стоимость; простота обработки; стабильная точность; подходит для массового производства механических деталей. ПЭЭК, с другой стороны, — это скорее «высокоэффективный выбор»: высокая термостойкость; коррозионная стойкость; высокая прочность; подходит для экстремальных промышленных условий. Для обычного автоматизированного оборудования, скользящих конструкций и зубчатых передач обычно достаточно ПОМ; однако, если изделие требует длительной работы при высоких температурах или чрезвычайно высоких требований к стабильности, то ПЭЭК является более подходящим вариантом.
