Guía de expertos para el mecanizado de precisión de polímeros UHMW

Cuando se diseñan poleas de alto rendimiento que requieren excepcional resistencia al desgaste, baja fricción y propiedades de peso ligero,El polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) a menudo se presenta como la elección de material idealSin embargo, los informes generalizados sobre sus dificultades de mecanizado pueden dar lugar a una pausa incluso para los ingenieros experimentados.Esta guía completa examina las características de mecanizado de UHMWPE y proporciona soluciones prácticas para la selección de herramientas, parámetros de corte y optimización del proceso.

UHMWPE es un plástico termoplástico de ingeniería con características de rendimiento excepcionales.y resistencia a la corrosión química, por lo que es ideal para rodamientos, rieles de deslizamiento, engranajes y sellos.

Sin embargo, el mecanizado de UHMWPE presenta desafíos únicos:

• Bajo punto de fusión y mala conductividad térmica:La acumulación de calor durante el mecanizado puede causar que el material se ablanda, se deforme o incluso se derrita, lo que compromete la precisión y el acabado de la superficie.
• Modulo de elasticidad bajo:La rigidez limitada del material conduce a la deformación bajo las fuerzas de corte, lo que resulta en inexactitudes dimensionales.
• Alta ductilidad:Produce chips largos y continuos que pueden envolver herramientas y piezas de trabajo, creando riesgos de seguridad y reduciendo la eficiencia.

La selección adecuada de herramientas es fundamental para el mecanizado exitoso de UHMWPE:

• Materiales para herramientas:Las herramientas de acero de alta velocidad (HSS) se recomiendan comúnmente debido a su dureza y resistencia al desgaste.
• Geometría de las herramientas:
  • Los grandes ángulos de rastrilla positiva (10°-20°) reducen las fuerzas de corte y la deformación del material mientras mejoran la evacuación de las astillas
  • Los ángulos de apertura sustanciales (8°-15°) minimizan la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo y reducen las temperaturas de corte
  • Mantenga los bordes afilados para evitar la fuerza excesiva y la rugosidad de la superficie
  • Los espacios amplios de las virutas evitan el enredo de las virutas alrededor de las herramientas y piezas de trabajo

Los parámetros de corte óptimos controlan la temperatura, minimizan la deformación y maximizan la eficiencia:

• Velocidad de corte150-300 m/min (las velocidades más altas reducen el tiempo de corte y la temperatura)
• Tasa de alimentación:0.05-0.15 mm/rpm (las corrientes más bajas mejoran el acabado de la superficie)
• Profundidad de corte:0.5-1,5 mm (los cortes más superficiales reducen las fuerzas y el calor)
• Refrigerador:Los refrigerantes a base de agua o el aire comprimido controlan eficazmente la temperatura

Estrategias de mecanizado adicionales para UHMWPE:

• Empresas de explotación:Utilice la fuerza de sujeción distribuida uniformemente con las mandíbulas suaves para evitar la deformación
• Perforación:Utilice partes afiladas con velocidades de alimentación reducidas; considere taladros de paso o reamers para agujeros de precisión
• Vuelta:Implementar rompientes de chips o la eliminación frecuente de chips para evitar el enredo
• El fresado:Prefiere el fresado de escalada para reducir las fuerzas de corte
• El desbaste:Utilice raspadores afilados con presión controlada para eliminar las astillas blandas
• Expansión térmica:Máquina en entornos con temperatura controlada y permite la corrección dimensional

Para las aplicaciones en las que el UHMWPE resulte demasiado difícil, considere:

• POM (Delrin):Excelente maquinabilidad con buena rigidez y resistencia química
• Las demás:Alta resistencia y dureza, aunque propenso a absorber la humedad
• Polícarbonato (PC):Alta resistencia y transparencia, pero resistencia al desgaste limitada

Para una polea de 80 mm de espesor OD × 40 mm de ID × 20 mm de UHMWPE:

1. Preparación de un stock de UHMWPE ligeramente más grande que las dimensiones finales
2. Cortado en bruto con una sierra de cinta o con un dispositivo EDM de cable
3. Se aplicará el método de ensayo de la prueba de velocidad.
4. Identificación del orificio hasta 40 mm (mismos parámetros)
5. Características de las piezas que se utilizarán en el ensayo
6. Elimine las estrías con raspadores afilados

Si bien el UHMWPE presenta distintos desafíos de mecanizado, la selección adecuada de herramientas, parámetros optimizados y técnicas adecuadas permiten la producción exitosa de componentes de alta calidad.Los ingenieros deben evaluar cuidadosamente las características de procesamiento de UHMWPE en relación con los requisitos del proyecto, considerando materiales alternativos cuando sea necesario.Esta guía técnica proporciona a los fabricantes los conocimientos necesarios para aprovechar eficazmente las propiedades excepcionales del UHMWPE y superar sus dificultades de mecanizado.