Gyártás és megmunkálás UHMW-PE (rúd és lap…)

Az ultranagy molekulatömegű polietilén (UHMWPE, UHMW) a hőre lágyuló polietilén részhalmaza.Más néven nagy modulusú polietilén (HMPE),…

Az ultranagy molekulatömegű polietilén (UHMW-PE) mérnöki hőre lágyuló műanyag, amelynek molekulatömege meghaladja a 3,1 AMU-t (atomtömeg-egység).A nagy molekulatömeg számos fontos fizikai tulajdonságot javít, nem utolsósorban a kiemelkedő kopásállóságot, a nagy ütésállóságot és az alacsony súrlódási együtthatót.Ezenkívül a polimer jó vegyszerállósággal, kiváló hangcsillapító tulajdonságokkal, kiváló dielektromos és elektromos szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, és nem szívja fel a nedvességet.

Ezek a tulajdonságok a könnyű megmunkálhatósággal kombinálva teszik az UHMW-PE-t költséghatékony anyaggá, amely megfelel az FDA és az USDA közvetlen élelmiszerekkel való érintkezésére vonatkozó követelményeinek, széles körben használják az élelmiszer-, ital-, orvos- és gyógyszeriparban.Az UHMW-PE nem porózus minősége gátolja a gombák vagy baktériumok növekedését.Az UHMW-PE-t széles körben használják a textil-, vegyipari, cellulóz- és papíripari, bányászati, tengerészeti, acél-, víz- és szennyvízkezelési, ömlesztett anyagkezelési és mezőgazdasági iparágakban is.

Az UHMW-PE tulajdonságai javíthatók olyan adalékok használatával, mint a színezékek, UV- és hőstabilizátorok, antisztatikus szerek, kopásálló töltőanyagok és súrlódást csökkentő kenőanyagok.Fémek vagy ércek használhatók a tömeg növelésére és a polimer mágneses kimutathatóságára, míg más töltőanyagok a környezeti üzemi hőmérsékletet növelik.

Mivel az UHME-PE egy félkristályos polimer, szinterezni kell préseléssel vagy extrudálással.A megmunkálás előtti izzítás segít eltávolítani a szinterezés által okozott feldolgozási feszültséget.A kész megmunkált részek izzíthatók is, de ezeket az alkatrészeket a hűtési folyamat során rögzíteni kell, hogy az izzítás során zsugorodjanak.A nagyoló megmunkálást a feszültségmentesítés előtt kell elvégezni, hogy a méretváltozásokat a végső megmunkálás során alkalmazkodni lehessen.

Szabványos lapokban, rudakban és csövekben kapható méretstabil alkatrészek előállításához, az UHMW-PE fűrészelhető, marható, esztergálható, gyalulható, fúrható vagy lyukasztott.A vágószerszámoknak nagy dőlésszöggel és elegendő távolsággal kell rendelkezniük az eltömődés elkerülése érdekében.Az előtolási sebességnek magasnak kell lennie, hogy a vágószerszámnak minimális ideje legyen az anyag súrlódás miatti felmelegítésére.Ügyeljen arra, hogy a szerszámok élesek maradjanak, mert az UHMW-PE gyorsan eltompíthatja a szerszám vágóéleit, ami az alkatrészek torzulását okozhatja.Kiváló minőségű felületi minőség érhető el megfelelő vágószerszámok használatával, bár a rossz felületek reszeléssel vagy csiszolással történő javítására tett kísérletek általában a megjelenés romlását eredményezik.

A legtöbb megmunkálási folyamat tűrése +/-.005 és +/-.010 között van.A fűrészvágó szalagok hosszára azonban jellemzően +/-,030, mivel a lineáris hőtágulás és -összehúzódás meglehetősen magas aránya az UHMW-PE miatt a darab hosszát sebezhetővé teszi a környezeti változásokkal szemben.

Megmunkálási folyamatok

Fűrészelés: Körfűrészelésnél a keményfém hegyű pengék adják a legjobb eredményt.Egy 12-14” átmérőjű pengének körülbelül 24 foga kell legyen.Az adagolási sebesség 10 és 40 láb/perc között lehet.Szalagfűrészeléshez hüvelykenként három fogú penge, gereblyekészlet és pozitív gereblye angyal javasolt.Az adagolási sebesség 10 és 40 láb/perc között van.

Esztergálás: Használjon 10” elülső és oldalsó hézaggal és 15-30” gereblyével rendelkező gyorsacél szerszámszárakat.Alacsonyabb, 600 és 1000 láb/perc közötti vágási sebességre van szükség.Gyakran azonban magasabb fordulatszámon kell futni, hogy a forgács ne kerüljön a gépbe.Vágófolyadékra nincs szükség, de a sűrített levegő befújása néha elősegíti a forgács eltávolítását.Ha közeli tűréseket vagy nagyon vékony falú alkatrészt próbál elérni az UHMW-PE-ben, a megmunkálás menetben történik.Az első lépésnél távolítsa el az anyag nagy részét, majd hagyja ülni és pihenni egy éjszakán át.

Marás: Az alumínium megmunkálására tervezett marók adják a legjobb eredményt.A javasolt vágási sebesség 600-1800 láb/perc, az előtolási sebesség körülbelül 0,01 hüvelyk/fordulat.A maró bitek jól használhatók hornyoláshoz és könnyű maráshoz.

Gyalulás: A gyalugépek könnyen csökkentik az UHMW-PE vastagságát és javítják a felületet.A merev, éles pengékkel ellátott gép nagyon hatékony leválasztást és jó felületminőséget biztosít.Az UHMW-PE megmunkálása során előforduló vetemedés lehetőségének minimalizálása érdekében a lap mindkét oldaláról a kívánt vastagság felét simítsa.

Fúrás: A hagyományos nagysebességű fúrók a legtöbb fúrási alkalmazáshoz megfelelőek.Az optimális teljesítmény érdekében használjon speciális alacsony csavarvonalú, polírozott hornyú fúrókat.Az UHMW-PE esetében nem javasolt a nagy lyukak fúrása előtt vezetőlyukak fúrása, mert tulajdonságai miatt a fúró megragadja és belehúzza magát az anyagba.

Köszörülés/Csiszolás: Az UHMW-PE kopásálló tulajdonságai miatt a köszörülés és csiszolás általában nem hatékony.Valójában a köszörülés az anyag megolvadását és elkenődését okozhatja, ami a köszörűkorong eltömődését eredményezheti.

Az adalékanyagokkal, például üveggel vagy fémoxiddal módosított UHMW-PE rövidebb szerszámélettartamot eredményez.Bár a keményfém szerszámok életet adnak a szerszámnak, nagyobb sebességet és előtolást igényel.Egyes anyagok, amelyek nagyon nagy százalékban tartalmaznak csiszoló adalékanyagokat, nem használhatók bármilyen módszerrel történő megmunkálásra.

Formázás és hegesztés

Az UHMW-PE a munka során melegen alakítható, így egyszerű hajlításokat és szögeket készíthet, amelyek megkönnyítik a telepítést.Függetlenül attól, hogy melyik módszert választja – fáklyát, elektromos fűtőtestet, sütőt vagy fürdőkádat – óvatosan kell eljárni, és mindent meg kell tenni, hogy ne melegítse túl az anyagot.Az UHMW-PE, mint minden műanyag, nem megfelelő körülmények között ég.Ezenkívül a teljes hűtési ciklus valamivel hosszabb lesz, mint a fűtési ciklus az UHMW-PE magas hővisszatartási jellemzői miatt.A beton- vagy fémfelületeken nem szabad lehűlni, mert a folyamat túl gyors lesz, és további feszültséget okozhat az anyagban.További javaslat, hogy az anyagot egy olyan anyagból készült szigetelő takaróval vonják be, mint például az üvegszál.

A hidegalakítású UHMW-PE-t gyakran használják, ha íveket és szögeket kell illeszteni.Függetlenül attól, hogy fékprést, hengerlést, kézi formázást vagy csavarokat használnak a darab meghúzásához és formázásához, a szöget és az íveket 75-100 százalékkal túl kell hajlítani, hogy kompenzálják az UHMW-PE rugós hatását.A feszültségrepedések lehetősége csökkenthető 3/8”-os vagy vékonyabb lemezek használatával hidegalakításkor.

Centrifugálás vagy dörzshegesztés érhető el szabványos gépi esztergagéppel, amely 550-560 ford/perc sebességgel képes leállítani a forgást a fékezés pillanatában, valamint egy ¼”-os acélból készült fém támlappal, amelynek átmérője valamivel kisebb, mint a karima. OD.Az ilyen hegesztési varratnak 48 óra teljes kristályosodásra van szüksége, mielőtt a cső üzembe helyezhető.

A sík lapok hosszú darabokká vagy tekercsekké történő összeillesztéséhez a tompa vagy a fűtőlapos forgácsolás tapadásmentes anyaggal bevont fém fűtőszerszámot igényel, amely képes elérni a szükséges hőmérsékletet ahhoz, hogy a polimer olvadt állapotba kerüljön.Ez az eljárás speciális húzóberendezést igényel, hogy egyenletes hegesztési varratokat érjünk el, amelyek szilárdsága az eredeti anyagszilárdság 85 és 100 százaléka között van.

Ragasztók

Az UHMW-PE alacsony súrlódási együtthatója, nem porózus felülete megnehezíti, hogy bármilyen ragasztó behatoljon a polimerbe és kötést képezzen.Az UHMW-PE különböző aljzatokhoz való ragasztására javasolt eljárásokkal kapcsolatban forduljon ragasztószállítójához, bár a legtöbb alkalmazáshoz mechanikus rögzítőelemek használata javasolt.