O polietileno de ultra-alto peso molecular (UHMWPE, UHMW) é um subconjunto do polietileno termoplástico.Também conhecido como polietileno de alto módulo, (HMPE),…
O polietileno de ultra alto peso molecular (UHMW-PE) é um termoplástico de engenharia com peso molecular superior a 3,1 AMUs (unidades de massa atômica).O alto peso molecular melhora uma série de propriedades físicas importantes, entre as quais a excelente resistência à abrasão, alta resistência ao impacto e baixo coeficiente de atrito.Além disso, o polímero possui boa resistência química, excelentes características de amortecimento de som, propriedades dielétricas e de isolamento elétrico superiores e não absorve umidade.
Essas propriedades, combinadas com a facilidade de usinagem, fazem do UHMW-PE um material econômico que atende aos requisitos da FDA e do USDA para contato direto com alimentos e é amplamente utilizado nas indústrias de alimentos, bebidas, médica e farmacêutica.A qualidade não porosa do UHMW-PE inibe o crescimento de fungos ou bactérias.O UHMW-PE também é amplamente utilizado nas indústrias têxtil, de processamento químico, de celulose e papel, de mineração, marítima, siderúrgica, de tratamento de água e esgoto, de manuseio de materiais a granel e agrícola.
As propriedades do UHMW-PE podem ser aprimoradas através do uso de aditivos como corantes, estabilizadores de UV e de calor, agentes antiestáticos, cargas resistentes ao desgaste e lubrificantes redutores de fricção.Metais ou minérios podem ser usados para aumentar o peso e tornar o polímero detectável magneticamente, enquanto outras cargas aumentam a temperatura ambiente de operação.
Como o UHME-PE é um polímero semicristalino, ele deve ser sinterizado por moldagem por compressão ou extrusão de carneiro.O recozimento, antes da usinagem, ajuda a remover as tensões de processamento causadas pela sinterização.As peças usinadas acabadas também podem ser recozidas, mas essas peças devem ser fixadas durante o processo de resfriamento para permitir o encolhimento durante o recozimento.A usinagem de desbaste deve ser feita antes do alívio de tensão para que as alterações dimensionais possam ser acomodadas durante a usinagem final.
Disponível em folhas, varetas e tubos padrão para a produção de peças dimensionalmente estáveis, o UHMW-PE pode ser serrado, fresado, torneado, aplainado, perfurado ou puncionado.As ferramentas de corte devem ter ângulos de inclinação elevados e espaço livre suficiente para evitar entupimentos.As taxas de avanço devem ser altas para que seja permitido um tempo mínimo para que a ferramenta de corte aqueça o material por fricção.Deve-se tomar cuidado para manter as ferramentas afiadas porque o UHMW-PE pode cegar rapidamente as arestas de corte da ferramenta, causando distorção da peça.Acabamentos superficiais de alta qualidade podem ser obtidos usando ferramentas de corte adequadas, embora tentativas de melhorar acabamentos ruins por lima ou lixamento geralmente resultem na piora da aparência.
A maioria dos processos de usinagem mantém tolerâncias entre +/- 0,005 e +/- 0,010.O comprimento das tiras de corte com serra, no entanto, seria mais tipicamente de +/- 0,030, uma vez que a taxa bastante alta de expansão e contração térmica linear do UHMW-PE torna o comprimento de uma peça vulnerável a mudanças ambientais.
Processos de Usinagem
Serrar: Para serragem circular, as lâminas com ponta de metal duro proporcionam os melhores resultados.Uma lâmina de 12-14” de diâmetro deve ter aproximadamente 24 dentes.As velocidades de alimentação podem variar de 10 a 40 pés por minuto.Para serrar uma lâmina com três dentes por polegada, recomenda-se o conjunto de ancinho e o anjo de ancinho positivo.As velocidades de alimentação variam de 10 a 40 pés por minuto.
Torneamento: Use brocas de aço rápido com folga frontal e lateral de 10” e inclinação de 15-30”.São necessárias velocidades de corte mais baixas, entre 600 e 1.000 pés por minuto.No entanto, muitas vezes é necessário operar a uma rotação mais alta para manter os cavacos afastados da máquina.Fluidos de corte não devem ser necessários, mas um jato de ar comprimido às vezes ajuda na remoção de cavacos.Ao tentar obter tolerâncias estreitas ou uma peça com paredes muito finas em UHMW-PE, usine em passes.Remova a maior parte do material na primeira passagem e deixe a peça descansar durante a noite.
Fresamento: Fresas projetadas para usinagem de alumínio proporcionam os melhores resultados.São sugeridas velocidades de corte de 600 a 1.800 pés por minuto, com uma taxa de avanço de aproximadamente 0,01 polegada por revolução.As brocas de roteador funcionam bem para ranhuras e fresamento leve.
Aplainamento: As plainas de madeira reduzem prontamente a espessura e realçam a superfície do UHMW-PE.Uma máquina rígida com lâminas afiadas proporcionará uma remoção de material muito eficiente e um bom acabamento superficial.Para minimizar o potencial de empenamento ao usinar UHMW-PE, aplaine metade da espessura desejada de cada lado da chapa.
Perfuração: As brocas convencionais de alta velocidade são adequadas para a maioria das aplicações de perfuração.Para um desempenho ideal, use brocas especiais de hélice baixa com canais polidos.Fazer furos piloto antes de fazer um furo grande não é recomendado para UHMW-PE, porque suas propriedades fazem com que a broca se agarre e puxe o material.
Esmerilhamento/lixamento: Devido às propriedades de resistência à abrasão do UHMW-PE, o esmerilhamento e o lixamento geralmente são ineficazes.Na verdade, a retificação pode fazer com que o material derreta e manche, resultando em um rebolo entupido.
O UHMW-PE modificado com aditivos como vidro ou óxidos metálicos resultará em menor vida útil da ferramenta.Embora as ferramentas de metal duro aumentem a vida útil da ferramenta, elas requerem velocidades e avanços mais altos.Alguns materiais com uma percentagem muito elevada de aditivos abrasivos são impraticáveis para maquinação por qualquer método.
Conformação e Soldagem
O UHMW-PE pode ser formado a quente no trabalho para fazer dobras e ângulos simples que facilitam a instalação.Não importa o método escolhido – maçarico, aquecedor elétrico, forno ou banho – deve-se ter cuidado e fazer todos os esforços para não superaquecer o material.O UHMW-PE, como qualquer plástico, queima em condições inadequadas.Além disso, o ciclo completo de resfriamento será um pouco mais longo que o ciclo de aquecimento devido às características de alta retenção de calor do UHMW-PE.O resfriamento não deve ocorrer em superfícies de concreto ou metal porque o processo será muito rápido e poderá introduzir tensão adicional no material.Uma recomendação adicional é cobrir o material com uma manta isolante feita de um material como fibra de vidro.
A conformação a frio de UHMW-PE é frequentemente usada quando há necessidade de ajustar curvas e ângulos.Seja usando uma prensa de freio, laminando, moldando manualmente ou usando parafusos para desenhar e moldar a peça no lugar, o ângulo e as curvas devem ser dobrados em até 75 a 100 por cento para compensar o efeito de retorno elástico do UHMW-PE.O potencial para trincas por tensão pode ser reduzido usando folhas de 3/8” ou mais finas durante a conformação a frio.
A soldagem por rotação ou fricção pode ser obtida usando um torno de máquina padrão capaz de 550 a 560 rpm com a capacidade de parar de girar no instante em que o freio é aplicado, e uma placa metálica de apoio de aço de ¼”, com um diâmetro ligeiramente menor que o do flange DO.Este tipo de solda precisa de 48 horas para cristalizar totalmente antes que o tubo possa ser colocado em serviço.
Butt, ou placa quente para unir folhas planas em pedaços longos ou bobinas, requer o uso de uma ferramenta de aquecimento de metal, revestida com um agente antiaderente, capaz de atingir a temperatura necessária para levar o polímero ao estado fundido.Este processo requer o uso de equipamento especial de soldagem para obter soldas uniformes com uma resistência entre 85 e 100 por cento da resistência original do material.
Adesivos
O baixo coeficiente de atrito e a superfície não porosa do UHMW-PE dificultam a penetração de qualquer adesivo no polímero e a formação de uma ligação.Consulte seu fornecedor de adesivo para saber os procedimentos recomendados para unir UHMW-PE a vários substratos, embora fixadores mecânicos sejam recomendados para a maioria das aplicações.
Horário da postagem: 24 de janeiro de 2018