1. نایلون چیست و چرا برای آن ایده آل استماشینکاری CNC?
نایلون (نام شیمیایی: پلی آمید) ماده پلیمری عملکرد بالا - است که از طریق پلیمریزاسیون تراکم دیامین و اسیدهای دی کربوکسیلیک یا حلقه- افتتاح پلیمریزاسیون لاکتام ها تولید می شود. از آنجا که DuPont اولین نایلون 6 را در دهه 1930 معرفی کرد ، به دلیل قدرت مکانیکی عالی ، مقاومت در برابر سایش و خاصیت سبک وزن ، به یکی از رایج ترین پلاستیک های مهندسی در ماشینکاری CNC تبدیل شده است.
2. ویژگی های اصلی نایلون قابل ماشین و مزایای آن در ماشینکاری CNC
خصوصیات مکانیکی
استحکام کششی: PA66 می تواند به 80-100 مگاپاسکال برسد ، قابل مقایسه با آلیاژ آلومینیوم و فراتر از ABS (40-50 مگاپاسکال).
مقاومت در برابر سایش: خاصیت روغن کاری خود - نسبت به POM برتر است و آن را برای ساخت چرخ دنده ها ، بوش ها و سایر اجزای متحرک مناسب می کند.
مقاومت دما: شیشه - فیبر - nylon تقویت شده می تواند در برابر دمای بالاتر از 150 درجه مقاومت کند و از نسخه غیرقانونی بهتر عمل کند (PA6 دارای نقطه ذوب تقریباً 220 درجه است).
سازگاری ماشینکاری CNC: چرا نایلون را برای CNC انتخاب کنید؟
سبک وزن: چگالی تنها 1.1-1.5 گرم در سانتی متر مربع ، بیش از 50 ٪ سبک تر از فلز ، مناسب برای اجزای سبک وزن هوافضا.
هزینه - مؤثر: قیمت مواد اولیه از پلاستیک های تخصصی مانند PTFE و PEEK ، با راندمان پردازش بالاتر پایین تر است.
پایداری بعدی: تغییر شکل جذب رطوبت از طریق درمان خشک کردن (به عنوان مثال ، پخت در 80 درجه به مدت 4 ساعت) کاهش می یابد و الزامات مربوط به قطعات دقیق را برآورده می کند.
3. فرآیندهای کلیدی و پارامترهای ماشینکاری CNC نایلون
پردازش چالش ها و راه حل ها
حساسیت حرارتی: برش اصطکاک می تواند باعث نرم شدن موضعی شود (به ابزارهای کاربید + خنک کننده غبار نیاز دارد ، با سرعت دوک نخ ریسی بین 3000-6000 دور در دقیقه کنترل می شود).
دست زدن به تراشه: تراشه های نایلون تمایل به پیچاندن ابزارها دارند و به ابزارهایی با زوایای بزرگ جلوی (15 درجه -20 درجه) و نرخ خوراک بالاتر (0.002-0.006 اینچ در دندان) نیاز دارند.
جدول پارامتر ماشینکاری CNC و سایر مواد
| مادی | Spindle Speed (RPM) | نرخ خوراک (در/rev) | ماده ابزار | روش خنک کننده |
|---|---|---|---|---|
| نایلون (PA66) | 3000-6000 | 0.005-0.01 | کاربید (بدون پوشش) | روغن هوا / غبار فشرده |
| آلیاژ آلومینیوم 6061 | 10000-15000 | 0.01-0.02 | ابزار سرامیک | امولسیون |
| پوم | 2000-4000 | 0.003-0.008 | بالا - فولاد سرعت | برش خشک |
| غضب | 4000-8000 | 0.002-0.005 | کاربید روکش شده | خنک کننده هوا |
4. جدول مقایسه ابعادی Multi- plastics نایلون و پلاستیک های مهندسی مشابه
| ابعاد مقایسه | نایلون (PA66) | POM (پلیوکسی متیلن) | غضب(آکریلونیتریل بوتادین استایرن) | PTFE (Polytetrafluoroethylene) |
|---|---|---|---|---|
| خصوصیات مکانیکی | استحکام کششی 80-100 مگاپاسکال ، مدول الاستیک 2.8 gpa ، خود- روانکاری | مقاومت کششی 70-75 MPa ، مدول الاستیک 3.0 GPA ، استحکام بالا | مقاومت کششی 40-50 مگاپاسکال ، مدول الاستیک 2.2 GPA ، سختی خوب | مقاومت کششی 20-30 مگاپاسکال ، مدول الاستیک 0.5 GPa ، ضریب اصطکاک بسیار کم (0.05-0.1) |
| مقاومت دما | مدت طولانی {{0} term: 100-120 درجه ؛ +فیبر شیشه ای: 150 درجه + | مدت طولانی {{0} term: 100-120 درجه ؛ تجزیه در 300 درجه | مدت طولانی {{0} term: 60-80 درجه ؛ دمای انحراف گرما: درجه 90-110 | مدت طولانی - term: - 200 درجه تا 260 درجه ، غیر ذوب |
| مقاومت شیمیایی | مقاوم در برابر روغن و حلالها (به عنوان مثال ، بنزین ، روغن موتور). در برابر اسیدهای قوی مقاوم نیست | مقاوم در برابر روغن و بیشتر حلالها. در برابر اسیدهای قوی/قلیایی مقاوم نیست | مقاوم در برابر آب و اسیدهای ضعیف/قلیایی ؛ مستعد ترک خوردگی در حلال های کتون | مقاوم در برابر اسیدهای قوی/قلیایی و تقریباً همه مواد شیمیایی |
| قابلیت تغییر | سرعت دوک نخ ریسی متوسط (3000-6،000 دور در دقیقه) ؛ خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد لازم است | سرعت دوک نخ 2،000-4000 دور در دقیقه ؛ برش خشک ممکن است | سرعت دوک 4000-8000 دور در دقیقه ؛ مستعد استرس داخلی | سرعت دوک نخ ریسی کم (1000-2000 دور در دقیقه) ؛ چسبندگی ابزار به احتمال زیاد |
| ماده ابزار | کاربید (بدون پوشش) با زاویه بزرگ چنگال (15 درجه -20 درجه) | HSS یا ابزارهای سرامیکی | ابزارهای کاربید روکش شده | ابزارهای الماس یا روکش شده ؛ لبه های تیز مورد نیاز است |
| هزینه ($/kg) | 2-5 دلار (درجه استاندارد) ، 5-10 دلار (فیبر شیشه ای تقویت شده) | $3–6 | $1–3 | $20–50 |
| برنامه های معمولی | چرخ دنده های خودرو ، بوش های صنعتی ، قطعات چاپی کاربردی سه بعدی | چرخ دنده ها ، یاتاقان ها ، اجزای شیر | محفظه های الکترونیکی ، اسباب بازی ها ، پانل های لوازم خانگی | مهر و موم ها ، پوشش های چوب-} ، کاشت پزشکی |
| مزایای ماشینکاری CNC | مقاومت متعادل و مقاومت در برابر سایش برای قطعات متحرک بار- | ثبات ابعادی عالی برای قطعات دقیق | ماشین با سطح بالایی آسان است | مناسب برای محیط های شدید و خوردگی - مهر و موم های مقاوم |
| یادداشت های ماشینکاری | مواد خشک قبل از ماشینکاری برای جلوگیری از تغییر شکل هیگروسکوپی. کنترل گرما را کنترل کنید | از برش دما بالا - خودداری کنید (خطر انتشار فرمالدئید) | آنیال پس از ماشینکاری برای تسکین استرس داخلی | تراشه ها به راحتی به ابزارها پایبند هستند. از ترخیص کالا از گمرک سرعت کم و مکرر تراشه استفاده کنید |
مقایسه داخلی انواع مختلف نایلون (PA6 ، PA66 ، نایلون 6/12)
| نوع | pa6 | pa66 | نایلون 6/12 |
|---|---|---|---|
| قدرت مکانیکی | مقاومت در برابر ضربه عالی ؛ مقاومت کششی 70-80 MPa | مقاومت کششی 80-100 MPa ؛ استحکام بالاتر | مقاومت کششی 60-70 MPa ؛ سختی برجسته |
| مقاومت دما | نقطه ذوب 220 درجه ؛ مدت طولانی {{1} term: 80-100 درجه | نقطه ذوب 260 درجه ؛ مدت طولانی {{1} term: 100-120 درجه | نقطه ذوب 210 درجه ؛ مدت طولانی {{1} term: 80-100 درجه ؛ کمتری |
| سمیت سنج | جذب زیاد آب (2.5 ٪) ؛ ثبات بعدی ضعیف | جذب آب 1.5 ٪ ؛ ثبات ابعادی متوسط | جذب آب 0.3-0.5 ٪ ؛ ثبات ابعادی عالی |
| هزینه پردازش | کمترین (15-20 ٪ ارزان تر از PA66) | واسطه | بالاتر (10-15 ٪ گرانتر از PA66) |
| برنامه های معمولی CNC | پست نساجی - قطعات پردازش ، دنده های هزینه کم- | قطعات ساختاری خودرو ، اجزای موتور | قطعات برای محیط های مرطوب (به عنوان مثال ، بوش های دریایی) |
5. روندهای آینده در ماشینکاری نایلون CNC
با افزایش اتخاذ نایلون مبتنی بر Bio - (مانند روغن کرچک- مبتنی بر PA11) و نایلون بازیافت شده ، "ماشینکاری CNC پایدار" به عنوان یک منطقه تمرکز جدید ظاهر می شود. در همین حال ، فن آوری های تولید ترکیبی (مانند CNC+FDM) در حال توسعه قطعات نایلون به سمت ساختارهای پیچیده تر هستند و بیشتر برنامه های خود را در بخش های تولیدی بالا- گسترش می دهند.