Полиэтилен сверхвысокомолекулярного веса (СВМПЭ, СВМПЭ) представляет собой разновидность термопластичного полиэтилена.Также известный как высокомодульный полиэтилен (HMPE),…
Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW-PE) представляет собой технический термопласт с молекулярной массой более 3,1 АМЕ (атомных единиц массы).Высокая молекулярная масса улучшает ряд важных физических свойств, не последними из которых являются выдающаяся стойкость к истиранию, высокая ударная вязкость и низкий коэффициент трения.Кроме того, полимер обладает хорошей химической стойкостью, отличными звукопоглощающими характеристиками, превосходными диэлектрическими и электроизоляционными свойствами и не впитывает влагу.
Эти свойства в сочетании с простотой обработки делают UHMW-PE экономически эффективным материалом, который соответствует требованиям FDA и USDA для прямого контакта с пищевыми продуктами. Он широко используется в пищевой промышленности, производстве напитков, медицинской и фармацевтической промышленности.Непористое качество UHMW-PE подавляет рост грибков и бактерий.СВМ-ПЭ также широко используется в текстильной, химической, целлюлозно-бумажной, горнодобывающей, морской, металлургической, водоочистной и канализационной отраслях, погрузочно-разгрузочных работах и сельском хозяйстве.
Свойства сверхвысокомолекулярного полиэтилена можно улучшить за счет использования таких добавок, как красители, УФ-стабилизаторы и термостабилизаторы, антистатики, износостойкие наполнители и смазки, снижающие трение.Металлы или руды могут использоваться для увеличения веса и обеспечения магнитной детектируемости полимера, в то время как другие наполнители повышают рабочую температуру окружающей среды.
Поскольку UHME-PE представляет собой полукристаллический полимер, его необходимо спекать либо методом компрессионного формования, либо методом штамповки.Отжиг перед механической обработкой помогает снять напряжение при обработке, вызванное спеканием.Готовые обработанные детали также можно отжигать, но такие детали необходимо закреплять в процессе охлаждения, чтобы обеспечить усадку во время отжига.Черновую обработку следует выполнять до снятия напряжений, чтобы можно было учесть изменения размеров во время окончательной обработки.
Доступный в виде стандартных листов, стержней и труб для изготовления деталей со стабильными размерами, UHMW-PE можно распиливать, фрезеровать, точить, строгать, сверлить или перфорировать.Режущие инструменты должны иметь большие передние углы и достаточный зазор с судном для предотвращения засорения.Скорость подачи должна быть высокой, чтобы режущему инструменту оставалось минимальное время для нагрева материала за счет трения.Следует позаботиться о том, чтобы инструменты оставались острыми, поскольку сверхвысокомолекулярный полиэтилен может быстро затупить режущие кромки инструмента, вызывая деформацию детали.Высококачественную отделку поверхности можно получить, используя соответствующие режущие инструменты, хотя попытки улучшить плохую отделку опиливанием или шлифовкой обычно приводят к ухудшению внешнего вида.
Большинство процессов обработки имеют допуски от +/- 0,005 до +/- 0,010.Однако распиловка полос по длине обычно составляет +/- 0,030, поскольку довольно высокая скорость линейного теплового расширения и сжатия UHMW-PE делает длину детали уязвимой к изменениям окружающей среды.
Процессы обработки
Пиление: при круглом пилении наилучшие результаты дают полотна с твердосплавными напайками.Лезвие диаметром 12–14 дюймов должно иметь примерно 24 зубца.Скорость подачи может варьироваться от 10 до 40 футов в минуту.Для ленточной пилы рекомендуется использовать полотно с тремя зубьями на дюйм, набор граблей и положительный передний угол.Скорость подачи варьируется от 10 до 40 футов в минуту.
Точение: используйте сверла из быстрорежущей стали с передним и боковым зазором 10 дюймов и передним углом 15–30 дюймов.Требуются более низкие скорости резания от 600 до 1000 футов в минуту.Однако часто необходимо работать на более высоких оборотах, чтобы стружка не попадала в машину.Смазочно-охлаждающая жидкость не требуется, но иногда струя сжатого воздуха помогает удалить стружку.При попытке добиться жестких допусков или очень тонкостенных деталей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена выполняйте обработку проходами.Удалите большую часть материала при первом проходе, затем оставьте деталь на ночь.
Фрезерование: фрезы, предназначенные для обработки алюминия, дают наилучшие результаты.Предполагаемая скорость резания составляет от 600 до 1800 футов в минуту со скоростью подачи примерно 0,01 дюйма за оборот.Фрезы хорошо подходят для прорезания пазов и легкого фрезерования.
Строгание: Рубанки по дереву легко уменьшают толщину и выравнивают поверхность UHMW-PE.Жесткая машина с острыми лезвиями обеспечит очень эффективное удаление материала и хорошее качество поверхности.Чтобы свести к минимуму вероятность деформации при обработке сверхвысокомолекулярного полиэтилена, обстрогайте половину желаемой толщины с каждой стороны листа.
Сверление. Для большинства операций сверления подходят обычные высокоскоростные дрели.Для достижения оптимальной производительности используйте специальные сверла с низкой спиралью и полированными канавками.Сверление пилотных отверстий перед сверлением большого отверстия не рекомендуется для сверхвысокомолекулярного полиэтилена, поскольку его свойства заставляют сверло захватывать материал и втягиваться в него.
Шлифование/шлифовка: Из-за устойчивости к истиранию сверхвысокомолекулярного полиэтилена шлифовка и шлифовка обычно неэффективны.Фактически, шлифование может привести к плавлению и размазыванию материала, что приведет к засорению шлифовального круга.
СВМ-ПЭ, модифицированный такими добавками, как стекло или оксиды металлов, приведет к сокращению срока службы инструмента.Хотя твердосплавные инструменты продлят срок службы инструмента, они требуют более высоких скоростей и подач.Некоторые материалы с очень высоким процентом абразивных добавок непригодны для механической обработки любым методом.
Формовка и сварка
СВМ-ПЭ можно подвергать горячей штамповке на рабочем месте, чтобы получить простые изгибы и углы, которые облегчают установку.Независимо от того, какой метод выбран – горелка, электронагреватель, духовка или баня – следует соблюдать осторожность и приложить все усилия, чтобы не перегреть материал.СВМПЭ, как и любой пластик, горит в неподходящих условиях.Кроме того, полный цикл охлаждения будет несколько длиннее цикла нагрева из-за высоких характеристик сохранения тепла СВМПЭ-ПЭ.Охлаждение не должно происходить на бетонных или металлических поверхностях, поскольку процесс будет слишком быстрым и может вызвать дополнительную нагрузку на материал.Дополнительная рекомендация — накрыть материал изоляционным слоем из такого материала, как стекловолокно.
Холодная формовка UHMW-PE часто используется, когда необходимо подогнать изгибы и углы.Независимо от того, используете ли вы тормозной пресс, прокатку, формовку вручную или использование болтов для вытягивания и формирования детали на месте, угол и кривые должны быть изогнуты на целых 75–100 процентов, чтобы компенсировать эффект пружинения UHMW-PE.Вероятность образования трещин под напряжением можно уменьшить, используя листы толщиной 3/8 дюйма или тоньше при холодной штамповке.
Сварку центрифугированием или сварку трением можно выполнить, используя стандартный токарный станок со скоростью вращения от 550 до 560 об/мин и возможностью остановки вращения в момент нажатия тормоза, а также металлическую опорную пластину из стали диаметром ¼ дюйма и диаметром немного меньше фланца. ОД.Для полной кристаллизации такого сварного шва требуется 48 часов, прежде чем трубу можно будет ввести в эксплуатацию.
Стыковая или горячая пластинчатая сварка для соединения плоских листов в длинные куски или рулоны требует использования металлического нагревательного инструмента, покрытого антипригарным веществом, способного достичь необходимой температуры для приведения полимера в расплавленное состояние.Этот процесс требует использования специального сварочного оборудования для получения однородных сварных швов с прочностью от 85 до 100 процентов от исходной прочности материала.
Клеи
Низкий коэффициент трения и непористая поверхность UHMW-PE затрудняют проникновение любого клея в полимер и образование связи.Проконсультируйтесь с поставщиком клея по поводу рекомендуемых процедур приклеивания UHMW-PE к различным основаниям, хотя в большинстве случаев рекомендуется использовать механические крепления.
Время публикации: 24 января 2018 г.