Jak wyciąć ognioodporny PEEK bez zatykania filtrów za pomocą CNC

PFT, Shenzhen

Abstrakt

Cięcie ognioodpornego polietereterketonu (PEEK) przy użyciu obróbki CNC często prowadzi do zatkania filtra z powodu gromadzenia się drobnych cząstek.Strategia obróbki została opracowana w celu złagodzenia tego problemu poprzez optymalizację parametrów cięciaBadania kontrolowane porównywały tradycyjne suche frezowanie z chłodnikiem pod wysokim ciśnieniem i ekstrakcją wspomaganą próżnią.Wyniki wskazują, że płyn chłodzący pod wysokim ciśnieniem w połączeniu z czteropłutowym młynem końcowym znacznie zmniejsza przyczepność cząstek na powierzchniach filtrówDane potwierdzają, że zatykanie filtrów zmniejsza się o 63% przy zachowaniu integralności powierzchni i tolerancji wymiarowej.Takie podejście oferuje rozwiązanie, które można powtórzyć do obróbki CNC ognioodpornych PEEK w produkcji przemysłowej.

1 Wprowadzenie

Odporny na ogień PEEK jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, urządzeniach medycznych i sprzęcie półprzewodnikowym ze względu na jego doskonałą stabilność mechaniczną i odporność na płomień.Jego obróbka stanowi ciągłe wyzwanie: filtry w systemach chłodzących lub próżniowych szybko zatykają się z powodu wytwarzania mikroszczątków, co zwiększa czas przestojów, koszty utrzymania i ryzyko przegrzania.W poprzednich badaniach odnotowano ogólne trudności w obróbce PEEKPrace obecne koncentrują się na metodach odtwarzalnych w celu zminimalizowania zatkania przy zachowaniu wydajności obróbki.

2 Metoda badań

2.1 Projekt eksperymentalny

Przeprowadzono badanie porównawcze z wykorzystaniem trzech układów obróbki:

• Przetwarzanie na suchoz standardowym młynem końcowym z węglem.

• Fresowanie płynu chłodzącegoz ciśnieniem 8 barów.

• Przetwarzanie płynu chłodzącego pod wysokim ciśnieniem(16 bar) z ekstrakcją pod próżnią.

2.2 Gromadzenie danych

Badania obróbki przeprowadzono na 3-osiowym centrum frezowania CNC (DMG Mori CMX 1100 V).Odporne na ogień płyty PEEK (30 × 20 × 10 mm) były cięte przy użyciu prędkości podawania od 200 do 600 mm/min i prędkości wrotnika od 4W celu monitorowania zatkania filtra pomiarano opór przepływu płynu chłodzącego i nagromadzenie się cząstek co 10 minut.

2.3 Narzędzia i parametry

Badania przeprowadzono na narzędziach węglowolnych o geometrii dwu- i czteropłutowej, odnotowano zużycie narzędzi, rozkład wielkości szczypów i chropowitość powierzchni (Ra).Eksperymenty powtórzono trzykrotnie w celu zapewnienia odtwarzalności..

3 Wyniki i analiza

3.1 Wydajność zatkania filtrów

Jak pokazano wTabela 1W wyniku suchego frezowania filtry szybko zatykały się i po 40 minutach musiały być czyszczone.Wykorzystanie płynu chłodzącego pod wysokim ciśnieniem z ekstrakcją podpieraną próżnią przedłużone czas trwania filtra do ponad 120 minut przed koniecznością czyszczenia.

Tabela 1 Czas zatkania filtra w różnych warunkach

3.2 Efekty geometrii narzędzia

Czteropłutowy młyn końcowy produkował cienkie szczątki, ale z mniejszą przyczepnością do filtrów w porównaniu z wersją dwupłutową.

3.3 Bezwzględność powierzchni

W przypadku wszystkich metod szorstkość powierzchni pozostała w zakresie Ra 0,9 ≈ 1,2 μm, bez znaczącego pogorszenia obserwowanego w warunkach chłodzenia pod wysokim ciśnieniem.

4 Rozmowa

Zmniejszenie zatkania filtra przypisuje się dwóm mechanizmom: 1) płyn chłodzący pod wysokim ciśnieniem rozprasza cząstki przed ich rozdrobnieniem na mikroszcząstki,i (2) ekstrakcja próżniowa minimalizuje recyrkulację pyłu w powietrzuGeometria narzędzia również odgrywa rolę, ponieważ konstrukcje wieloflutowe generują krótsze, łatwiejsze w obsłudze układy.Ograniczenia niniejszego badania obejmują stosowanie jednej klasy PEEK i obróbkę wyłącznie w warunkach frezowaniaDodatkowe badania powinny obejmować obróbkę obrotową i wiercenie, a także alternatywne powłoki narzędziowe.

5 Wniosek

Optymalizowane strategie obróbki mogą znacząco zmniejszyć zatykanie filtrów podczas cięcia CNC ognioodpornego PEEK.W połączeniu z ekstrakcją próżniową i geometrią narzędzi czteropłytkowych płyn chłodniczy pod wysokim ciśnieniem zapewnia 63% zmniejszenie częstotliwości zatkania przy zachowaniu jakości powierzchniWyniki te wspierają szersze zastosowanie przemysłowe w przemyśle lotniczym i produkcji urządzeń medycznych, gdzie czyste środowiska obróbki są kluczowe.W przyszłych pracach należy ocenić skalowalność tych metod w produkcji wielozmianowej.