ただし、POM は不安定で、高温または酸性条件にさらされると劣化する可能性があります。その分子構造には大量の酸素が含まれているため、難燃性を高めることが困難になります。この材料は、約 -40 °C ～ 120 °C の連続動作温度範囲も備えています。
POM プラスチックには、ホモポリマー (POM-H) とコポリマー (POM-C) の 2 つの主な形態が存在します。 POM-H はその卓越した硬度と剛性で知られていますが、その融点 (172 ～ 184°C) は POM-C (160 ～ 175°C) よりも約 10°C 高いです。 POM プラスチックの密度範囲は 1.410 ～ 1.420 g/cm3、結晶化度は 75 ～ 85% です。標準バージョンよりも高い融点を特徴とする改良型 POM バリアントも利用可能です。
POM CNC加工のメリットとデメリット
このセクションでは、CNC 加工用の POM/デルリン/アセタール プラスチックの特性について、長所と短所を含めて説明します。
CNC POM加工のメリット
POM/デルリンは高性能結晶性プラスチックであり、特定の用途では金属の代替品として利用できます。 POM の主な利点は次のとおりです。
1. 断熱および電気絶縁
POM は優れた断熱特性と堅牢な機械的特性を示し、電子部品に非常に適しています。かなりの電気的ストレスに耐える能力があるため、理想的な高電圧絶縁体となります。吸湿性が低いため、電子アセンブリの湿気保護を維持するための適性がさらに高まります。
2. 機械的強度
POM は、7000 ～ 9000 psi の引張強度範囲を示し、並外れた硬度と靭性を備えています。さらに、金属と比較して密度が低いため、高圧条件下での弾性が必要な軽量コンポーネントの製造に適した代替品となります。
3. 耐疲労性
POMは-40℃～80℃の温度範囲において、優れた耐久性と高い耐疲労性を発揮します。疲労耐性。さらに、その耐疲労性は、水、化学薬品、溶剤にさらされてもほとんど影響を受けません。これらの優れた特性により、POM は繰り返しの衝撃や応力にさらされるコンポーネントの設計に最適な材料となります。
4. 耐衝撃性
POMは、突然の衝撃にも変形せずに耐えられる優れた靭性を持っています。さらに、特殊な処理を施すことで耐衝撃性をさらに高めることができます。
5. 寸法安定性
寸法安定性は、温度や圧力などの加工条件下で材料が元の形状を維持する能力を評価するパラメータです。 POM は加工時の変形が少ないため、精密な公差を実現するのに優れた材料です。
6. 摩擦係数
機械システムでは、可動コンポーネント間の摩擦を最小限に抑えるために潤滑が必要です。ただし、POM コンポーネントは、その固有の滑らかさにより、無潤滑でもスムーズに動作します。この特性は、食品加工機械など、外部潤滑によって製品汚染が生じる可能性があるシステムを設計する場合に非常に有利であることがわかります。
7. 耐久性
POM プラスチックは、その卓越した引張強度と耐久性により、高応力用途に適しています。その強度と弾力性により、アルミニウムや鋼合金の代替品として頻繁に使用されます。
8. 吸湿性
POM は吸湿を最小限に抑え、最も湿気の多い条件や用途 (水没など) の下でも構造の完全性を維持します。
9. 耐クリープ性
POM はその優れた靭性により、大きな圧力に耐えても変形しません。そのため、高い耐久性と耐クリープ性が必要なコンポーネントを設計する際に、あらゆる業界で選ばれる材料となっています。
CNC POM加工のデメリット
CNC 機械加工コンポーネントを製造するための他のほとんどのプラスチックと比較して優れた機械加工性を備えていますが、CNC POM 機械加工には次のような欠点もあります。
1. 低密着性
POM は耐薬品性があるため、接着剤は POM とうまく接着せず、接着が困難になります。
2. 可燃性
POM には自己消火性がないため、酸素がなくなるまで燃え続けます。
3. 熱に対する敏感さ
高温で POM を CNC 加工すると、変形する危険性があります。
POM の CNC 加工における課題と技術
CNC 加工中に遭遇する主な問題は、材料の変形と亀裂です。これらの問題により、2 種類の破壊が発生します。1 つは機械加工プロセス中の直接的な亀裂、もう 1 つは内部応力によって引き起こされる隠れた亀裂です。後者は徐々に進行し、重大な損傷を与え、合併症を引き起こす可能性があります。
前述の問題に対処する前に、材料の選択とプロトタイピングについて話し合うことが不可欠です。高品質の素材を採用することで、目立った変形を防ぎます。したがって、CNC 加工には改質 POM 材料を優先することが重要です。 POM 材料の品質にはばらつきがあり、不純物、孔食、亀裂のような構造によりバッチ間で変形レベルが不安定になることがよくあります。
POM材質の種類に関わらず、CNC加工前には必ず試運転を行ってください。同じ材料の異なるバッチを使用する場合にも試運転が必要です。
工作機械
POM は硬度が低く、切削抵抗が最小限であるため、切削熱を最小限に抑える鋭い刃先を備えている限り、標準的な高速度鋼や超硬工具での加工が可能です。 PCD 旋削工具は、CNC 旋削作業の代替としても機能します。
POM加工
選択した POM 材料の品質が劣っていたり、寸法公差が厳しい場合には、内部応力を軽減するために粗加工の後にアニーリングを行うことをお勧めします。この方法は、仕上げ作業中の変形を効果的に最小限に抑えます。
POM 材料の種類やメーカーによってばらつきがあるため、次のプロセス パラメーターは参考のためにのみ提供されています。
粗加工の後、POM は高温の油でのオイルバスアニーリングまたはオーブンでのエアバスアニーリングを受けます。アニーリング温度の調整は非常に重要です。製品の熱たわみ温度より約 10 ～ 20 °C (140 ～ 150 °C) 低い必要があります。オイルバスアニーリングの場合、肉厚が 5mm 増加するごとにアニーリング時間は 40 ～ 60 分増加します。エアバスアニーリングの場合、肉厚が 5mm 増加するごとに時間は 20 ～ 30 分増加します。アニーリング後、POM が室温まで自然に冷却されるまで待ちます。
「接地法」と呼ばれる代替のアニーリング技術には、CNC 部品を 100°C でアニーリングすることが含まれます。粗加工後、周囲温度が 80°C 未満のときにコンポーネントを沸騰水に 5 ～ 6 時間浸し、その後室温 (理想的には一定温度) まで自然冷却します。あるいは、アニーリングに十分な時間を割り当てれば、自然時効法を使用することもできます。
CNC 加工における POM の変形に対するソリューション
変形の一貫性を高め、より狭い範囲内で公差を維持するには、CNC 加工中にワークピースのブランクの寸法が標準化され、均一であることを確認します。
1. クランプ方法を変更する
POM 材料はクランプ圧力を受けると変形しますが、解放すると元の状態に戻ります。接触表面積を増やすには、バイスパッドや接着剤を使用してワークピースを固定するなど、クランプ方法を変更することで実現できます。大きなプレートの場合は、真空カップで所定の位置に固定する前に、プレートが平らであることを確認してください。まず片面を接着剤で固定し、次に掃除して真空カップを使用して滑らかな表面を固定し、荒加工を行うことをお勧めします。一部の業界では、固定のために冷却吸盤も使用されています。
2. 切削熱の最小化
POM は熱に敏感であり、冷却が不十分な場合は加工中に容易に変形します。切断時の発熱を最小限に抑えるために鋭利な工具を使用してください。さらに、切削深さを減らし、複数のパスを採用し、クーラントの使用量を増やすことで、過熱をさらに防ぎ、切削中に発生する熱を迅速に放散します。
3. 複数のパスを実行する
POMは優れた弾性を示します。工具が接触すると、材料が内側に変形し、工具が引き抜かれるときに切断およびプレスされた部分に歪みが生じる可能性があります。したがって、実際の切断結果に基づいてマルチパス補正を調整することが重要です。切削タスクを複数のパスに分割し、パスごとの切削深さを減らすことで、加工中に材料の弾性によって生じる寸法歪みを最小限に抑えます。
4. 内部応力に対抗する
エンジニアリングプラスチックは金属よりも大きな熱膨張係数を持っています。取り代を大きく取って加工すると、応力緩和による変形が発生する場合があります。これを防ぐには、前述したように、材料を正しく選択し、取り扱うことが最も重要です。大幅な材料除去が必要な場合は、厚い素材を使用し、許容値を制御し、対称的な加工方法を採用することをお勧めします。さらに、機械加工中に誘発される応力や変形を軽減するために、部品設計自体の合理性を検証することが重要です。
完成した部品の搬送および保管中は、歪みを防ぐための温度管理を優先してください。可能な場合は、周囲温度を一定に維持することをお勧めします。さらに、傷や損傷を防ぐためにコンポーネントの表面を適切に保護してください。
CNC加工でクラックが発生するのはなぜですか?
前述の変形の程度はクラック発生の大きな要因ですが、それだけが原因ではありません。以下の要因も、動作中に POM 材料に亀裂を引き起こす可能性があります。
1. CNC 加工中に材料が大幅に除去されると、POM プラスチックに亀裂が生じる可能性があります。
2. 特大のドリルビットで直接穴あけすると、過剰な切削力が発生し、POM 材料が圧縮されて破損する可能性があります。
3. CNC 加工での深穴穴あけ中の切りくず排出が不十分な場合、特に破片を除去するためにドリルビットを繰り返し後退させない場合、圧縮亀裂が発生する可能性があります。
4. 亀裂は、穴あけ中の冷却が不十分なために発生し、切断温度と切断力が上昇する可能性があります。
5. 高い送り速度は POM 材料内に内部応力を誘発し、破壊につながります。
6. 摩耗したドリルビットを速やかに交換しないと、ドリルビットが硬化し、POM の穴あけ時に亀裂が発生します。
POM 加工プロセスに関する考慮事項
CNC フライス加工とねじ切り加工
ツールの違い以外にも、CNC フライス加工とねじ切りに関する考慮事項は一般に似ています。これらのプロセスでの問題を防ぐには、クランプ中の変形を回避し、鋭利な工具を使用し、送り速度を低く設定し、適切な冷却を確保することが重要です。
CNC旋削加工
CNC 加工中の溶解や摩耗を防ぐためには、冷却が不可欠です。クーラントを使用する前に、固体潤滑または圧縮空冷を推奨方法として推奨します。さらに、高い回転速度、過剰な送り速度と噛み合いは避けてください。すくい角と逃げ角がわずかに大きい工具でも、切れ刃が鋭利なままであれば許容されます。ハイス鋼旋削工具
一般的に採用されており、フロントアングルは約25°～40°、リアアングルは約10°～20°です。チャックのクランプ力を最小限に抑えることをお勧めします。
掘削
大径ドリルビットを直接使い始めることは避けてください。代わりに、小さな穴から始めて、低速でリーミングしてください。ドリルビットは鋭利な状態に維持する必要があります。その後の穴あけパラメータでは、以下を考慮する必要があります。 すくい角: 60°～90°。ねじれ角: 10°～20°。正面角度: 0°;後角：10°～15°。さらに、送り方向の力を制限し、適時に後退 (深さ 5 ～ 6 mm) を実行して、ドリル内の冷却と切りくずの排出を促進します。貫通穴をドリル加工する場合は、ドリルによる軸方向の材料の変位を防ぐために、送り速度を下げてください。
結論
要約すると、POM またはデルリンは、機械部品や工業製品の製造における CNC 加工に最適なプラスチック材料です。 POM は容易に機械加工できますが、加工中に変形しやすいです。ただし、このような変形とそれに関連する問題は、適切な冷却、工具の摩耗の最小化、工具の鋭さの確保など、推奨される加工方法を適用することで最小限に抑えることができます。
今連絡する