1. ไนลอนคืออะไรและทำไมมันถึงเหมาะสำหรับเครื่องจักรกลซีเอ็นซี?
ไนลอน (ชื่อเคมี: โพลีอะไมด์) เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง - ที่ผลิตผ่านการควบแน่นพอลิเมอไรเซชันของ diamines และกรด dicarboxylic หรือวงแหวน - การเปิดโพลีเมอร์ของแลคตัม เนื่องจาก Dupont เปิดตัวไนลอน 6 ครั้งแรกในช่วงทศวรรษที่ 1930 มันได้กลายเป็นหนึ่งในพลาสติกวิศวกรรมที่ใช้กันมากที่สุดในการตัดเฉือนซีเอ็นซีเนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลที่ยอดเยี่ยมความต้านทานการสึกหรอและคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบา
2. ลักษณะหลักของไนลอนที่สามารถทำได้และข้อดีในการตัดเฉือนซีเอ็นซี
คุณสมบัติเชิงกล
แรงดึง: PA66 สามารถเข้าถึง 80–100 MPa เทียบได้กับโลหะผสมอลูมิเนียมและเกิน ABS (40–50 MPa);
ความต้านทานการสึกหรอ: คุณสมบัติการหล่อลื่นของตัวเอง - นั้นเหนือกว่า POM ทำให้เหมาะสำหรับเกียร์การผลิตบูชและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เคลื่อนไหว
ความต้านทานอุณหภูมิ: แก้ว - ไฟเบอร์ - ไนลอนเสริมสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงกว่า 150 องศา, มีประสิทธิภาพสูงกว่ารุ่นที่ไม่ได้รับการเสริม (PA6 มีจุดหลอมเหลวประมาณ 220 องศา)
CNC Machining Adappative: ทำไมต้องเลือก Nylon สำหรับ CNC?
น้ำหนักเบา: ความหนาแน่นเพียง 1.1–1.5 g/cm³มากกว่า 50% ที่เบากว่าโลหะเหมาะสำหรับส่วนประกอบน้ำหนักเบาของการบินและอวกาศ
ค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพ: ราคาวัตถุดิบต่ำกว่าพลาสติกพิเศษเช่น PTFE และ PEEK โดยมีประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูงขึ้น
ความเสถียรของมิติ: การเปลี่ยนรูปการดูดซับความชื้นสามารถลดลงได้ผ่านการบำบัดการอบแห้ง (เช่นการอบที่ 80 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมง) ตรงตามข้อกำหนดสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ
3. กระบวนการสำคัญและพารามิเตอร์สำหรับการตัดเฉือนซีเอ็นซีของไนลอน
การประมวลผลความท้าทายและการแก้ปัญหา
ความไวต่อความร้อน: แรงเสียดทานการตัดสามารถทำให้การอ่อนตัวลงในท้องถิ่น (ต้องใช้เครื่องมือคาร์ไบด์ + การระบายความร้อนด้วยหมอกด้วยความเร็วแกนหมุนที่ควบคุมระหว่าง 3000-6000 รอบต่อนาที);
การจัดการชิป: ชิปไนลอนมีแนวโน้มที่จะพันเครื่องมือต้องใช้เครื่องมือที่มีมุมหน้าขนาดใหญ่ (15 องศา –20 องศา) และอัตราการป้อนที่สูงขึ้น (0.002–0.006 นิ้ว/ฟัน)
CNC ไนลอนและตารางพารามิเตอร์การตัดเฉือนวัสดุอื่น ๆ
| วัสดุ | Spindle Speed (RPM) | อัตราฟีด (ใน/rev) | วัสดุเครื่องมือ | วิธีการระบายความร้อน |
|---|---|---|---|---|
| ไนลอน (PA66) | 3000-6000 | 0.005-0.01 | คาร์ไบด์ (ไม่เคลือบผิว) | น้ำมันอัดอากาศ / หมอกบีบอัด |
| อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 | 10000-15000 | 0.01-0.02 | เครื่องมือเซรามิก | อิมัลชัน |
| ปอม | 2000-4000 | 0.003-0.008 | สูง - สปีด | ตัดแห้ง |
| เอบีเอส | 4000-8000 | 0.002-0.005 | คาร์ไบด์เคลือบ | ระบายความร้อนด้วยอากาศ |
4. มัลติ - ตารางการเปรียบเทียบมิติของไนล่อนและพลาสติกวิศวกรรมที่คล้ายกัน
| มิติเปรียบเทียบ | ไนลอน (PA66) | POM (polyoxymethylene) | เอบีเอส(Acrylonitrile Butadiene Styrene) | PTFE (polytetrafluoroethylene) |
|---|---|---|---|---|
| คุณสมบัติเชิงกล | แรงดึงความแข็งแรง 80–100 MPa, โมดูลัสยืดหยุ่น 2.8 GPA, ตัวเอง - หล่อลื่น | ความต้านทานแรงดึง 70–75 MPa, โมดูลัสยืดหยุ่น 3.0 GPA, ความแข็งแกร่งสูง | ความต้านทานแรงดึง 40–50 MPa, โมดูลัสยืดหยุ่น 2.2 เกรด | ความต้านทานแรงดึง 20–30 MPa, โมดูลัสยืดหยุ่น 0.5 GPA, ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมาก (0.05–0.1) |
| ความต้านทานอุณหภูมิ | ยาว - เทอม: 100–120 องศา; +ไฟเบอร์แก้ว: 150 องศา + | ยาว - เทอม: 100–120 องศา; การสลายตัวที่ 300 องศา | ยาว - เทอม: 60–80 องศา; อุณหภูมิการเบี่ยงเบนความร้อน: 90–110 องศา | ยาว - คำว่า: - 200 องศาถึง 260 องศาไม่ละลาย |
| ความต้านทานสารเคมี | ทนต่อน้ำมันและตัวทำละลาย (เช่นน้ำมันเบนซิน, น้ำมันเครื่อง); ไม่ทนต่อกรดที่แข็งแรง | ทนต่อน้ำมันและตัวทำละลายส่วนใหญ่ ไม่ทนต่อกรดที่แข็งแรง/อัลคาลิส | ทนต่อน้ำและกรดอ่อน/อัลคาลิส; มีแนวโน้มที่จะแตกในตัวทำละลายคีโตน | ทนต่อกรดที่แข็งแรง/อัลคาลิสและสารเคมีเกือบทั้งหมด |
| ความสามารถกล | ความเร็วแกนหมุนขนาดกลาง (3,000–6,000 รอบต่อนาที); การระบายความร้อนที่จำเป็นเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป | Spindle ความเร็ว 2,000–4,000 รอบต่อนาที; ตัดแห้งได้ | Spindle ความเร็ว 4,000–8,000 รอบต่อนาที; มีแนวโน้มที่จะเกิดความเครียดภายใน | ความเร็วแกนหมุนต่ำ (1,000–2,000 รอบต่อนาที); การยึดเกาะของเครื่องมือน่าจะเป็น |
| วัสดุเครื่องมือ | คาร์ไบด์ (ไม่เคลือบผิว) ที่มีมุมคราดขนาดใหญ่ (15 องศา –20 องศา) | HSS หรือเครื่องมือเซรามิก | เครื่องมือคาร์ไบด์เคลือบ | เครื่องมือเพชรหรือเคลือบ จำเป็นต้องมีขอบคม |
| ค่าใช้จ่าย ($/kg) | $ 2–5 (เกรดมาตรฐาน), $ 5–10 (เสริมเส้นใยแก้ว) | $3–6 | $1–3 | $20–50 |
| แอปพลิเคชันทั่วไป | เกียร์ยานยนต์บูชอุตสาหกรรมชิ้นส่วนพิมพ์ 3 มิติที่ใช้งานได้ | เฟืองที่แม่นยำ, ตลับลูกปืน, ส่วนประกอบวาล์ว | ที่พักอิเล็กทรอนิกส์ของเล่นแผงเครื่องใช้ไฟฟ้า | ซีล, ไม่ใช่ - การเคลือบติด, การปลูกถ่ายทางการแพทย์, การปลูกถ่ายทางการแพทย์ |
| ข้อดีของการตัดเฉือน CNC | ความต้านทานความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอสำหรับส่วนที่สูง - โหลดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว | ความเสถียรในมิติที่ยอดเยี่ยมสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ | ง่ายต่อการใช้เครื่องจักรที่มีพื้นผิวสูง | เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและการกัดกร่อน - ซีลที่ต้านทานได้ |
| บันทึกการตัดเฉือน | วัสดุแห้งก่อนการตัดเฉือนเพื่อป้องกันการเปลี่ยนรูปแบบ hygroscopic; ควบคุมความร้อนตัด | หลีกเลี่ยงการตัดอุณหภูมิสูง- (ความเสี่ยงของการปลดปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์) | หลอมหลังจากการตัดเฉือนเพื่อบรรเทาความเครียดภายใน | ชิปยึดติดกับเครื่องมือได้อย่างง่ายดาย ใช้ความเร็วต่ำและการกวาดล้างชิปบ่อยครั้ง |
การเปรียบเทียบภายในของไนลอนชนิดต่าง ๆ (PA6, PA66, ไนลอน 6/12)
| พิมพ์ | PA6 | PA66 | ไนลอน 6/12 |
|---|---|---|---|
| ความแข็งแรงเชิงกล | ความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม แรงดึง 70–80 MPa | แรงดึง 80–100 MPa; ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น | แรงดึง 60–70 MPa; ความแกร่งที่โดดเด่น |
| ความต้านทานอุณหภูมิ | จุดหลอมเหลว 220 องศา; ยาว - คำ: 80–100 องศา | จุดหลอมเหลว 260 องศา; ยาว - เทอม: 100–120 องศา | จุดหลอมเหลว 210 องศา; ยาว - คำ: 80–100 องศา; การดูดความชื้นต่ำ |
| การดูดความชื้น | การดูดซับน้ำสูง (2.5%); ความมั่นคงในมิติที่ไม่ดี | การดูดซึมน้ำ 1.5%; ความเสถียรในระดับปานกลาง | การดูดซึมน้ำ 0.3–0.5%; ความมั่นคงในมิติที่ยอดเยี่ยม |
| ต้นทุนการประมวลผล | ต่ำสุด (ราคาถูกกว่า PA66 15–20%) | ปานกลาง | สูงกว่า (10–15% แพงกว่า PA66) |
| แอปพลิเคชัน CNC ทั่วไป | โพสต์สิ่งทอ - การประมวลผลชิ้นส่วนต่ำ - ค่าใช้จ่ายเกียร์ | ชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์ส่วนประกอบเครื่องยนต์ | ชิ้นส่วนสำหรับสภาพแวดล้อมที่เปียก (เช่นบูชทางทะเล) |
5. แนวโน้มในอนาคต
ด้วยการเพิ่มขึ้นของไนล่อนที่ใช้ Bio - (เช่นน้ำมันละหุ่ง - ตาม PA11) และไนลอนรีไซเคิล "การตัดเฉือนซีเอ็นซีที่ยั่งยืน" จะกลายเป็นพื้นที่โฟกัสใหม่ ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีการผลิตไฮบริด (เช่น CNC+FDM) กำลังผลักดันการพัฒนาชิ้นส่วนไนลอนไปสู่โครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นขยายการใช้งานของพวกเขาในภาคการผลิต - สูง