Ultra-vysokomolekulárny polyetylén (UHMWPE, UHMW) je podskupinou termoplastického polyetylénu.Tiež známy ako vysokomodulový polyetylén (HMPE),…
Polyetylén s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou (UHMW-PE) je technický termoplast s molekulovou hmotnosťou vyššou ako 3,1 AMU (jednotky atómovej hmotnosti).Vysoká molekulová hmotnosť zvyšuje množstvo dôležitých fyzikálnych vlastností, medzi ktoré v neposlednom rade patrí vynikajúca odolnosť proti oderu, vysoká rázová húževnatosť a nízky koeficient trenia.Okrem toho má polymér dobrú chemickú odolnosť, vynikajúce vlastnosti tlmenia zvuku, vynikajúce dielektrické a elektrické izolačné vlastnosti a neabsorbuje vlhkosť.
Tieto vlastnosti v kombinácii s jednoduchosťou opracovania robia z UHMW-PE, nákladovo efektívny materiál, ktorý spĺňa požiadavky FDA a USDA na priamy kontakt s potravinami, a vo veľkej miere sa používa v potravinárskom, nápojovom, medicínskom a farmaceutickom priemysle.Neporézna kvalita UHMW-PE inhibuje rast plesní alebo baktérií.UHMW-PE sa tiež široko používa v textilnom priemysle, chemickom spracovaní, celulóze a papieri, baníctve, námorníctve, oceliarstve, úprave vody a odpadových vôd, manipulácii so sypkým materiálom a poľnohospodárstve.
Vlastnosti UHMW-PE možno zlepšiť použitím aditív, ako sú farbivá, UV a tepelné stabilizátory, antistatické činidlá, plnivá odolné voči opotrebovaniu a mazivá znižujúce trenie.Kovy alebo rudy sa môžu použiť na zvýšenie hmotnosti a magneticky detekovateľný polymér, zatiaľ čo iné plnivá zvyšujú prevádzkovú teplotu prostredia.
Pretože UHME-PE je semikryštalický polymér, musí byť spekaný buď lisovaním alebo lisovaním.Žíhanie pred obrábaním pomáha odstrániť namáhanie spracovania spôsobené spekaním.Hotové opracované diely môžu byť tiež žíhané, ale takéto diely musia byť upevnené počas procesu chladenia, aby sa umožnilo zmrštenie počas žíhania.Hrubé opracovanie by sa malo vykonať pred uvoľnením napätia, aby bolo možné prispôsobiť rozmerovým zmenám počas konečného obrábania.
K dispozícii v štandardných plechoch, tyčiach a rúrach na výrobu rozmerovo stabilných dielov, UHMW-PE možno píliť, frézovať, sústružiť, hobľovať, vŕtať alebo dierovať.Rezné nástroje by mali mať veľké uhly čela a dostatočnú vzdialenosť lode, aby sa zabránilo upchávaniu.Rýchlosti posuvu by mali byť vysoké, aby mal rezný nástroj minimálny čas na zahriatie materiálu trením.Je potrebné dbať na to, aby boli nástroje ostré, pretože UHMW-PE môže rýchlo otupiť rezné hrany nástroja a spôsobiť deformáciu dielu.Vysokokvalitné povrchové úpravy možno dosiahnuť použitím vhodných rezných nástrojov, hoci pokusy o zlepšenie zlej povrchovej úpravy pilovaním alebo brúsením vo všeobecnosti vedú k zhoršeniu vzhľadu.
Väčšina procesov obrábania má tolerancie medzi +/-,005 a +/-,010.Rezanie pásov na dĺžku by však typickejšie bolo +/- 0,030, pretože pomerne vysoká miera lineárnej tepelnej rozťažnosti a kontrakcie UHMW-PE spôsobuje, že dĺžka kusu je náchylná na zmeny prostredia.
Procesy obrábania
Rezanie: Pri okružnom pílení poskytujú najlepšie výsledky kotúče s tvrdokovom.Čepeľ s priemerom 12-14” by mala mať približne 24 zubov.Rýchlosť podávania sa môže pohybovať od 10 do 40 stôp za minútu.Na pásové pílenie sa odporúča kotúč s tromi zubami na palec, súprava hrablí a kladný uhol sklonu.Rýchlosť podávania sa pohybuje od 10 do 40 stôp za minútu.
Sústruženie: Používajte nástrojové vrtáky z rýchloreznej ocele s 10” prednou a bočnou vôľou a 15-30” sklonom.Vyžaduje sa nižšia rýchlosť rezania medzi 600 a 1 000 stôp za minútu.Často je však potrebné bežať pri vyšších otáčkach, aby sa triesky nedostali do stroja.Rezné kvapaliny by nemali byť potrebné, ale prúd stlačeného vzduchu niekedy pomôže pri odstraňovaní triesok.Pri pokuse o dosiahnutie úzkych tolerancií alebo veľmi tenkostenných dielov z UHMW-PE obrábajte v prechodoch.Odstráňte väčšinu materiálu pri prvom prechode, potom nechajte kus odležať a odpočívať cez noc.
Frézovanie: Frézy určené na obrábanie hliníka poskytujú najlepšie výsledky.Odporúča sa rýchlosť rezania 600 až 1 800 stôp za minútu s rýchlosťou posuvu približne 0,01 palca na otáčku.Frézy fungujú dobre na drážkovanie a ľahké frézovanie.
Hobľovanie: Hobľovačky na drevo ľahko redukujú hrúbku a upravujú povrch UHMW-PE.Pevný stroj s ostrými nožmi poskytne veľmi efektívny úber materiálu a dobrú povrchovú úpravu.Aby sa minimalizovala možnosť deformácie pri obrábaní UHMW-PE, hobľte polovicu požadovanej hrúbky z každej strany plechu.
Vŕtanie: Bežné vysokorýchlostné vŕtačky sú vhodné pre väčšinu vŕtacích aplikácií.Pre optimálny výkon používajte špeciálne vrtáky s nízkou špirálou s leštenými drážkami.Vŕtanie vodiacich otvorov pred vŕtaním veľkého otvoru sa pre UHMW-PE neodporúča, pretože jeho vlastnosti spôsobujú, že sa vrták zachytí a vtiahne do materiálu.
Brúsenie/Brúsenie: Vzhľadom na vlastnosti UHMW-PE odolné voči oderu sú brúsenie a brúsenie zvyčajne neúčinné.V skutočnosti môže brúsenie spôsobiť roztavenie a rozmazanie materiálu, čo má za následok upchatie brúsneho kotúča.
UHMW-PE modifikovaný aditívami, ako je sklo alebo oxidy kovov, bude mať za následok kratšiu životnosť nástroja.Hoci tvrdokovové nástroje pridajú nástroju životnosť, vyžaduje si vyššie rýchlosti a posuvy.Niektoré materiály s veľmi vysokým percentom abrazívnych prísad sú nepraktické na obrábanie akoukoľvek metódou.
Tvarovanie a zváranie
UHMW-PE je možné tvarovať za tepla na mieste, aby sa vytvorili jednoduché ohyby a uhly, ktoré uľahčujú inštaláciu.Bez ohľadu na zvolenú metódu – baterku, elektrický ohrievač, rúru alebo vaňu – je potrebné postupovať opatrne a vynaložiť maximálne úsilie, aby sa materiál neprehrial.UHMW-PE, ako každý plast, horí v nevhodných podmienkach.Okrem toho bude celý cyklus chladenia o niečo dlhší ako cyklus ohrevu v dôsledku vysokej tepelnej odolnosti UHMW-PE.Ochladzovanie by nemalo nastať na betónových alebo kovových povrchoch, pretože proces bude príliš rýchly a môže spôsobiť dodatočné namáhanie materiálu.Ďalším odporúčaním je prikryť materiál izolačnou prikrývkou vyrobenou z materiálu, ako je sklolaminát.
Tvarovanie za studena UHMW-PE sa často používa, keď je potrebné prispôsobiť krivky a uhly.Či už používate brzdový lis, valcovanie, ručné tvarovanie alebo použitie skrutiek na ťahanie a tvarovanie dielu na mieste, uhol a krivky musia byť príliš ohnuté až o 75 až 100 percent, aby sa kompenzoval pružiaci efekt UHMW-PE.Potenciál vzniku trhlín spôsobených napätím možno znížiť použitím plechov 3/8” alebo tenších pri tvárnení za studena.
Rotačné alebo frikčné zváranie je možné dosiahnuť pomocou štandardného strojového sústruhu schopného 550 až 560 otáčok za minútu so schopnosťou zastaviť otáčanie v momente, keď sa použije brzda, a kovovej podpornej dosky z ¼” ocele s priemerom o niečo menším ako má príruba OD.Tento druh zvaru potrebuje 48 hodín úplnej kryštalizácie pred uvedením potrubia do prevádzky.
Tupo alebo horúca platňa na spojenie plochých plechov do dlhých kusov alebo zvitkov vyžaduje použitie kovového vykurovacieho nástroja, potiahnutého nelepivým činidlom, schopného dosiahnuť potrebnú teplotu na uvedenie polyméru do roztaveného stavu.Tento proces vyžaduje použitie špeciálneho divokého zariadenia na dosiahnutie rovnomerných zvarov s pevnosťou medzi 85 a 100 percentami pôvodnej pevnosti materiálu.
Lepidlá
Nízky koeficient trenia, neporézny povrch UHMW-PE sťažuje prenikanie akéhokoľvek lepidla do polyméru a vytvorenie spoja.O odporúčaných postupoch na lepenie UHMW-PE na rôzne podklady sa poraďte s dodávateľom lepidla, hoci pre väčšinu aplikácií sa odporúčajú mechanické upevňovacie prvky.
Čas odoslania: 24. januára 2018