آرشیو اخبار

مبانی انتخاب پلاستیک‌ها برای ماشین‌کاری

مبانی انتخاب پلاستیک‌ها برای ماشین‌کاری

یکشنبه, 23 اردیبهشت,1397

رتبه بندی این مطلب:
5/0
بسپار/ ایران پلیمر ماشین‌کاری پلاستیک‌ها می‌تواند برای کاربردهایی که نیاز به حجم کم تولید دارند، اختلاف ابعادی ناچیز دارند و یا شکل‌دهی آن­ها از طریق قالب‌گیری دشوار است، مفید باشد. پلاستیک‌های بسیاری برای انتخاب وجود دارند: از پلاستیک ­های بسیار مهندسی گرفته که محصولاتی با کارایی زیاد دارند تا پلاستیک ­های ارزان که محصولاتی با کارایی کم ارایه می‌دهند. تعیین این­که هر یک برای چه کاربرد خاصی مناسب هستند می‌تواند چالش برانگیز باشد.

به طور معمول یک مهندس برای تعیین عملکرد اجزا به سه ویژگی‌ یا کمتر نیاز دارد. در تحقیقی این ویژگی­ ها اولویت‌بندی شده و به دنبال ماده­ای است که بتواند هر سه ویژگی را ارایه کند. در ادامه تنها رایج­ ترین پلاستیک‌های ماشین‌کاری شده معرفی می‌شوند. به منظور تقویت ویژگی‌های خاص، تعداد زیادی از پلاستیک‌های حاوی پرکننده در دسترس می‌باشند. به عنوان مثال، پرکردن با الیاف شیشه باعث بهبود استحکام کششی و کاهش قابلیت ماشین‌کاری می‌شود. دی‌سولفید مولیبدنیوم رفتگی (wear) را بهبود می­دهد، اما باعث کاهش پایداری ابعادی می‌شود.

به منظور انجام تحقیقی جامع در مورد پلاستیک‌ها، بخش مهندسی Connecticut Plastics دست به­کار شده است و اطلاعات زیر را فراهم نموده است. این داده­ها بر اساس یک سری ویژگی‌ها و خصوصیات دسته‌بندی شده­اند.

 

پلاستیک‌های شفاف (clear)

شکل و ظاهر اولیه آن­ها عموما شفاف بوده ولی هنگامی که ماشین‌کاری می­شوند، مات یا نیمه شفاف می‌شوند. پرداخت (Polishing) برای شفاف شدن قطعه نیاز است. روش­های پرداخت شامل پرداخت با دستگاه، پرداخت با بخار، پرداخت با شعله و ساب­زنی (buffing) می­باشد.

انتخاب‌های خوب در این مورد شامل آکریلیک (شفاف‌ترین بسپار)، پلی‌کربنات، پلی­وینیل کلرید (PVC) شفاف، پلی‌سولفون وUltem  (نوعی پلی اتر ایمید) می‌باشند.

 

استحکام با‌رگذاری (psi)

استحکام کششی و استحکام فشاری ویژگی­های مهمی برای کاربردهای ساختاری هستند.

انتخاب‌های خوب در این مورد،Ultem ، پلی اتراترکتون (PEEK)، نایلون، Delrin (نوعی پلی اکسی متیلن) و پلی فنیلین سولفید (PPS) می‌باشند و انتخاب­های بد شامل تفلون، پلی ­اتیلن فراسنگین (UHMW)، پلی‌اتیلن کم­ چگالی (LDPE)، پلی ­اتیلن پرچگالی (HDPE) و پلی­پروپیلن هستند.

 

پایداری دمایی

در مورد این خصوصیت بایستی دمای پیوسته در شرایط کاربردی در هوا و یا دمای وارفتگی گرمایی (heat deflection) را در صورتی که قطعه تحت بار باشد، در نظر گرفت.

انتخاب‌های مناسب برای این خصوصیت شامل Torlon (نوعی پلی­آمید ایمید)، پلی فنیلین‌سولفید، Ultem، پلی اتراترکتون و پلی‌تترا فلوئورواتیلن (PTFE) هستند. انتخاب­های بد شامل آکریلیک، PVC، پلی­ اتیلن فراسنگین و آکریلونیتریل بوتادی­ان استایرن (ABS) می­باشند.

 

فشار و سرعت محدودکننده

منظور ترکیبی از فشار و سرعت است که تعیین می­کنند یک ماده پلاستیکی، توانایی ساختاری و گرمایی کافی را برای ایستادگی در کاربرد یاتاقان (bearing) در هنگام رفتگی دورانی دارد. 

انتخاب‌های مناسب در این زمینه مشتمل بر Nylatron (نام تجاری نایلون پرشده با دی‌سولفید مولیبدنیوم)، Delrin AF (آمیخته همگن­بسپار استال و PTFE پرشده)، Torlon 4301 و پلی اتراترکتون هستند و انتخاب‌های نادرست نظیر پلی­اتیلن­ترفتالات (PET)، نایلون، پلی­اتیلن فراسنگین و پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) می‌باشند.

 

پایداری ابعادی

پلاستیک‌های ماشین‌کاری شده، پایداری ساختاری فلزات را ندارند. این موضوع در اساس به دلیل تمایل آن­ها به جذب آب و داشتن ضریب انبساط گرمایی زیاد می‌باشد. مواد پایدار جذب آب کمی دارند.

مثال‌های خوب در این دسته Ultem، پلی­اتراترکتون، پلی ­اتیلن ­ترفتالات و پلی­ فنیلین­ سولفید هستند و مثال‌های نامناسب نایلون، پلی‌اتیلن فراسنگین، پلی‌اتیلن پرچگالی و پلی‌اتیلن کم­ چگالی هستند.

 

مقاومت شیمیایی

مقاومت شیمیایی پلاستیک‌ها متفاوت است. بعضی مواد نسبت به مواد شیمیایی مقاوم هستند، در حالی­که مابقی بسیار حساس هستند و زمانی که در معرض شرایط نامناسب قرار می­گیرند دچار ترک ناشی از تنش می‌شوند. بهترین روش استفاده از راهنمای مرجع برای برهم­کنش خاص ترکیب شیمیایی/پلاستیک است.

انتخاب‌های خوب، تفلون، پلی ­اتیلن فراسنگین، پلی ­اتراترکتون و کلروتری­فلوئورواتیلن (CTFE) هستند. انتخاب‌های بد، آکریلیک، آکریلونیتریل بوتادی­ان استایرن، پلی‌سولفون و Noryl (نوعی پلی­فنیلن اتر) می‌باشند.

 

چقرمگی/ مقاومت در برابر ضربه

چقرمگی، اندازه‌ای از قابلیت پلاستیک‌ها برای ایستادگی در برابر ضربه یا شوک ناگهانی می‌باشد. این مورد نباید با مقاومت در برابر تنش ناشی از حالت ایستا؛ جایی­که وادادگی ممکن است در اثر حمله شیمیایی یا عوامل برانگیزنده تنش‌های ساختاری اتفاق بیافتد، اشتباه گرفته شود. پلی‌کربنات می­تواند ضربه‌های بزرگ را تحمل کند اما تحت بارگذاری ثابت و ایستا دچار ترک ناشی از تنش می‌گردد.

انتخاب‌های مناسب، شامل نایلون، پلی‌کربنات، پلی‌اتیلن فراسنگین و پلی اتراترکتون هستند و اما انتخاب‌های نادرست آکریلیک، پلی ­اتیلن ترفتالات، پلی سولفون و Noryl هستند.

 

هزینه

اندازه­ای از قیمت مواد اولیه می‌باشد که پلاستیک‌های مهندسی‌ با کارایی زیاد بسیار گران‌تر هستند.

پلاستیک­های ارزان قیمت شامل پلی ­پروپیلن، پلی ­اتیلن پرچگالی، پلی اتیلن فراسنگین و Derlin می‌باشند و پلاستیک­های گران‌تر شامل Vespel (نام تجاری نوعی پلی­ ایمید با کارایی زیاد)، پلی­اتراترکتون، پلی­اتیلن پرچگالی Radel و پلی­ فنیلین سولفید هستند.

 

زیست سازگاری

در این مورد، ملاک پلاستیک­های مناسب برای استفاده در ابزارهای پزشکی هستند. منظور پلاستیک‌هایی هستند که با خصوصیات رده 4 گروه‌بندی USP سازگارند.

انتخاب‌های خوب شامل پلی‌کربنات، پلی­اتراترکتون، پلی­اتیلن فراسنگین و Radel (نوعی پلی فنیل سولفون) است.

 

 

برگردان: پدرام ملائکه


(ادامه دارد ...)


متن کامل این مقاله را در شماره 188ام ماهنامه بسپار که در نیمه اردیبهشت ماه منتشر شده است بخوانید. 


در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکارخانم ارشاد .تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد.

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
لطفا تنظیمات را ویرایش و ذخیره نمایید
دی ان ان