L'usinage CNC POM est un processus très important pour la fabrication de composants de haute précision avec des attributs de performance exceptionnels. En connaissant cette procédure, vous pouvez améliorer vos méthodes de production, améliorer la qualité des produits et réduire les prix.
Ce guide complet couvrira l'usinage CNC POM, ses cas d'utilisation et ses avantages dans plusieurs domaines.
Qu'est-ce que l'usinage CNC POM ?
L'usinage CNC POM combine la créativité de Polyoxyméthylène (POM) avec la précision de la technologie de contrôle numérique par ordinateur. Ce dernier procédé utilise des outils de coupe contrôlés par ordinateur pour éliminer automatiquement la matière d'une pièce en POM.
Propriétés du POM
Les caractéristiques extraordinaires suivantes du POM en font un matériau approprié pour l’usinage CNC.
Résistance à la traction
Il peut supporter de grandes forces de tension sans se casser ni se déformer grâce à sa résistance à la traction de 62 à 79 MPa.
Dureté
La dureté Shore D de 80-90 et la dureté Rockwell de M85-M100 du POM lui confèrent une résistance exceptionnelle à l'usure et aux rayures. Ces qualités le rendent particulièrement adapté aux composants usinés avec précision tels que les roulements et les engrenages.
stabilité dimensionnelle
Ce matériau présente un faible taux d'absorption d'humidité (0.2-0.3 % en 24 heures), ce qui garantit des variations dimensionnelles minimales. Le POM peut également conserver une tolérance de ± 0.002 pouce/pouce dans différentes conditions météorologiques.
Faible coefficient de frottement
Il permet une autolubrification grâce à son coefficient de frottement dynamique qui varie de 0.2 à 0.3. Ce coefficient de frottement dynamique améliore également la maîtrise des opérations mécaniques de précision et minimise l'usure des pièces en mouvement.
Résistance à l'humidité
Le POM a un taux d'absorption d'eau inférieur à 0.2 % en 24 heures en raison de sa nature hydrophobe. Il peut donc maintenir la stabilité dimensionnelle et les caractéristiques mécaniques dans les environnements humides.
Isolation thermique et électrique
C'est un bon isolant pour les applications haute tension et les composants électroniques en raison de sa faible conductivité thermique (0.31 W/(K·m)) et de sa rigidité diélectrique élevée (20 kV/mm).
Comparaison avec d'autres matériaux
Nous verrons maintenant plus clairement les caractéristiques du POM en le comparant à d’autres plastiques techniques courants comme le nylon, l’ABS et le polycarbonate.
POM contre Nylon
En termes de résistance à l'humidité et de stabilité dimensionnelle, le POM est meilleur que le nylon. Son taux d'absorption d'eau est de 0.2 %, ce qui est bien inférieur à celui du nylon (1.5 %). Le POM peut respecter des tolérances strictes dans des conditions humides, mais le nylon présente une meilleure adaptabilité et une meilleure résistance aux chocs.
POM contre ABS
Le POM a une résistance à la traction supérieure (62-79 MPa) à celle de l'ABS (40-50 MPa). Il présente également de meilleures propriétés d'usure et une meilleure résistance chimique. Mais pour les applications moins exigeantes, l'ABS est plus rentable et offre une meilleure résistance aux chocs.
POM ou polycarbonate
Pour les pièces mobiles, le POM est le meilleur matériau en raison de sa meilleure résistance à l'usure et de son faible coefficient de frottement. Le polycarbonate, quant à lui, offre une meilleure résistance aux chocs et une meilleure transparence. Il est donc idéal pour les applications qui nécessitent une durabilité extrême et une clarté optique.
Méthodes d'usinage CNC pour POM
Le POM est utilisé dans de nombreuses méthodes d'usinage CNC car il présente une usinabilité exceptionnelle. Ces méthodes sont les suivantes.
Tournant
Le procédé de tournage du POM est similaire à celui de l'usinage du laiton, car les deux produisent de meilleurs résultats à des vitesses d'avance moyennes et à des vitesses de tournage rapides. Des brise-copeaux sont utilisés pour garantir la précision et éviter l'accumulation de copeaux. Le tournage du POM utilise une vitesse de coupe de 250 pi/min pour obtenir des produits précis et lisses.
Fraisage
Dans ce procédé, des fraises à une seule cannelure sont utilisées pour obtenir une meilleure finition de surface et éviter l'accumulation de copeaux. Il combine des vitesses de coupe élevées avec des vitesses d'avance moyennes. Des outils tranchants sont nécessaires pour obtenir des angles précis et des formes complexes. Pendant le fraisage à grande vitesse, des liquides de refroidissement sont recommandés pour contrôler la chaleur et préserver la stabilité dimensionnelle des pièces en POM.
Meulage
Pour des tolérances strictes et une meilleure finition de surface, le meulage est le meilleur choix pour le POM. Il utilise des meules abrasives à grain fin pour éliminer la matière sans produire trop de chaleur. Le POM ayant une faible conductivité thermique, les opérateurs doivent contrôler soigneusement les paramètres de meulage pour éviter une fusion locale. Les liquides de refroidissement sont importants pour préserver la qualité de surface et la stabilité dimensionnelle tout au long de la procédure de meulage.
Forage Horizontaux
Une approche réfléchie est nécessaire pour percer le POM afin de garantir la précision et d'éviter toute déformation. Les forets hélicoïdaux standard fonctionnant à 1500 118 tr/min avec un angle de torsion de 5° et des bords d'attaque plats rectifiés conviennent parfaitement à ce processus. Pour une meilleure évacuation des copeaux et une moindre accumulation de chaleur, rétractez le foret tous les 6 à XNUMX mm. Ce processus combiné à une vitesse d'avance modérée permettra d'obtenir des trous propres et précis dans les pièces en POM.
Techniques de finition de surface
Deux options de finition de surface pour les pièces usinées CNC en POM sont l'usinage brut et le grenaillage. La finition brute d'usinage préserve les marques d'outils avec une rugosité de surface de 0.8 à 6.3 microns. Le grenaillage donne une finition mate uniforme améliorant à la fois la durée de vie et l'apparence. Pour des surfaces encore plus lisses, le polissage et le lustrage peuvent être utilisés. De plus, l'anodisation (pour les composites POM) offre des options de personnalisation des couleurs et une résistance à la corrosion.
Avantages de l'usinage CNC POM
Pour fabriquer des pièces de qualité supérieure, l’usinage CNC POM présente les avantages suivants.
Précision et exactitude
L'usinage CNC POM peut atteindre des tolérances très strictes jusqu'à ±0.05 mm. Il est meilleur que le moulage par injection car il peut produire des géométries complexes aux détails fins. Ce niveau de précision est important dans des secteurs tels que la production d'appareils médicaux et aérospatiale.
Efficacité matérielle
Le procédé utilise une découpe précise et des parcours d'outils rationalisés pour réduire le gaspillage de matière. Le POM génère un minimum de chaleur pendant l'usinage en raison du faible frottement. Il facilite donc l'élimination des copeaux et empêche la déformation du matériau. Ainsi, les fabricants peuvent tirer le meilleur parti des matières premières à moindre coût et avec une empreinte environnementale moindre.
Flexibilité de conception et prototypage rapide
Les fabricants peuvent utiliser l'usinage CNC POM pour des itérations de conception rapides avec des délais d'exécution allant jusqu'à 24 heures. Sa grande usinabilité permet la création de géométries complexes et de détails complexes. Cette capacité prend en charge le développement rapide de prototypes et les tests fonctionnels dans des secteurs tels que l'automobile.
Cohérence et qualité
L'usinage CNC POM garantit une homogénéité pièce par pièce avec des fluctuations dimensionnelles aussi faibles que ±0.025 mm. Cette précision extraordinaire combinée à la stabilité inhérente du POM permet d'obtenir des pièces de qualité supérieure qui préservent leurs propriétés lors des cycles de production de secteurs particuliers comme le médical et l'aérospatiale.
Rentable
L'automatisation de l'usinage CNC POM réduit les coûts de main-d'œuvre. Les parcours d'outils optimisés et une meilleure utilisation des matériaux réduisent les déchets, tandis que l'usinage à grande vitesse minimise les temps de cycle. Tous ces facteurs réunis font de l'usinage CNC POM une solution rentable pour la production en grande série.
Applications des pièces en POM
Les propriétés particulières du POM en font un matériau parfaitement adapté à de nombreux secteurs industriels. Voyons les utilisations possibles de l'usinage CNC du POM dans différents secteurs.
Automobile
L'usinage CNC POM est utilisé pour produire des pièces de haute précision telles que des bagues, des pièces de système de carburant et des engrenages. Sa résistance à l'usure et ses faibles frottements améliorent la longévité et les performances du véhicule.
Médical
Pour les implants et les instruments chirurgicaux, l'usinage POM est utilisé en raison de sa biocompatibilité et de sa résistance à la stérilisation. coefficient de friction est utile pour améliorer les performances des appareils orthopédiques et des remplacements articulaires.
Vitrines et Écrans Numériques
Le POM est largement utilisé dans l'industrie électronique pour les commutateurs, les connecteurs et les boîtiers des appareils électroniques car il possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique avec une rigidité diélectrique de 20 kV/mm.
Industrie aerospatiale
Sa faible densité de 1.42 g/cm2 et sa résistance élevée en font un excellent matériau pour les pièces non porteuses comme les bagues, les garnitures intérieures et les fixations pour réduire le poids.
Robotique
Les pièces critiques telles que les roulements, les pièces structurelles et les engrenages robotiques sont fabriquées en POM pour améliorer la durée de vie et la précision.
Défis de l'usinage POM
Le POM présente une élasticité élevée et une faible stabilité thermique avec un point de fusion de 175 °C qui provoque des fissures et des déformations. La pression exercée par les mécanismes de serrage, la chaleur générée lors de la découpe et les contraintes internes peuvent entraîner des imprécisions dimensionnelles.
Pour surmonter ces problèmes, des outils de coupe tranchants, des réglages de coupe et des techniques de refroidissement appropriés sont utilisés pour produire en permanence des pièces POM précises et de la meilleure qualité.
Conclusion
L'usinage CNC POM est un moyen efficace et adaptable de produire des pièces complexes dans de nombreux secteurs. Leurs caractéristiques distinctes combinées à la nouvelle technologie CNC permettent de créer des pièces de la meilleure qualité avec des caractéristiques de performance exceptionnelles et des tolérances strictes.
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Questions fréquentes
1. Comment l'usinage CNC POM se compare-t-il aux autres méthodes d'usinage du plastique comme le moulage par injection ou l'impression 3D ?
Par rapport au moulage par injection, l'usinage CNC du POM offre une meilleure précision avec des tolérances aussi serrées que ±0.005 mm et une plus grande flexibilité de conception. Cela le rend coûteux pour les gros volumes. Alors que l'impression 3D est bonne pour le prototypage rapide, les pièces en POM usinées CNC ont généralement de meilleures propriétés mécaniques et finitions de surface pour les pièces fonctionnelles.
2. Quelles sont les meilleures approches de post-traitement pour la finition des pièces POM usinées CNC ?
Pour les pièces nécessitant une surface non réfléchissante, le grenaillage est utilisé car il permet d'obtenir une finition mate. Le polissage est également très efficace pour les surfaces lisses, tandis que l'anodisation (pour les composites POM) améliore l'apparence et la durée de vie.
3. Comment le POM se compare-t-il au PTFE et au nylon dans l'usinage CNC ?
Le POM est meilleur que le nylon en termes d'usinabilité et de stabilité dimensionnelle, avec une absorption d'humidité et un frottement inférieurs. Le POM présente une grande ténacité et une grande résistance, mais il présente un peu plus de frottement que le PTFE. Ces caractéristiques rendent le POM particulièrement adapté aux pièces de précision qui nécessitent une intégrité structurelle.
4. Comment l'usinage CNC POM améliore-t-il la précision et la stabilité dimensionnelle des pièces fabriquées ?
Le procédé d'usinage CNC POM permet d'atteindre une tolérance très étroite de ±0.005 mm. Les propriétés du POM contribuent à cette précision et à cette stabilité dimensionnelle avec une absorption d'humidité inférieure à 0.1 % en 24 heures et une dilatation thermique minimale. Ces caractéristiques garantissent que les pièces en POM conservent leurs dimensions et leur forme dans une large gamme de conditions environnementales.
