پلییورتان (PU) از جمله موادی است که به دلیل ویژگیهای فیزیکی منحصربهفرد خود، در صنایع مختلف بهویژه در تولید قطعات دینامیک مانند چرخها، غلطکها، پکینگها و ضربهگیرهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده به واسطه خاصیت ارتجاعی، مقاومت سایشی مناسب و برگشتپذیری بالا، گزینهای بسیار مطلوب برای قطعهسازان به شمار میآید. اما آنچه بسیاری از اپراتورهای تراشکاری و فرزکاری از آن گلایه دارند، کند شدن سریع ابزار، چسبیدن پلیمر به تیغه و به هم ریختن کیفیت سطح نهایی کار هنگام تراشکاری پلی یورتان است. در این مقاله بررسی میکنیم که چرا چنین مشکلاتی رخ میدهد. همچنین چگونه میتوان از آنها پیشگیری کرد تا هم عمر ابزارها افزایش یابد و هم قطعهای با کیفیت تولید شود.
اثر خاصیت ارتجاعی؛ چرا PU بهسادگی مثل فلز برش نمیخورد؟
یکی از چالشهای اصلی در تراشکاری پلی یورتان، خاصیت ارتجاعی یا الاستیسیته بالای این ماده است. برخلاف فلزات که تحت فشار ابزار بهسرعت و بهطور خطی برش میخورند، PU در هنگام برخورد با تیغه تمایل دارد فشرده شود و پس از آن با جهش مجدد به حالت اولیه برگردد. این واکنش باعث میشود که لبهی ابزار فشار بیشتری تحمل کند و برش بهجای اینکه تیز و سریع انجام شود، بهصورت تدریجی و همراه با کشش ماده باشد.
نتیجه این واکنش، افزایش اصطکاک، تولید گرمای بیش از حد، و در نهایت کاهش کیفیت سطح قطعه است. در چنین شرایطی، ابزار بهجای آنکه ماده را ببرد، آن را خم میکند. سپس با فشار از سطح جدا میسازد، که باعث کند شدن زودهنگام تیغه و تولید سطحی خشن یا موجدار میشود.
محصول پیشنهادی:
دریافت لیست قیمت ورق تفلون پیتیافای برای ساخت آببند ضدحرارت اتصالات شیمیایی
چرا پلییورتان به ابزار میچسبد و سطح کار سوخته به نظر میرسد؟
یکی دیگر از عوامل آزاردهنده در ماشینکاری پلییورتان، چسبندگی سطحی و ذوب موضعی است. این پدیده زمانی اتفاق میافتد که نوک ابزار در حین برش بیش از حد داغ شود. با افزایش حرارت موضعی، پلییورتان شروع به ذوب شدن میکند و به سطح ابزار میچسبد. این چسبندگی ضمن کاهش توانایی برش تیغه، باعث انباشته شدن ماده در نوک ابزار شده و در نهایت منجر به خط افتادن روی سطح، تغییر رنگ، سوختگی موضعی و کاهش کیفیت نهایی میگردد. این اتفاق بویژه زمانی رخ میدهد که سرعت چرخش دستگاه بالا باشد یا از ابزار نامناسب استفاده شود. بهجای ایجاد سطح صیقلی و تمیز، با سطحی پر از لکه، رگههای سوخته و برجستگیهای غیرقابل کنترل مواجه خواهیم شد.
راهکارهای جلوگیری از سوختگی سطح و افزایش عمر ابزار در تراشکاری پلی یورتان
برای کاهش احتمال سوختگی، چسبندگی و فرسایش زودهنگام ابزار هنگام ماشینکاری میله گرد پلیاورتان PU، رعایت چند اصل کلیدی ضروری است. نخست اینکه باید از سرعت چرخش پایین در دستگاههای تراش و فرز استفاده کرد. بالا بودن دور باعث اصطکاک بیشتر و در نتیجه افزایش دمای تماس میشود. کاهش سرعت برش بهطور مستقیم به کاهش حرارت و جلوگیری از ذوب شدن موضعی پلییورتان کمک میکند.
دومین اصل مهم، استفاده از پیشروی ملایم و یکنواخت ابزار است؛ اگر پیشروی خیلی زیاد یا همراه با شوک مکانیکی باشد، فشار ناگهانی بر نقطه تماس وارد میشود و دمای سطح بهصورت انفجاری بالا میرود که این موضوع نیز سبب سوختگی و تخریب سطح میشود. همچنین خنککاری مناسب نقش مؤثری دارد. برخلاف فلزات که با آب و روغن خنککاری میشوند، در مورد پلییورتان میتوان از هوای فشرده یا خنککنندههای مخصوص پلیمر استفاده کرد تا مانع از تغییر شیمیایی و تورم سطحی قطعه شد.
اهمیت ابزار مناسب در موفقیت تراشکاری پلی یورتان
برخورداری از ابزار مناسب در تراشکاری پلی یورتان نقش غیرقابل انکاری در کیفیت نهایی کار دارد. ابزارهای معمولی که برای فلزات طراحی شدهاند، اغلب در برابر چسبندگی PU مقاومت کمی دارند و سریعاً کند میشوند. انتخاب ابزارهایی با تیغههای فوقالعاده تیز، زاویه برش مثبت و سطح پوششدار، باعث کاهش اصطکاک و چسبندگی خواهد شد. جنس ابزار نیز بسیار مهم است.
ابزارهای کاربیدی با پوشش ضدچسب یا تیغههای PCD (الماس پلیکریستالین) عملکرد بهتری در برابر چسبندگی و حرارت دارند. استفاده از ابزار پکینگتراشی با طراحی مخصوص پلیمر نیز میتواند کیفیت ماشینکاری را بهطور چشمگیری ارتقا دهد. در نهایت، صیقل دادن سطح ابزار پس از هر نوبت استفاده و تمیز کردن چسبندگیهای احتمالی، عمر ابزار را افزایش خواهد داد.
تجربه تراش پکینگهای PU در جکهای هیدرولیک؛ دقت بالا، حوصله بیشتر
پکینگهای جک هیدرولیک، بهویژه در سایزهای ظریف یا خاص، به دقت بالا و تلرانسهای میلیمتری نیاز دارند. در چنین شرایطی، استفاده از ابزار کند یا روش تراش نامناسب بهسرعت منجر به خرابی قطعه خواهد شد. چسبندگی سطحی در پکینگها حتی در حد میکرون میتواند باعث نشتی یا ناپایداری عملکرد جک شود. ازاینرو در فرایند تراش این قطعات، بهتر است در چند مرحله و با باربرداری بسیار کم کار انجام شود. تمیزکاری مداوم ابزار، کنترل حرارت سطحی و حتی پرداخت نهایی با ابزار بسیار تیز یا سمباده صنعتی نرم، میتواند کیفیت سطح و عملکرد نهایی پکینگ را تضمین کند. دقت و صبر در این نوع تراشکاری، عامل اصلی موفقیت است.
جمعبندی: تراشکاری پلی یورتان نیازمند درک عمیق از رفتار ماده و تنظیمات دقیق دستگاه است
مشکلات رایجی مانند کند شدن سریع ابزار، چسبندگی PU به تیغه و کیفیت پایین سطح نهایی، بیشتر ناشی از ناآشنایی با ویژگیهای خاص این پلیمر هستند. پلییورتان برخلاف فلزات نه با فشار بیشتر و سرعت بالاتر، بلکه با ابزار مناسب، خنککاری دقیق، زاویهگیری صحیح و پیشروی نرم، ماشینکاری میشود. با رعایت این اصول، نهتنها طول عمر ابزار افزایش مییابد، بلکه کیفیت قطعات نیز ارتقاء یافته و ضایعات بهطور محسوسی کاهش مییابد. درک تفاوتهای رفتاری پلییورتان با سایر مواد، کلید موفقیت در تولید قطعات پلیمری با کیفیت بالا و هزینه کمتر است.
برای کمک بیشتر به فعالان این حوزه، یک چکلیست کاربردی تهیه کردهایم که شامل تنظیمات پیشنهادی ماشینکاری PU، نکات انتخاب ابزار، زاویههای توصیهشده و روشهای خنککاری بدون آسیب به ماده است. همین حالا این فایل را رایگان دانلود کنید.
اگر در حال ساخت پکینگ، غلطک یا هر نوع قطعه پلیمری هستید و نیاز به مشاوره تخصصی دارید، فرم مشاوره ما را پر کنید تا تیم فنی در اولین فرصت با شما تماس بگیرد.
