Wie man feuerhemmendes PEEK ohne Verstopfen der Filter mit CNC schneidet

PFT, Shenzhen

Abstract

Das Schneiden von feuerhemmendem Polyetheretherketon (PEEK) durch CNC-Bearbeitung führt häufig zu Filterverstopfungen durch Feinstaubansammlung.Eine Bearbeitungsstrategie wurde entwickelt, um dieses Problem durch Optimierung der Schneidparameter zu lindernIn kontrollierten Versuchen wurde das traditionelle Trockenfräsen mit Hochdruckkühlmittel und Vakuum-assistierter Extraktion verglichen.Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von Hochdruckkühlmittel und einer Vierflöten-Endmühle die Partikelhaftung an Filteroberflächen signifikant reduziert.Die Daten bestätigen, dass Filterverstopfung um 63% reduziert wird, während die Oberflächenintegrität und die Dimensionstoleranz beibehalten werden.Dieser Ansatz bietet eine reproduzierbare Lösung für die CNC-Bearbeitung von feuerhemmen PEEK in der industriellen Produktion.

1 Einleitung

Das feuerhemmende PEEK wird aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Stabilität und Flammfestigkeit in der Luftfahrt, in Medizinprodukten und Halbleitergeräten weit verbreitet.Die Bearbeitung stellt eine immer wiederkehrende Herausforderung dar.: Filter in Kühl- oder Vakuumsystemen verstopfen sich aufgrund der Erzeugung von Mikropartikeln schnell, was zu Ausfallzeiten, Wartungskosten und Überhitzungsrisiken führt.In früheren Studien wurden allgemeine Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von PEEK berichtet.In der vorliegenden Arbeit wird der Schwerpunkt auf reproduzierbaren Methoden gelegt, um die Verstopfung zu minimieren und gleichzeitig die Bearbeitungseffizienz zu erhalten.

2 Forschungsmethode

2.1 Versuchskonstruktion

Eine vergleichende Studie wurde unter Verwendung von drei Bearbeitungseinrichtungen durchgeführt:

• Trockenfräsenmit einer Standard-Karbid-Endmühle.

• Fließkühlmittelfräsenmit einem Druck von 8 bar.

• Freisetzung mit Kühlmittel unter hohem Druck(16 bar) mit Vakuum-Extraktion.

2.2 Datenerhebung

Die Bearbeitungsversuche wurden an einem dreiachsigen CNC-Fräswerk (DMG Mori CMX 1100 V) durchgeführt.Feuerhemmende PEEK-Platten (30 × 20 × 10 mm) wurden mit Zuführgeschwindigkeiten von 200 bis 600 mm/min und Spindelgeschwindigkeiten von 4Die Filterverstopfung wurde überwacht, indem der Kühlmitteldurchflusswiderstand und die Partikelansammlung alle 10 Minuten gemessen wurden.

2.3 Werkzeuge und Parameter

Es wurden Karbidwerkzeuge mit Zwei- und Vierflöten-Geometrien getestet, Werkzeugverschleiß, Chipgrößenverteilung und Oberflächenrauheit (Ra) erfasst.Die Versuche wurden dreimal wiederholt, um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten..

3 Ergebnisse und Analyse

3.1 Filterverstopfungsleistung

Wie inTabelle 1Die Filter müssen nach 40 Minuten gereinigt werden. Die Abkühlung durch die Überflutung verzögerte die Verstopfung, verhinderte aber nicht die Ansammlung.Hochdruckkühlmittel mit Vakuum-Extraktion verlängerte Filterlaufzeit auf mehr als 120 Minuten, bevor eine Reinigung erforderlich war.

Tabelle 1 Filterverstopfungszeit unter verschiedenen Bedingungen

3.2 Wirkungen auf die Werkzeuggeometrie

Die Vierflöten-Endmühle produzierte feinere Splitter, jedoch mit geringerer Haftung an Filtern im Vergleich zur Zweiflöten-Version.

3.3 Oberflächenintegrität

Die Oberflächenrauheit blieb bei allen Methoden innerhalb von Ra 0,9­1,2 μm, ohne dass eine signifikante Verschlechterung unter Hochdruckkühlmittelbedingungen beobachtet wurde.

4 Diskussion

Die Verringerung der Filterverstopfung ist auf zwei Mechanismen zurückzuführen: (1) Hochdruckkühlmittel dispergieren die Chips, bevor sie in Mikropartikel zerfallen.und (2) die Vakuumabsaugung verringert die Rückzirkulation von LuftstaubDie Werkzeuggeometrie spielt ebenfalls eine Rolle, da Multiflöten-Designs kürzere, handhabbarere Chips erzeugen.Einschränkungen dieser Studie sind die Verwendung einer einzigen PEEK-Klasse und die Bearbeitung nur unter Fräsbedingungen.- Zusätzliche Forschungen sollten sich auf Dreh- und Bohrvorgänge sowie auf alternative Werkzeugbeschichtungen erstrecken.

5 Schlussfolgerung

Optimierte Bearbeitungsstrategien können die Filterverstopfung beim CNC-Schneiden von feuerhemmendem PEEK signifikant reduzieren.Hochdruckkühlmittel in Kombination mit Vakuumabsaugung und Vierflötenwerkzeuggeometrie sorgt für eine 63%ige Verringerung der Verstopfungsfrequenz bei gleichzeitiger Wahrung der OberflächenqualitätDiese Ergebnisse unterstützen eine breitere industrielle Anwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie und in der Medizinproduktionsindustrie, wo saubere Bearbeitungsumgebungen von entscheidender Bedeutung sind.In zukünftigen Arbeiten soll die Skalierbarkeit dieser Methoden in der Mehr-Schicht-Produktion bewertet werden..