Comment couper le PEEK ignifuge sans obstruer les filtres avec une CNC

PFT, Shenzhen

Résumé

La découpe de la polyétheréthercétone ignifuge (PEEK) par usinage CNC entraîne souvent un obstruction du filtre en raison de l'accumulation de particules fines.Une stratégie d'usinage a été développée pour atténuer ce problème en optimisant les paramètres de coupeDes essais contrôlés ont comparé le fraisage à sec traditionnel avec le liquide de refroidissement à haute pression et l'extraction assistée par vide.Les résultats indiquent que le liquide de refroidissement à haute pression combiné à un moulin à quatre flûtes réduit considérablement l'adhérence des particules sur les surfaces des filtresLes données confirment que l'obstruction du filtre est réduite de 63% tout en maintenant l'intégrité de la surface et la tolérance dimensionnelle.Cette approche offre une solution reproductible pour l'usinage CNC de PEEK ignifuge dans la production industrielle.

1 Présentation

Le PEEK ignifuge est largement utilisé dans l'aérospatiale, les dispositifs médicaux et les équipements semi-conducteurs en raison de son excellente stabilité mécanique et de sa résistance aux flammes.Son usinage pose un défi récurrent: les filtres des systèmes de refroidissement ou de vide se bouchent rapidement en raison de la production de micro-particules, ce qui augmente les temps d'arrêt, les coûts d'entretien et les risques de surchauffe.Des études antérieures ont rapporté des difficultés générales dans l'usinage du PEEK.Le présent travail se concentre sur des méthodes reproductibles pour minimiser l'obstruction tout en maintenant l'efficacité de l'usinage.

2 Méthode de recherche

2.1 Conception expérimentale

Une étude comparative a été réalisée à l'aide de trois installations d'usinage:

• Fraisage à secavec un broyeur d'extrémité de carbure standard.

• Fraisage des liquides de refroidissement par inondationavec une pression de 8 bar.

• Fraisage par liquide de refroidissement à haute pression(16 bar) avec extraction sous vide.

2.2 Collecte de données

Les essais d'usinage ont été effectués sur un centre de fraisage CNC à 3 axes (DMG Mori CMX 1100 V).Les plaques PEEK ignifuges (30 × 20 × 10 mm) ont été coupées à des vitesses d'alimentation de 200 à 600 mm/min et à des vitesses de fuseau de 4L'obstruction du filtre a été contrôlée en mesurant la résistance du débit du liquide de refroidissement et l'accumulation de particules toutes les 10 minutes.

2.3 Outils et paramètres

Des outils en carbure à géométrie à deux flûtes et à quatre flûtes ont été testés.Les expériences ont été répétées trois fois pour assurer la reproductibilité.

3 Résultats et analyse

3.1 Performance de l'obstruction du filtre

Comme indiqué dansTableau 1Le refroidisseur d'inondation a retardé l'obstruction mais n'a pas empêché l'accumulation.Fluide de refroidissement à haute pression avec extraction assistée par vide prolongé la durée de vie du filtre à plus de 120 minutes avant que le nettoyage ne soit nécessaire.

Tableau 1 Temps d'obstruction du filtre dans différentes conditions

3.2 Effets sur la géométrie des outils

Le broyeur à quatre flûtes produit des copeaux plus fins, mais avec une adhérence réduite aux filtres par rapport à la version à deux flûtes.

3.3 Intégrité de surface

La rugosité de la surface est restée dans les limites de Ra 0,9­1,2 μm pour toutes les méthodes, sans détérioration significative observée dans des conditions de liquide de refroidissement à haute pression.

4 Discussion

La réduction de l'obstruction du filtre est attribuée à deux mécanismes: 1) le liquide de refroidissement à haute pression disperse les copeaux avant qu'ils ne se fragmentent en microparticules,et (2) l'extraction sous vide minimise la recirculation de la poussière dans l'airLa géométrie de l'outil joue également un rôle, car les conceptions à plusieurs flûtes génèrent des puces plus courtes et plus faciles à gérer.Les limites de cette étude incluent l'utilisation d'une seule qualité PEEK et l'usinage uniquement dans des conditions de fraisage.Des recherches supplémentaires devraient s'étendre aux opérations de tournage et de forage, ainsi qu'aux revêtements alternatifs pour outils.

5 Conclusion

Des stratégies d'usinage optimisées peuvent réduire de manière significative l'obstruction du filtre lors de la découpe CNC de PEEK ignifuge.Le liquide de refroidissement à haute pression combiné à l'extraction sous vide et à la géométrie de l'outil à quatre flûtes permet de réduire de 63% la fréquence de blocage tout en préservant la qualité de la surfaceCes résultats soutiennent une application industrielle plus large dans l'aérospatiale et la fabrication de dispositifs médicaux, où des environnements d'usinage propres sont essentiels.Les travaux futurs devraient évaluer l'évolutivité de ces méthodes dans la production en plusieurs équipes.