【帕姆】光學類特種裝甲板

    OPTICAL  GRADE  SPECIAL  INDUSTRIAL  TRANSPARENT  MATERIAL

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帕姆總導航目錄
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帕姆板應用觀察
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1.材料概況/帕姆板,即光學類帕姆Pasmo特種聚碳透明板材,屬超高分子非晶聚合物材質,是機械性能唯一全面接近金屬的特種透明材料,最大可生產厚度450MM級,高等級的工業專用特種透明材料。 具備優異的物理性能 (詳參【光學透明】、【絕緣耐溫】、【防火隔熱】)、較高的機械強度(詳參【超高強韌】、【高抗沖擊】、【防彈抗炸】、【抗砸耐撞】、【超厚耐壓】)和良好的可加工性。 擁有類似金屬的機加工性能,CNC機加工更容易、簡單,材料不發脆、不易裂、無銀紋、不崩邊的優點。

 

 

              1.材料概況/                          5.加工流程/                          9.拋光/                                 13.安裝固定/

              2.適用加工/                          6.切割/                                10.冷卻降溫/                         14.粘接建議/

              3.加工設備/                          7.鉆孔開孔/                         11.退火/                                15.備注/

              4.加工方式/                          8.鏜空/                                12.特殊需求/

 

 

2.適用加工/可直接進行包括切割、雕圓、打孔、拋光、倒角、銑切、車、鏜、鉆、磨在內的冷加工及特種熱加工。帕姆板可以按使用要求加工成例如光學類大尺寸規格的板件、透明柱件、透明筒件、透明管件、透明錐形件、透明多邊形立體件、異型不規則件等耐高壓透明體, 適用于不同的設備要求及高等工業領域的終端應用。

 

 

3.加工設備/目前,CNC機械加工設備(數控車床機床)在國內比較普遍,有工業的地方都會有此類設備,甚至大一點的工業公司一般都有自己的加工部門及專用設備。 且我國在此類加工設備的技術積累,與德日美韓等國的行業差距不大,目前國內的CNC加工設備有很多都可以達到較高的精度及滿足復雜的加工要求,在功能及精度方面基本可以達到需求,當然有條件的使用德日進口設備加工會更好。

 

 

4.加工方式/可根據不同的工件要求、加工方式(車削、銑削、鏜削、磨削、銑槽、雕刻、粗拋、精拋等)、加工設備等進行適合實際情況的調整,帕姆板具備良好的CNC可加工性,選用合適的工具和正確的加工方式,可達到較高的滿意效果。

 

 

5.加工流程/準備好胚料(光學類帕姆板),擬定明確的透明工件需求情況(圖紙、形狀、要求等),進行相關工藝分析,確立加工路線方案,做好精確的微機數據加工編程(目前CAD/CAM技術較為成熟完善),核對數據輸入輸出,調整及準備CNC加工設備(適用的刀具、夾具、量具等),精加工處理(輔以手工加工),后處理,做好復核檢驗方法及條件測試、封包制件等。

 

CNC機加工時,要準確操作機床設備,固定好帕姆板,嚴格控制刀具非進給向的震動,以保持加工精度及避免非故障損傷。并注意增加主軸轉速,減小工件進給量、刀具進給速度,根據實際加工適當控制下刀量及轉速。 在所有的CNC機加工過程中,刀頭一定要保持較高的的鋒利度,并注意通過刀頭冷卻或用壓縮空氣冷卻來進行降溫。

 

建議至少使用硬質合金鋼刀具, 對加工帕姆特種透明材料比較典型的, 是單晶金剛石刀具超精密切削技術,加工面可以直接達到Ra0.2以下的類研磨鏡面拋光的高精度效果??傊?,使用鋒利的加工刀具和加工過程的降溫冷卻,是CNC機加工的基本要點。

 

 

6.切割/帕姆板材料一般適用于電子開料機、裁板機、鋸切、銑切、水刀切割等切割方法,其中以超高壓水刀冷切割方法為最佳推薦。

 

水刀屬冷切割,分為無砂水切割(純水切割)和有砂水切割,兩者均不會改變帕姆透明材料的物理品質和化學性質。 因為無砂水切割得到的切割面光潔度更好,可以達到類拋光效果,根據需切割帕姆板厚度和水刀設備允許條件,建議使用超高壓無砂水切割;在切割帕姆Pasmo超厚透明板(超過200MM厚度)時,亦可以使用有砂水切割, 即在高壓水中混入石榴砂、金剛砂等磨料輔助切割, 可提高水刀的切割速度和切割厚度,其中磨料粒徑越小,其射流拋光效果越好,切割面光潔度越高。 目前在中國,水刀的最大工作壓力已經超過了520MPa超高壓技術,甚至可以切割厚度超過300MM的鋼板,技術較為先進的已經達到了4軸、5軸、6軸水刀,基本可以滿足對機加工透明件任意曲線的一次性復雜切割加工。

 

根據切割設備精度及切割材料厚度,水刀切割可達到的最優尺寸精度小于0.1mm;根據刀嘴直徑大?。?.1-0.4MM直徑)及所切割材料尺寸厚度,目前水切割的切縫寬度介于0.3—1.8mm。

 

 

7.鉆孔/使用麻花鉆開孔時,其螺旋角的范圍建議為12~16°,為了便于排屑,螺旋槽要保持光滑無粘黏物,并需要注意對刀頭及加工面進行冷卻降溫;當加工內徑較大的孔時,要進行分步鉆孔或采用空心鉆;鉆孔時,特別注意要使用較鋒利的鉆頭,以避免造成刀具及加工面損壞。當帕姆板需要開受力結構的孔時,建議孔/邊距要大于板材厚度,孔/孔距要大于三倍板材厚度。需要注意的是,開螺栓固定孔時,考慮材料脹縮系數影響,螺孔直徑要略大于螺桿直徑。

 

 

8.鏜空/帕姆透明厚板CNC鏜空/孔機加工,當帕姆透明板需要做成厚壁圓筒透明件、挖孔、半透孔件、內空透明件時, 鏜是典型的CNC透明件內部加工方法。

 

開啟CNC鏜床工序,配合以銑、鉆、磨等加工方法,使用合適的刀具可以對帕姆Pasmo特種透明材料進行鏜空機加工的步驟。鏜孔可分為通透孔、錐孔和不透孔等加工技術,根據帕姆板厚度規格,可做成任意內孔徑及任意壁厚的筒件。

 

對精度和表面光潔度要求很高的建議使用精密鏜削,一般需要用金剛鏜床,并采用金剛石、硬質合金、立方氮化硼等超硬材質的刀具。 先經過粗鏜、半精鏜和精鏜工序預加工, 并為精密鏜削工序留下盡可能薄而均勻的加工余量。 精密鏜削工序一般建議調適0.02~0.08mm/r的微小進給量,0.05~0.1mm的切削深度,高于普通鏜削的切削速度。 使用精密鏜削的機加工精度可以達到IT6~5精密級,表面粗糙度可以達到Ra0.2~0.08μm微米級類拋光效果,達到很高的帕姆板透明度,基本可以免去拋光工序。

 

 

9.拋光/可以采用正常的銑切、磨削、粗拋、研磨、精拋的傳統機械方式處理,建議粗磨深度0.06-0.2mm,精磨深度建議0.01-0.05mm,磨削加工中注意磨具轉速及接觸面冷卻降溫。 對于要求帕姆板加工面光滑度及透明度較高的精拋處理時, 機械精拋建議610-750r/min, 亦可以使用羊毛墊拋光;當小面積需要精拋時, 一般按手工精拋使用浸專業精拋膏的脫脂棉以1kgf的力度壓覆在拋光面上,均力勻速做拋光范圍的貼合運動。 CNC設備具備條件的, 可使用單晶金剛石刀具超精密切削加工技術,其得到的加工面可以直接達到Ra0.2以下的類鏡面拋光的高精度效果,粗糙度達到8rms,優于美國船級社透明材料32rms的相關技術標準。

 

帕姆板出廠時都會雙面覆蓋高透保護膜, 為保護板面不受外力損傷,要求帶保護膜上機臺加工,保持夾持機構和工作臺的清潔,并盡條件的在夾持機構及工作臺做好保護,不損壞非加工面,加工完成后再撕掉保護膜紙,非緊急情況不得中斷加工過程。 另外,在加工時需要注意的是,盡量保留帕姆板原板面作為工件重要或較大的主外形面,在減小加工工作量的同時,可以保持原有較高的光學透明度。

 

一般我們的材料都會給用戶保留余量尺寸,第一次加工帕姆材料的,建議先使用邊料或預留大加工余量做好試驗, 掌握好使用加工工具及靠譜的加工技術。

 

 

10.冷卻降溫/a.選用鋒利的單晶金剛石刀具或硬質合金刀具,銑削用刀直徑盡可能要小。

b.刀頭冷卻降溫, 給刀具大流量澆淋中性冷卻液,用壓縮空氣通過氣管吹擊切削區的加工屑及刀具面,以降低切削區加工溫度,亦可防止碎屑粘刀發生。

c.保持刀頭銳利,并適當增加切削刀具的前角和后角,建議前角 0~10°、后角2~5°,以降低加工摩擦熱。

d.適當提高切削速度,建議200~320mm/min,進給量建議0.05~0.25mm/r,切削深度建議0.05~0.25mm。

 

 

11.退火/帕姆板出廠時已經過退火等工藝程序, 在特高端或超精密應用領域需要再退火處理的, 一般采用空氣為熱介質的退火方案,把帕姆板置于空氣爐中,以1℃/min的均勻溫度緩慢加溫至100±3℃, 按材料厚度1mm/10min計算保溫時間,后以最大可允許冷卻速率10℃/h的均勻溫度緩慢將至常溫狀態,完成退火程序。

 

 

12.特殊需求/帕姆板屬超高分子非晶聚合物材質, 理論及實際都可以支持熱加工方式, 但鑒于材料的特殊性(高強韌度特種透明材料,且目前國內無生產技術)、熱加工設備的非通用性(一般需要針對用戶工件需求一對一刻模具)、 熱加工技術性(一般技術要求高,帕姆板類型的熱加工多需要專用的精密設備),故不建議帕姆板進行熱加工操作。

 

如果CNC等冷加工方式滿足不了用戶需求, 例如需要大型不規則透明件、透明多邊異形件、透明型腔半球體件、透明半球體件、透明球體件、大型透明鏜空件、大型透明弧體件等,建議聯系帕姆Pasmo定制生產。 帕姆Pasmo特種透明材料致力于為高端工業用戶提供專業化多類型解決方案,解決用戶實際問題。

 

 

13.安裝固定/易安裝操作:得益于帕姆板材質優異的機械特性(高強度與高韌度同時存在),可以直接打孔采用螺栓固定、鉚釘固定、法蘭固定、框架固定等,與安裝主體牢固結合,簡單方便易于密封;用作耐壓力領域時,且可以有效增加材料的徑向拉應力及軸向切應力對介質壓應力的分力作用,提升安全系數,達到更佳的耐壓使用效果;需要注意的是,考慮材料脹縮系數影響,螺孔直徑要略大于螺桿直徑。選用大頭螺栓以避免鎖緊力過于集中,并輔以密封墊圈,螺孔和以中性膠密封。

 

 

14.粘接方式/帕姆板用于耐壓設備或受力結構時,粘接強度最高的是三氯甲烷熔融膠,此膠國內有很多賣的, 其最高粘接強度的剪應力可以達到18到23Mpa兆帕,可以做結構膠使用。 需要注意的地方是粘接面不能有水分、灰塵、油污, 最好雙面均勻涂膠,粘接面結合后不要移動防止有氣體進入,固定后48小時可以達到最強粘結力。還需要注意的地方是三氯甲烷類熔融膠有熔融腐蝕性質,除粘接面以外的其它板面不能沾上膠水。用于非耐壓或非受力結構粘接時,一般密封粘接用普通中性膠水膠劑即可。

 

 

注:請根據不同的加工設備、使用刀具、加工方法、加工要求等適時做最合適的調整,以上謹供參考。

特種透明材料帕姆板CNC機械加工

 

的技術參考

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