פוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMWPE, UHMW) הוא תת-קבוצה של הפוליאתילן התרמופלסטי.ידוע גם כפוליאתילן בעל מודול גבוה, (HMPE), ...
פוליאתילן בעל משקל מולקולרי גבוה במיוחד (UHMW-PE) הוא תרמופלסטי הנדסי עם משקל מולקולרי של יותר מ-3.1 AMUs (יחידות מסה אטומית).המשקל המולקולרי הגבוה משפר מספר תכונות פיזיקליות חשובות, לא פחות מהן עמידות בפני שחיקה יוצאת דופן, חוזק פגיעה גבוה ומקדם חיכוך נמוך.בנוסף, לפולימר עמידות כימית טובה, מאפייני שיכוך קול מצוינים, תכונות בידוד דיאלקטרי וחשמלי מעולות והוא אינו סופג לחות.
תכונות אלו, בשילוב עם קלות העיבוד, הופכים את UHMW-PE, לחומר חסכוני העומד בדרישות ה-FDA וה-USDA למגע ישיר עם מזון, הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות המזון, המשקאות, הרפואה והתרופות.האיכות הלא-נקבובית של UHMW-PE מעכבת את הצמיחה של פטריות או חיידקים.UHMW-PE נמצא בשימוש נרחב גם בתעשיות טקסטיל, עיבוד כימי, עיסת נייר, כרייה, ימית, פלדה, מים וביוב, טיפול בחומרים בתפזורת וחקלאות.
ניתן לשפר את תכונות UHMW-PE באמצעות שימוש בתוספים כגון חומרי צבע, מייצבי UV וחום, חומרים אנטי סטטיים, חומרי מילוי עמידים בפני שחיקה וחומרי סיכה מפחיתי חיכוך.ניתן להשתמש במתכות או עפרות כדי להגדיל את המשקל ולהפוך את הפולימר לזיהוי מגנטית, בעוד שחומרי מילוי אחרים מגבירים את טמפרטורת הפעולה הסביבתית.
מכיוון ש-UHME-PE הוא פולימר חצי-גבישי, יש לסנטר אותו על ידי יציקת דחיסה או שחול כבש.חישול, לפני העיבוד, מסייע להסיר את העיבוד לחוץ שנגרם על ידי סינטר.חלקים מעובדים מוגמרים יכולים גם להיות חישול, אבל חלקים כאלה חייבים להיות קבועים במהלך תהליך הקירור כדי לאפשר הצטמקות במהלך החישול.עיבוד גס צריך להיעשות לפני הפגת מתח, כך שניתן יהיה להתאים את השינויים הממדים במהלך העיבוד הסופי.
UHMW-PE זמין ביריעות, מוטות וצינורות סטנדרטיים לייצור חלקים יציבים ממדים, ניתן לנסר, לכרסם, לסובב, להקצע, לקדוח או לנקב.כלי חיתוך צריכים להיות בעלי זוויות גריפה גבוהות ומרווח ספינה מספיק כדי למנוע סתימה.קצבי ההזנה צריכים להיות גבוהים כך שיאפשר לכלי החיתוך זמן מינימלי לחמם את החומר על ידי חיכוך.יש להקפיד לשמור על חדות הכלים מכיוון ש-UHMW-PE יכול להקהות במהירות את קצוות החיתוך של הכלים, ולגרום לעיוות חלק.ניתן להשיג גימור משטח באיכות גבוהה על ידי שימוש בכלי חיתוך מתאימים, אם כי ניסיונות לשפר גימורים גרועים על ידי שיוף או שיוף יגרמו בדרך כלל להרעת המראה.
רוב תהליכי העיבוד מחזיקים בסובלנות של בין +/-.005 ל-+/-.010.עם זאת, חיתוך רצועות מסור באורך, בדרך כלל יותר יהיה +/-.030, שכן השיעור הגבוה למדי של התרחבות תרמית ליניארית והתכווצות UHMW-PE הופך את אורך החתיכה לפגיע לשינויים סביבתיים.
תהליכי עיבוד שבבי
ניסור: עבור ניסור עגול, להבים בעלי קצה קרביד נותנים את התוצאות הטובות ביותר.להב בקוטר 12-14 אינץ' צריך להיות בעל כ-24 שיניים.מהירויות הזנה יכולות לנוע בין 10 ל-40 רגל לדקה.עבור ניסור רצועה מומלצים להב עם שלוש שיניים לאינץ', סט רקר ומנג'ר חיובי.מהירויות הזנה נעות בין 10 ל-40 רגל לדקה.
סיבוב: השתמש בסיבי כלי פלדה מהירים עם מרווח קדמי וצידי של 10 אינץ' ומגרפה של 15-30 אינץ'.נדרשות מהירויות חיתוך נמוכות יותר של בין 600 ל-1,000 רגל לדקה.עם זאת, לעתים קרובות יש צורך לרוץ בסל"ד גבוה יותר כדי לשמור על שבבים נקיים מהמכונה.נוזלי חיתוך לא צריכים להיות נחוצים, אבל פיצוץ של אוויר דחוס יסייע לפעמים בהסרת שבבים.כאשר מנסים להשיג סובלנות קרובה או חלק בעל דופן דק מאוד ב-UHMW-PE, מכונה במעברים.הסר את רוב החומר במעבר הראשון, ואז תן ליצירה לשבת ולנוח למשך הלילה.
כרסום: חותכים המיועדים לעיבוד אלומיניום נותנים את התוצאות הטובות ביותר.מוצעת מהירות חיתוך של 600 עד 1,800 רגל לדקה, עם קצב הזנה של כ-0.01 אינץ' לכל סיבוב.סיבי נתב עובדים היטב עבור חריצים וכרסום קל.
הקצעה: משטחי עץ מפחיתים בקלות את העובי ומגבירים את פני השטח של UHMW-PE.מכונה קשיחה עם להבים חדים תעניק הסרת מלאי יעילה מאוד וגימור משטח טוב.כדי למזער את פוטנציאל העיוות בעת עיבוד UHMW-PE, יש לשטח חצי מהעובי הרצוי מכל צד של הגיליון.
קידוח: מקדחות קונבנציונליות במהירות גבוהה מתאימים לרוב יישומי הקידוח.לביצועים מיטביים, השתמש במקדחי סליל נמוכים מיוחדים עם חלילים מלוטשים.קידוח חורי פיילוט לפני קידוח חור גדול אינו מומלץ עבור UHMW-PE, מכיוון שתכונותיו גורמות למקדחה לתפוס ולמשוך את עצמו לחומר.
השחזה/שיוף: בשל תכונות העמידות בפני שחיקה של UHMW-PE, השחזה והשיוף בדרך כלל אינם יעילים.למעשה, השחזה עלולה לגרום לחומר להימס ולהימרח, וכתוצאה מכך גלגל שחיקה סתום.
UHMW-PE שונה עם תוספים כגון זכוכית או תחמוצות מתכתיות יביא לקיצור חיי הכלי.למרות שכלי קרביד יוסיפו חיים לכלי, הוא דורש מהירויות והזנות גבוהות יותר.חומרים מסוימים עם אחוז גבוה מאוד של תוספים שוחקים אינם מעשיים לעיבוד שבבי בכל שיטה.
גיבוש וריתוך
ניתן ליצור UHMW-PE בצורה חמה במהלך העבודה כדי ליצור כיפופים וזוויות פשוטים המקלים על ההתקנה.לא משנה באיזו שיטה נבחר - לפיד, דוד חשמלי, תנור או אמבטיה - יש לנקוט משנה זהירות ולעשות כל מאמץ לא לחמם יתר על המידה את החומר.UHMW-PE, כמו כל פלסטיק, יישרף בתנאים לא מתאימים.בנוסף, מחזור הקירור המלא יהיה ארוך במקצת ממחזור החימום בשל מאפייני שימור החום הגבוהים של UHMW-PE.קירור לא אמור להתרחש על משטחי בטון או מתכת מכיוון שהתהליך יהיה מהיר מדי ועלול להכניס מתח נוסף לחומר.המלצה נוספת היא לכסות את החומר בשמיכת בידוד העשויה מחומר כמו פיברגלס.
לעתים קרובות נעשה שימוש ב-UHMW-PE ליצירת קר כאשר יש צורך להתאים עקומות וזוויות.בין אם משתמשים במכבש בלמים, גלגול, עיצוב ידני או שימוש בברגים כדי לצייר וליצור את היצירה במקום, הזווית והקימורים חייבים להיות כפוף יתר על המידה ב-75 עד 100 אחוזים כדי לפצות על אפקט הקפיצה של UHMW-PE.ניתן להפחית את הפוטנציאל לסדקים במתח על ידי שימוש ביריעות בגודל 3/8 אינץ' או דקות יותר בעת יצירה קרה.
ניתן להשיג ריתוך ספין או חיכוך באמצעות מחרטת מכונה רגילה המסוגלת ל-550 עד 560 סל"ד עם יכולת להפסיק להסתובב ברגע שהבלם מופעל, וצלחת גיבוי מתכתית מפלדה ¼" בקוטר של מעט פחות מהאוגן. OD.ריתוך מסוג זה צריך 48 שעות של התגבשות מלאה לפני שניתן להכניס את הצינור לשירות.
תחת, או פלטה חמה כדי לחבר יריעות שטוחות לחתיכות או סלילים ארוכים, מחייבת שימוש בכלי חימום מתכתי, מצופה בחומר נון-סטיק, המסוגל להגיע לטמפרטורה הדרושה כדי להביא את הפולימר למצב מותך.תהליך זה מצריך שימוש בציוד הפרעה מיוחד להשגת ריתוכים אחידים בחוזק של בין 85 ל-100 אחוז מחוזק החומר המקורי.
דבקים
מקדם החיכוך הנמוך, המשטח הלא נקבובי של UHMW-PE מקשה על כל דבק לחדור לתוך הפולימר וליצור קשר.התייעץ עם ספק הדבק שלך לגבי נהלים מומלצים לחיבור UHMW-PE למצעים שונים, אם כי מחברים מכניים מומלצים לרוב היישומים.
זמן פרסום: 24 בינואר 2018