日本三菱 POM Kepital TB-21 POM是一款具有極其優(yōu)勢的綜合性能的熱塑性工程塑料, 尤其是其本身就具有良好的力學(xué)性能和理想的自潤滑性, 因此被廣泛應(yīng)用于傳動(dòng)部件和機(jī)械制造等領(lǐng)域但POM缺口沖擊強(qiáng)度低、韌性差, 極大地限制了其應(yīng)用。因此對(duì)POM進(jìn)行改性, 提髙其抗沖擊性能具有重大的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。對(duì)POM的增韌改性可以采用剛性粒子增韌、碳纖維增韌、馬來酸酐接枝的乙烯一丙稀一丁稀共聚物橡膠類聚合物增鈕, 還可以采用熱塑性聚氨酯彈性體增韌。但這些方法都存在一定問后的POM的拉伸強(qiáng)度以及彎曲模量等力學(xué)性能下降幅度大
聚甲醛材料在光學(xué)冷加工中的應(yīng)用
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM工程塑膠材料是20世紀(jì)60年代興起的一種新型材料,在國外被稱為“奪鋼”或者是“超鋼”。聚甲醛具有超強(qiáng)的強(qiáng)度、硬度和剛性。能夠在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤滑性,并富有彈性,此外它還有較好的耐化學(xué)品性,這些都是光學(xué)冷加工中夾具所要具有的特性。
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM的合成方法主要分為兩大類,甲醛和聚甲醛均聚縮醛共聚物的共聚,占總量的80%。熔點(diǎn)與均聚甲醛和共聚甲醛的機(jī)械強(qiáng)度高于共聚甲醛,略低于熱穩(wěn)定性好,成型溫度范圍窄,與甲醛共聚物的穩(wěn)定性和耐化學(xué)性優(yōu)于POM,易于加工,應(yīng)用范圍廣。聚甲醛均聚物,1959年,美國杜邦公司成功開發(fā)了聚甲醛均聚物。在50%甲醛水溶液的生產(chǎn)工藝為原料,先與異辛醇反應(yīng)生成半縮醛,得到高純度甲醛脫水,熱裂解,在由兩個(gè)三氟化硼乙醚絡(luò)合物在惰性溶液懸浮聚合,液固分離后,干燥獲得粗聚合物粉末,然后通過酯化處理,聚合物和添加劑混合,穩(wěn)定混合擠壓造粒后得到成品。
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM材料的特點(diǎn)
均聚材料具有很好的延展強(qiáng)度,抗疲勞強(qiáng)度。共聚材料有很好的強(qiáng)穩(wěn)定性,化學(xué)穩(wěn)定并易加工。聚甲醛是表面光滑,有光澤硬而致密的材料,具有優(yōu)異的綜合性能,這些性能能夠滿足光學(xué)冷加工中夾具的要求。光學(xué)冷加工傳統(tǒng)夾具用料多為黃銅,有剛度,耐磨,又有韌性,可黃銅的價(jià)格昂貴。鋼太硬,透鏡邊緣易蹦脆,又在磨削液中易腐蝕,所以聚甲醛材料是既有剛度又有韌性,價(jià)格低廉的*好選擇。下表列出了幾種材料的性能參數(shù)做一比較。
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM材料用于光學(xué)冷加工的優(yōu)點(diǎn):
(1)密度小。聚甲醛材料比其他金屬材料都要輕,對(duì)于我們要加工的透鏡玻璃材料可減少破損;
(2)抗疲勞性能好。在低應(yīng)力的交變載荷作用下,聚甲醛材料的破壞從纖維或基體的薄弱環(huán)節(jié)形成裂紋,逐漸擴(kuò)展到基體與纖維的接合面上。接合界面有阻止裂紋擴(kuò)展或改變擴(kuò)展方向的作用;
(3)力學(xué)性能和剛性好。在光學(xué)透鏡精拋過程中夾具既要做高速旋轉(zhuǎn)又要左右擺動(dòng),這就要求夾具材料力學(xué)性能好,又要有一定的剛度來保證透鏡在磨削過程中的中心厚度要求
(4)材料性能可以設(shè)計(jì)。主要表現(xiàn)在可根據(jù)載荷種類、透鏡的各種面形、大小、使用要求和工藝條件來對(duì)結(jié)構(gòu)的形式、尺寸、厚度進(jìn)行設(shè)計(jì),使它更好地為光學(xué)加工來服務(wù);
(5)加工性能好。光學(xué)冷加工中的各種夾具都與透鏡的面形相當(dāng),使透鏡放置到里面既貼合又要舒適,所以對(duì)加工的R面要求較高,而聚甲醛材料既具有塑性又有一定的剛性滿足這一要求;
(6)有較好的耐化學(xué)品性。光學(xué)冷加工各工序都要輔助弱酸弱堿性化學(xué)品,這都要求夾具所選材料要有這一性能。
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM材料在光學(xué)冷加工中的夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)要求:
(1)以加工雙凸透鏡為例來看夾具,為了保護(hù)好透鏡的邊角,另一個(gè)已加工好的R面要求夾具材料要有一定的韌性彈性;(2)在研磨過程中要加工R值要**到小數(shù)點(diǎn)后四位,還要保證透鏡的中心厚至小數(shù)點(diǎn)后兩位,所以在加工中材料要有一定的剛性,否則透鏡下來后R面光圈易變,這都是不允許的;(3)材料還要求要光滑。透鏡研磨好后,既要檢查R面,中心厚,還對(duì)表面光潔度要求很高。表面光潔度要求在6倍放大鏡下檢查不能有點(diǎn)子和劃傷的道子。這樣在設(shè)計(jì)夾具時(shí)接觸透鏡面的部分要光滑不至于在加工工程中對(duì)鏡片劃傷而破壞透鏡表面質(zhì)量;(4)光學(xué)冷加工過程中都附有各種切削液。如粗精拋過程中的切削液中都顯弱堿性,所以要求夾具材料具有耐化學(xué)品性。
日本三菱 POM Kepital TB-21 POM價(jià)格優(yōu)勢
以前我們?cè)谖覀儌鹘y(tǒng)加工中夾具用材料是黃銅,但是黃銅的市場價(jià)格是67元/kg,而聚甲醛材料的價(jià)格是26元/kg。而1kg聚甲醛材料所加工的零件個(gè)數(shù)是黃銅材料零件個(gè)數(shù)的五倍。這樣比較下來聚甲醛材料是銅材料成本的十分之一。按照這樣的計(jì)算成本,就本企業(yè)每月的實(shí)際生產(chǎn)100萬透鏡,將要獲得比原先多百分之十的利潤。這樣對(duì)于競爭日益激烈的光學(xué)冷加工行業(yè)是一個(gè)很大收益。就目前鏡頭市場原材料不斷上漲,而鏡頭產(chǎn)品不斷降價(jià)的現(xiàn)狀是一個(gè)有利的局勢,是我們企業(yè)立足于光學(xué)產(chǎn)品市場于不敗之地的一個(gè)重要舉措。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
我企業(yè)自投入使用聚甲醛材料做光學(xué)冷加工工裝夾具已有五年之久。實(shí)踐證明,聚甲醛材料所制作的夾具尺寸穩(wěn)定,對(duì)透鏡的劃傷崩邊二次破壞小,在加工過程中和各種切削液不化學(xué)腐蝕。在夾具面形加工中好加工,尺寸易保證,對(duì)切削刀具磨損小,加工效率高。它的力學(xué)性能和剛性及各種性能均能達(dá)到夾具設(shè)計(jì)的要求,在提高光學(xué)產(chǎn)品加工效率的同時(shí)節(jié)約了成本,增加了企業(yè)效益。聚甲醛材料在光學(xué)加工中是可行、可靠、上等、價(jià)廉物美的。
結(jié)語
聚甲醛材料具有優(yōu)異的性能是光學(xué)冷加工工裝夾具的理想材料,是降低光學(xué)產(chǎn)品成本的有效途徑之一,也是光學(xué)加工輕量化、高效能化、增加效益的必然趨勢。隨著新技術(shù)新材料的不斷發(fā)展更新,聚甲醛材料將會(huì)在光學(xué)冷加工中得到更廣泛的應(yīng)用。