Materiaaliopas
POM, polyoksimetyleeni
POM eli asetaali on muovi, jonka valitset kun mittojen on pidettävä. Kova, muodonpysyvä ja helposti koneistettava, kitka alhainen. Klassinen perusta tarkkuusosille ja liukulaakereille, olipa valinta POM C tai kovempi POM H.
Mikä se on
POM tarkoittaa polyoksimetyleeniä ja sitä kutsutaan usein asetaaliksi. Tekninen muovi, jonka erottaa korkea jäykkyys, kova pinta ja hyvä mittapysyvyys myös kosteassa. Siinä missä nylon turpoaa kosteudesta, POM pysyy paikallaan, ja juuri se on materiaalin koko juju. Sitä on helppo sorvata ja jyrsiä tiukkoihin toleransseihin, ja mitat pitävät jälkeenpäin. Lisää tähän alhainen kitka ja hyvä kulutuskestävyys, niin ymmärrät miksi POM on vakiovalinta mekaanisiin tarkkuusosiin. Ryhmässä on kaksi laatua, POM C ja POM H, jotka eroavat hieman kovuudessa ja jäykkyydessä.
Ominaisuudet
Korkea muodonpysyvyys, mitat pitävät myös kosteassa
Kova pinta ja hyvä jäykkyys, kantaa kuorman muotoaan menettämättä
Alhainen kitka ja hyvä kulutuskestävyys, liukuu hiljaa ja pehmeästi
Helppo koneistaa tiukkoihin toleransseihin, kiitollinen sorvissa ja jyrsimessä
Hyvä väsymiskestävyys, kestää toistuvaa kuormitusta
Rajallinen kosteudenimeytyminen nyloniin verrattuna
Yleiset käyttökohteet
POM istuu hammaspyörissä, liukulaakereissa, liukukiskoissa, rullissa, ohjaimissa, venttiilikomponenteissa ja tarkkuusosissa, joiden on sovittava täsmälleen. Kun suunnittelija tarvitsee osan, jonka tiukat mitat eivät saa elää ajan myötä, tai hiljaisen ja kevytkulkuisen laakerin, vastaus on usein POM. Muodonpysyvyytensä ansiosta se on tavallinen myös pumppu- ja venttiiliosissa.
Rajoitukset
POM ei ole korkean lämpötilan muovi, ja kemikaalienkestävyys väkeviä happoja vastaan on rajallinen, siihen sopii paremmin fluorimuovi kuten PVDF tai PTFE. Materiaalia ei myöskään liimata niin kuin muilta muoveilta odottaisi, pintaan on vaikea saada liimaa tarttumaan, joten varaudu mekaaniseen kiinnitykseen. Osiin, jotka vaativat korkeaa iskunkestävyyttä kylmässä, nylon tai PC voi olla parempi valinta.
POM-laatumme kestävät 100 °C jatkuvassa käytössä ja 140 °C lyhytaikaisesti, alaspäin -40 °C:seen, ja sulamispiste on noin 166 °C.
Laadut ja variantit
POM-laatuja on kaksi, ja ne ratkaisevat eri tarpeita. Ne eroavat hieman kovuudessa ja jäykkyydessä, mutta toimitetaan tyypillisesti luonnonvärisenä, ellei toisin mainita.
Peruslaadut
- POM C, kopolymeeri (copolymer). Yleisin laatu, hyvä kemikaalienkestävyys ja vakaa koneistuksessa. Ensisijainen valinta useimpiin osiin.
- POM H, homopolymeeri. Hieman kovempi ja jäykempi, osiin joissa tarvitaan äärimmäistä jäykkyyttä ja kulutuskestävyyttä. Happoja ja väkeviä emäksiä se kestää kuitenkin huonommin kuin POM C, joten kemiallisessa ympäristössä kopolymeeri on turvallisempi valinta.
POM-laadut toimitetaan tyypillisesti luonnonvärisenä, ellei toisin mainita.
Koneistus
POM on ehkä kiitollisin koneistettava materiaali, jota myymme. Sitä sahataan, jyrsitään, porataan ja sorvataan tiukkoihin toleransseihin, ja mitat pitävät jälkeenpäin. Pinta ei sen sijaan ota liimaa, joten varaudu puristussovitteeseen tai ruuviin. Jos osan pitää pysyä todella tiukoissa mitoissa, kannattaa poistaa jännitykset rouhinnan ja viimeistelyn välissä.
Toimitettavat muodot
POM:ia on levyinä, pyörötankoina, putkina ja onttotankoina laajalla mittavalikoimalla. Muodot ja mitat näet valikoimasta. Haluatko palan määrämittaan sahattuna? Syötä mitat VisualCutteriin, niin näet hinnan heti.
Syventävää tietoa
POM, PA vai PEEK, miten valitset?
Kolme materiaalia nousee aina esiin laakeriholkeissa, hammaspyörissä ja liukupaloissa: POM C, PA6 G ja PEEK. Hintaero on 50-kertainen, mutta suorituskykyero on paljon vähemmän dramaattinen. Ratkaisevaa on PV-luku, siis pintapaineen ja liukunopeuden tulo, ei lämpötila sinänsä. Sallittu PV ei ole vakio: materiaali joka kestää korkean paineen matalalla nopeudella voi kuumeta matalalla paineella ja korkealla nopeudella, vaikka PV-luku on sama.
Lämpötila on toissijainen kysymys. POM C menettää noin puolet PV-luvustaan 80 °C:ssa. PA6 G yltää käytännössä 100 °C:seen, tai 120 °C:seen MoS2-lisäaineella. PEEK säilyttää yhä noin 70 prosenttia jäykkyydestään 200 °C:ssa. Ympäristö ratkaisee, tarvitaanko fluoripolymeeriä: POM C kestää öljyjä ja rasvoja mutta ei happoja eikä väkeviä emäksiä, PA6 on hygroskooppinen ja sen mitat muuttuvat 2-3 prosenttia täydessä kosteuskyllästyksessä, PEEK on inertti lähes kaikelle paitsi väkevälle rikkihapolle.
- Käyttö alle 80 °C:ssa, kuiva tai öljyinen ympäristö ja PV alle 0,10: aloita POM C:stä. Se maksaa murto-osan PEEK-hinnasta ja on koeteltu sadoissatuhansissa sovelluksissa.
- Korkeampi lämpötila, vaihteleva kosteus tai vaihtuva kuorma: siirry materiaaliin PA6 G. Valettuna suurempiin mittoihin, imee kosteutta hitaammin kuin ekstrudoitu PA6, ja hinta on yhä järkevä.
- PEEK silloin, kun tarvitset yhtä aikaa korkeaa lämpötilaa, kemiallista kestävyyttä ja alhaista kitkaa, tai kun paino on kriittinen. Älä valitse PEEK-materiaalia sovellukseen, josta POM selviää.
Syöttönopeus POM C:n jyrsinnässä
POM C on kiitollinen jyrsittävä. Se ei ole hiovaa, työstö etenee nopeasti ja pinnasta tulee hyvä, mutta materiaali on lämpöherkkä yli 120 °C:ssa ja väärä syöttö tuottaa sulaneet reunat ja pilalle menneet toleranssit. Ohjearvot kovametallityökalulla ilman jäähdytystä: leikkuunopeus 300-500 m/min, syöttö hammasta kohden 0,05-0,15 mm halkaisijalla 8-16 mm, leikkuusyvyys enintään puolet halkaisijasta. Lastunpoisto on tärkeämpää kuin lastunkatkaisu, sillä POM tuottaa pitkiä sitkeitä lastuja, jotka kiertyvät herkästi terän ympärille.
Jäähdytä paineilmalla emulsion sijaan. POM ei kärsi vedestä, mutta emulsiojäähdytys tuottaa jatkuvassa käytössä usein mikrosäröjä pintaan. Paineilma 5-6 bar terälle suunnattuna riittää pitkälle ja pitää lastut kurissa. Sulanut pinta johtuu liian pienestä syötöstä suurella kierrosluvulla, jolloin terä hankaa sen sijaan että leikkaisi: nosta silloin syöttö hammasta kohden vähintään 0,08 mm:iin. Jopa 0,1 mm:n mittapoikkeama valmiissa osassa tulee jyrsinnän aikaisesta lämpölaajenemisesta, POM laajenee 110 µm metriä ja astetta kohden, joten mittaa vasta kun osa on jäähtynyt huoneenlämpöön.
Toleranssit muovissa, mitä sinun on hyvä tietää
Piirustus joka toimii teräksessä voi antaa muovissa puristussovitteen 25 °C:ssa ja välystä 5 °C:ssa. Kolme aluetta, joita klassiset konepajakäsikirjat tuskin käsittelevät, ratkaisevat lopputuloksen: lämpölaajeneminen, kosteudenimeytyminen ja relaksaatio. Lämpölaajeneminen on 4-10 kertaa suurempi kuin teräksellä: teräs on noin 12 µm metriä ja astetta kohden, POM C 110 µm, PE-1000 200 µm. Halkaisijaltaan 80 mm:n POM-holkki muuttuu 0,7 mm talvi- ja kesäkäytön välillä. Laske asennusvälys aina alimmassa käyttölämpötilassa, ei 20 °C:ssa, ja lisää 0,5-1 prosenttia halkaisijasta ylimääräiseksi välykseksi hammaspyörille ja laakereille, joiden kuorma vaihtelee.
Kosteudenimeytyminen koskee nylonia. PA6 ja PA6 G imevät jopa 3 prosenttia painostaan täydessä ilmankosteudessa, ja mitat muuttuvat suunnilleen saman verran: PA6-osa, jonka pituus on 100 mm, kasvaa 2-3 mm kuivasta toimituksesta kosteuskyllästykseen. Tasaannuta osa kosteassa ympäristössä ennen viimeistelykoneistusta, tai valitse POM C, joka imee alle 0,4 prosenttia kosteutta. Relaksaatio on kolmas alue: muovi ei kutistu takaisin kuten teräs. POM-ruuviliitos menettää esikiristystään ajan myötä, 15-25 prosenttia ensimmäisen viikon aikana ja sen jälkeen hitaasti kohti tasannetta, joten suunnittele jälkikiristys tai jousialuslevy, jos liitos on kriittinen.