Usinage Téflon/PTFE :Conseils, avantages &applications

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE), plus connu sous le nom de marque Teflon, est un thermoplastique synthétique fluoropolymère qui peut être utilisé pour une gamme d'applications, des poêles à frire antiadhésives aux dispositifs médicaux.

Résistant aux produits chimiques et stable même à des températures élevées, le téflon est un matériau populaire pour de nombreuses applications spécifiques, malgré ses propriétés mécaniques médiocres. Comme c'est le cas pour les poêles à frire antiadhésives, il est parfois utilisé comme revêtement plutôt que comme matériau de base, et il peut être fabriqué de plusieurs façons.

L'usinage CNC est l'un des meilleurs moyens de fabriquer des pièces en téflon. Cet article examine les tenants et les aboutissants de l'usinage du téflon :ses propriétés matérielles, les avantages de son usinage, les applications courantes, etc.

Qu'est-ce que le téflon ?

Le PTFE est un thermoplastique et un polymère fluoré de tétrafluoroéthylène. Le nom «Teflon» est un nom de marque de la société chimique américaine Chemours, une spin-off du géant chimique DuPont (maintenant DowDuPont). Fait intéressant, le matériel a été initialement découvert par erreur.

Solide blanc à température ambiante, le PTFE est composé uniquement de carbone et de fluor. Il est hydrophobe, a un frottement incroyablement faible et est non réactif en raison des liaisons très fortes entre le carbone et le fluor, l'une des liaisons les plus fortes existantes en chimie organique. En raison de sa faible friction, c'est la seule surface à laquelle un gecko ne peut pas adhérer ! — Le téflon est souvent utilisé comme lubrifiant.

Le point de fusion du PTFE est de 327 °C, et d'autres propriétés du matériau incluent la résistance, la ténacité et l'autolubrification à basse température.

Avantages de l'usinage du Téflon

L'usinage au Téflon présente plusieurs avantages, notamment les avantages matériels inhérents au PTFE et les avantages dérivés du processus d'usinage.

Les avantages matériels de l'usinage du téflon incluent :

• Résistant aux produits chimiques
• Résistant aux UV/aux intempéries
• Résistant à l'eau ; hydrophobe
• Haute résistance aux chocs
• Bon isolant électrique
• Flexible même à basse température
• Stabilité thermique entre -260°C et 260°C
• Très faible coefficient de frottement
• Faible inflammabilité
• Sans danger pour les aliments
• Facile à nettoyer

Les avantages du processus d'usinage du téflon incluent :

• Facilement usinable grâce à sa douceur et sa densité
• L'excellente stabilité thermique empêche la déformation des pièces et le colmatage des outils

Limites de l'usinage du Téflon

• Coefficient de dilatation élevé
• Fluage de contrainte
• Difficile d'atteindre des tolérances serrées
• Mauvaises propriétés mécaniques
• Mauvaise stabilité dimensionnelle
• Risque de bavures dû à la douceur du matériau

Applications de l'usinage Téflon

Le téflon n'est pas le matériau le plus polyvalent pour l'usinage CNC, mais il a des applications de niche importantes en raison de ses propriétés souhaitables comme la stabilité thermique et un faible coefficient de frottement.

Environ la moitié de tout le PTFE dans le monde est utilisé pour l'isolation des fils, mais le câblage et son isolation ne sont pas réalisés à l'aide de machines CNC. L'autre utilisation la plus connue du téflon est pour les revêtements antiadhésifs sur les ustensiles de cuisine en aluminium; dans ce cas, le Téflon sous sa forme liquide est pulvérisé ou roulé sur la surface métallique gravée. En général, les ustensiles de cuisine doublés de téflon ne sont pas usinés.

Néanmoins, l'usinage CNC est utile pour manipuler le téflon sous sa forme solide. Les pièces en téflon adaptées à l'usinage comprennent des composants industriels tels que des engrenages, des bagues, des raccords et des vannes.

Certaines pièces en PTFE couramment usinées CNC, utilisées dans des industries telles que la médecine, la transformation des aliments, la science, etaérospatiale , inclure :

• Vannes
• Raccords
• Roulements
• Douilles
• Collecteurs
• Isolateurs
• Engrenages
• Joints toriques

Conseils d'usinage en téflon

Les pièces en téflon doivent être conçues pour s'adapter aux propriétés du PTFE; il ne se comporte pas comme les thermoplastiques usinables courants et ne se substitue pas facilement à des matériaux plus courants.

Cela étant dit, le téflon convient à une variété de pièces et de composants si le concepteur et le machiniste prennent soin et prennent les précautions nécessaires. Une tolérance réalisable pour les pièces en téflon est d'environ 0,13 mm - plus serré que cela peut être difficile sans relâcher le matériau au préalable.

Lors de l'usinage CNC du téflon, des outils très tranchants combiné avec des liquides de refroidissement solubles dans l'eau tels que l'air sous pression et les brouillards de pulvérisation fonctionnent bien pour produire les meilleures finitions de surface et tolérances. Les liquides de refroidissement non aromatiques sont également préférables.

Une autre considération clé lors de l'usinage du téflon est l'ébavurage . Parce que le PTFE est si doux, même les outils de coupe fins et tranchants peuvent produire des marques indésirables qui nécessitent un traitement post-traitement.

Des techniques de finition de surface courantes telles que le ponçage peuvent être utilisées pour éliminer les bavures, bien qu'une méthode plus avancée consiste à congeler le téflon usiné pour le rendre moins mou pendant le processus d'ébavurage.

Liste de contrôle :

• Utilisez des outils de coupe très tranchants
• Appliquer des quantités généreuses de liquide de refroidissement soluble dans l'eau
• Visez une tolérance moyenne à lâche
• Planifier une stratégie d'ébavurage à l'avance

Alternatives au téflon

Des matériaux similaires au téflon peuvent être substitués dans certains projets, que ce soit pour des raisons pratiques ou budgétaires.

ECTFE :L'éthylène chlorotrifluoroéthylène est un fluoropolymère semi-cristallin et un copolymère d'éthylène et de chlorotrifluoroéthylène. Il est fabriqué par la société chimique Solvay sous la marque Halar ECTFE et offre une résistance légèrement supérieure aux produits chimiques et à la corrosion.

PFA :Le perfluoroalcoxy est un autre fluoropolymère avec des propriétés similaires au PTFE. Bien que plus doux et moins résistant à l'abrasion que le téflon, les avantages du PFA incluent sans doute de meilleures propriétés antiadhésives. Le PFA est moins usiné que le Téflon.

PCTFE :Le polychlorotrifluoroéthylène est un chlorofluoropolymère thermoplastique similaire au PTFE. Les avantages incluent un niveau incroyablement élevé de résistance à l'eau :il a le taux de transmission de vapeur d'eau le plus bas de tous les plastiques.

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