Présentation du plastique PTFE et conseils d'usinage en téflon

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le nom de marque le plus connu est le téflon, est un thermoplastique fluoropolymère synthétique. Le PTFE-téflon est différent de la plupart des plastiques techniques car il a un point de fusion élevé, un faible coefficient de frottement et une inertie chimique.

Malgré ses propriétés mécaniques générales, le téflon est chimiquement résistant et stable même à des températures élevées, ce qui en fait un matériau populaire pour de nombreuses applications spécifiques.

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

Qu'est-ce que le téflon ?

Le PTFE est un fluoropolymère de thermoplastique et de tétrafluoroéthylène. C'est un solide blanc à température ambiante et le PTFE est composé uniquement de carbone et de fluor. En tant que fluoropolymère, le PTFE a une résistance inhérente aux solvants, acides et alcalis. Il est hydrophobe, a un frottement extrêmement faible et, comme la liaison entre le carbone et le fluor est très forte et non réactive, c'est l'une des liaisons les plus fortes disponibles en chimie organique.

Nous avons déjà dit que le Téflon est un thermoplastique, mais qu'est-ce que cela signifie ?

Tous les polymères peuvent être plus ou moins divisés en deux catégories :les thermoplastiques et les thermodurcissables. La principale différence entre eux est la façon dont ils réagissent à la chaleur. Par exemple, les thermoplastiques comme le Téflon fondront lorsqu'ils seront chauffés, tandis que les thermodurcissables resteront « solidifiés » une fois formés. Comprendre les différences techniques entre ces types de matériaux est essentiel pour un usinage CNC correct.

Avantages O f Téflon Usinage

Le traitement au téflon présente plusieurs avantages, notamment les avantages matériels inhérents au PTFE et les avantages dérivés du processus de traitement.

Avantages matériels

Excellente résistance chimique et résistance à la chaleur

Faible frottement, non collant

Bonne résistance aux intempéries

Stable à des températures jusqu'à 500 °F

Excellentes propriétés d'isolation électrique

Rapport résistance/poids relativement élevé

Usinage A avantage

Facile à traiter grâce à sa douceur et sa haute densité.

L'excellente stabilité thermique empêche la déformation des pièces et le colmatage des outils.

Limites de l'usinage au téflon

La densité et la douceur du PTFE le rendent facile à traiter. Dans le grade d'origine, la plage de température est de -450°F à +500°F (-267,7°C à +260°C). Comparé au nylon et à d'autres matériaux, la résistance du téflon est inférieure et la résistance à la traction du nylon est presque deux à trois fois supérieure à celle du téflon. Vous devrez utiliser des outils extrêmement pointus et étroits pour manipuler ce matériau.

Le coefficient de dilatation élevé du téflon et ses caractéristiques de fluage sous contrainte rendent difficile l'obtention de tolérances de traitement strictes. Vous devez tenir compte des propriétés inhérentes du PTFE lors de la conception de votre application, plutôt que d'essayer de forcer le polymère à violer ses propriétés.

Nous recommandons également l'utilisation de liquides de refroidissement solubles dans l'eau non aromatiques, tels que l'air comprimé et le spray, pour obtenir la meilleure finition de surface et des tolérances serrées. Le liquide de refroidissement a également l'avantage supplémentaire de prolonger la durée de vie de l'outil.

Champ d'application de l'usinage du téflon

Certaines pièces en PTFE usinées CNC couramment utilisées sont utilisées dans des industries telles que la médecine, l'industrie alimentaire, la science et l'aérospatiale, y compris les composants industriels tels que les engrenages, les bagues, les raccords et les vannes.

En chirurgie, le PTFE est utilisé pour la transplantation de tissus et d'organes, ainsi que pour inhiber l'infection des cathéters et autres équipements médicaux.

Gore-Tex est un tissu résistant qui a réussi grâce au polytétrafluoroéthylène. Il est utilisé dans la fabrication de matériaux vestimentaires, de matériaux d'isolation de fils, d'implants médicaux et de certains types de mastics imperméables ou imperméables.

La «résistance diélectrique» peut ne pas sembler être une caractéristique convaincante, mais c'est pourquoi le PTFE continue d'être populaire dans plusieurs industries liées à l'informatique et à l'aérospatiale. Dans ces domaines et dans d'autres domaines, il a les caractéristiques d'un isolant, ce qui permet de sécuriser les connexions électriques.

Les concepteurs de pièces aérospatiales aiment également ce matériau pour d'autres raisons, tout comme les concepteurs qui conçoivent des châssis légers et des pièces de véhicules. Le polytétrafluoroéthylène est nécessaire pour former des matériaux composites à base de fibres de verre et de fibres. Les deux matériaux sont le premier choix pour la légèreté et peuvent être usinés pour obtenir les formes et tailles de pièces de machine les plus courantes.

Pour les applications qui nécessitent des roulements mécaniques robustes et d'autres pièces, les concurrents les plus proches du PTFE sont le nylon et l'acétyle, et le PTFE surpasse ces deux. À long terme, les plaques de glissement usinées, les engrenages mécaniques et les paliers lisses en PTFE sont plus rentables que les pièces en matériaux alternatifs.

Dans l'usinage des aliments et des boissons, la surface de traitement du produit contient généralement du PTFE pour maintenir le matériau en mouvement de manière fluide et hygiénique.

Compétences en usinage CNC PTFE-Téflon

Le téflon peut être traité pour produire des pièces CNC à des fins différentes. À quoi faut-il faire attention lors du traitement des plastiques PTFE ? L'usinage CNC du téflon nécessite une connaissance et une familiarité avec les caractéristiques et les défauts du matériau, ainsi que des compétences ou une expérience dans l'utilisation de la machine.

• Les services de finition de haute qualité sont soumis à certaines restrictions. Le coefficient de dilatation élevé et les caractéristiques de fluage sous contrainte empêchent le téflon d'atteindre des tolérances serrées, tandis que la finition le rend encore plus faible. Il est recommandé d'utiliser des liquides de refroidissement solubles dans l'eau non aromatiques, tels que l'air comprimé et le spray, pour obtenir la meilleure finition de surface et des tolérances serrées.
• La douceur rend plus difficile le maintien des tolérances dans l'usinage du plastique. Une bonne règle pour la tolérance des pièces en plastique est de +/- 0,001 par pouce, et l'utilisation de matériaux de renforcement très stables peut atteindre des tolérances plus strictes.
• Lors de l'usinage du Téflon, tenez compte du fait que le PTFE peut se déformer sous une pression extrême, y compris la contrainte exercée sur les pièces mobiles.
• Les pièces déséquilibrées, en forme de bol ou en forme de disque ne conviennent pas à l'usinage avec du PTFE.
• Faites attention à la différence entre les matériaux plastiques et métalliques. Par exemple, la dilatation thermique du plastique est plusieurs fois supérieure à celle du métal et la dissipation thermique est plus lente pour éviter une surchauffe locale.
• Il est préférable d'utiliser des outils en carbure cémenté avec une surface supérieure polie pour protéger les outils et améliorer la finition de surface.
• Soutenir entièrement le matériau pour limiter les écarts par rapport à l'outil.
• Laissez suffisamment d'espace pour les copeaux pour éviter le colmatage.
• Bead Blast :Afin d'obtenir une surface plus lisse et d'éliminer les irrégularités, les pièces peuvent être grenaillées pour obtenir un lissé de surface uniforme.