【帕姆】光学类特种装甲板

OPTICAL  GRADE  POLYCARBONATE  ARMOR  PLATE

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帕姆总导航目录
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帕姆板应用观察
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1.材料概况/帕姆板,即光学类帕姆Pasmo特种聚碳透明板材,属超高分子非晶聚合物材质,是机械性能唯一全面接近金属的特种透明材料,最大可生产厚度450MM级,高等级的工业专用特种透明材料。 具备优异的物理性能 (详参【光学透明】、【绝缘耐温】、【防火隔热】)、较高的机械强度(详参【超高强韧】、【高抗冲击】、【防弹抗炸】、【抗砸耐撞】、【超厚耐压】)和良好的可加工性。 拥有类似金属的机加工性能,CNC机加工更容易、简单,材料不发脆、不易裂、无银纹、不崩边的优点。

 

 

              1.材料概况/                          5.加工流程/                          9.抛光/                                 13.安装固定/

              2.适用加工/                          6.切割/                                10.冷却降温/                         14.粘接建议/

              3.加工设备/                          7.钻孔开孔/                         11.退火/                                15.备注/

              4.加工方式/                          8.镗空/                                12.特殊需求/

 

 

2.适用加工/可直接进行包括切割、雕圆、打孔、抛光、倒角、铣切、车、镗、钻、磨在内的冷加工及特种热加工。帕姆板可以按使用要求加工成例如光学类大尺寸规格的板件、透明柱件、透明筒件、透明管件、透明锥形件、透明多边形立体件、异型不规则件等耐高压透明体, 适用于不同的设备要求及高等工业领域的终端应用。

 

 

3.加工设备/目前,CNC机械加工设备(数控车床机床)在国内比较普遍,有工业的地方都会有此类设备,甚至大一点的工业公司一般都有自己的加工部门及专用设备。 且我国在此类加工设备的技术积累,与德日美韩等国的行业差距不大,目前国内的CNC加工设备有很多都可以达到较高的精度及满足复杂的加工要求,在功能及精度方面基本可以达到需求,当然有条件的使用德日进口设备加工会更好。

 

 

4.加工方式/可根据不同的工件要求、加工方式(车削、铣削、镗削、磨削、铣槽、雕刻、粗抛、精抛等)、加工设备等进行适合实际情况的调整,帕姆板具备良好的CNC可加工性,选用合适的工具和正确的加工方式,可达到较高的满意效果。

 

 

5.加工流程/准备好胚料(光学类帕姆板),拟定明确的透明工件需求情况(图纸、形状、要求等),进行相关工艺分析,确立加工路线方案,做好精确的微机数据加工编程(目前CAD/CAM技术较为成熟完善),核对数据输入输出,调整及准备CNC加工设备(适用的刀具、夹具、量具等),精加工处理(辅以手工加工),后处理,做好复核检验方法及条件测试、封包制件等。

 

CNC机加工时,要准确操作机床设备,固定好帕姆板,严格控制刀具非进给向的震动,以保持加工精度及避免非故障损伤。并注意增加主轴转速,减小工件进给量、刀具进给速度,根据实际加工适当控制下刀量及转速。 在所有的CNC机加工过程中,刀头一定要保持较高的的锋利度,并注意通过刀头冷却或用压缩空气冷却来进行降温。

 

建议至少使用硬质合金钢刀具, 对加工帕姆特种透明材料比较典型的, 是单晶金刚石刀具超精密切削技术,加工面可以直接达到Ra0.2以下的类研磨镜面抛光的高精度效果。总之,使用锋利的加工刀具和加工过程的降温冷却,是CNC机加工的基本要点。

 

 

6.切割/帕姆板材料一般适用于电子开料机、裁板机、锯切、铣切、水刀切割等切割方法,其中以超高压水刀冷切割方法为最佳推荐。

 

水刀属冷切割,分为无砂水切割(纯水切割)和有砂水切割,两者均不会改变帕姆透明材料的物理品质和化学性质。 因为无砂水切割得到的切割面光洁度更好,可以达到类抛光效果,根据需切割帕姆板厚度和水刀设备允许条件,建议使用超高压无砂水切割;在切割帕姆Pasmo超厚透明板(超过200MM厚度)时,亦可以使用有砂水切割, 即在高压水中混入石榴砂、金刚砂等磨料辅助切割, 可提高水刀的切割速度和切割厚度,其中磨料粒径越小,其射流抛光效果越好,切割面光洁度越高。 目前在中国,水刀的最大工作压力已经超过了520MPa超高压技术,甚至可以切割厚度超过300MM的钢板,技术较为先进的已经达到了4轴、5轴、6轴水刀,基本可以满足对机加工透明件任意曲线的一次性复杂切割加工。

 

根据切割设备精度及切割材料厚度,水刀切割可达到的最优尺寸精度小于0.1mm;根据刀嘴直径大小(0.1-0.4MM直径)及所切割材料尺寸厚度,目前水切割的切缝宽度介于0.3—1.8mm。

 

 

7.钻孔/使用麻花钻开孔时,其螺旋角的范围建议为12~16°,为了便于排屑,螺旋槽要保持光滑无粘黏物,并需要注意对刀头及加工面进行冷却降温;当加工内径较大的孔时,要进行分步钻孔或采用空心钻;钻孔时,特别注意要使用较锋利的钻头,以避免造成刀具及加工面损坏。当帕姆板需要开受力结构的孔时,建议孔/边距要大于板材厚度,孔/孔距要大于三倍板材厚度。需要注意的是,开螺栓固定孔时,考虑材料胀缩系数影响,螺孔直径要略大于螺杆直径。

 

 

8.镗空/帕姆透明厚板CNC镗空/孔机加工,当帕姆透明板需要做成厚壁圆筒透明件、挖孔、半透孔件、内空透明件时, 镗是典型的CNC透明件内部加工方法。

 

开启CNC镗床工序,配合以铣、钻、磨等加工方法,使用合适的刀具可以对帕姆Pasmo特种透明材料进行镗空机加工的步骤。镗孔可分为通透孔、锥孔和不透孔等加工技术,根据帕姆板厚度规格,可做成任意内孔径及任意壁厚的筒件。

 

对精度和表面光洁度要求很高的建议使用精密镗削,一般需要用金刚镗床,并采用金刚石、硬质合金、立方氮化硼等超硬材质的刀具。 先经过粗镗、半精镗和精镗工序预加工, 并为精密镗削工序留下尽可能薄而均匀的加工余量。 精密镗削工序一般建议调适0.02~0.08mm/r的微小进给量,0.05~0.1mm的切削深度,高于普通镗削的切削速度。 使用精密镗削的机加工精度可以达到IT6~5精密级,表面粗糙度可以达到Ra0.2~0.08μm微米级类抛光效果,达到很高的帕姆板透明度,基本可以免去抛光工序。

 

 

9.抛光/可以采用正常的铣切、磨削、粗抛、研磨、精抛的传统机械方式处理,建议粗磨深度0.06-0.2mm,精磨深度建议0.01-0.05mm,磨削加工中注意磨具转速及接触面冷却降温。 对于要求帕姆板加工面光滑度及透明度较高的精抛处理时, 机械精抛建议610-750r/min, 亦可以使用羊毛垫抛光;当小面积需要精抛时, 一般按手工精抛使用浸专业精抛膏的脱脂棉以1kgf的力度压覆在抛光面上,均力匀速做抛光范围的贴合运动。 CNC设备具备条件的, 可使用单晶金刚石刀具超精密切削加工技术,其得到的加工面可以直接达到Ra0.2以下的类镜面抛光的高精度效果,粗糙度达到8rms,优于美国船级社透明材料32rms的相关技术标准。

 

帕姆板出厂时都会双面覆盖高透保护膜, 为保护板面不受外力损伤,要求带保护膜上机台加工,保持夹持机构和工作台的清洁,并尽条件的在夹持机构及工作台做好保护,不损坏非加工面,加工完成后再撕掉保护膜纸,非紧急情况不得中断加工过程。 另外,在加工时需要注意的是,尽量保留帕姆板原板面作为工件重要或较大的主外形面,在减小加工工作量的同时,可以保持原有较高的光学透明度。

 

一般我们的材料都会给用户保留余量尺寸,第一次加工帕姆材料的,建议先使用边料或预留大加工余量做好试验, 掌握好使用加工工具及靠谱的加工技术。

 

 

10.冷却降温/a.选用锋利的单晶金刚石刀具或硬质合金刀具,铣削用刀直径尽可能要小。

b.刀头冷却降温, 给刀具大流量浇淋中性冷却液,用压缩空气通过气管吹击切削区的加工屑及刀具面,以降低切削区加工温度,亦可防止碎屑粘刀发生。

c.保持刀头锐利,并适当增加切削刀具的前角和后角,建议前角 0~10°、后角2~5°,以降低加工摩擦热。

d.适当提高切削速度,建议200~320mm/min,进给量建议0.05~0.25mm/r,切削深度建议0.05~0.25mm。

 

 

11.退火/帕姆板出厂时已经过退火等工艺程序, 在特高端或超精密应用领域需要再退火处理的, 一般采用空气为热介质的退火方案,把帕姆板置于空气炉中,以1℃/min的均匀温度缓慢加温至100±3℃, 按材料厚度1mm/10min计算保温时间,后以最大可允许冷却速率10℃/h的均匀温度缓慢将至常温状态,完成退火程序。

 

 

12.特殊需求/帕姆板属超高分子非晶聚合物材质, 理论及实际都可以支持热加工方式, 但鉴于材料的特殊性(高强韧度特种透明材料,且目前国内无生产技术)、热加工设备的非通用性(一般需要针对用户工件需求一对一刻模具)、 热加工技术性(一般技术要求高,帕姆板类型的热加工多需要专用的精密设备),故不建议帕姆板进行热加工操作。

 

如果CNC等冷加工方式满足不了用户需求, 例如需要大型不规则透明件、透明多边异形件、透明型腔半球体件、透明半球体件、透明球体件、大型透明镗空件、大型透明弧体件等,建议联系帕姆Pasmo定制生产。 帕姆Pasmo特种透明材料致力于为高端工业用户提供专业化多类型解决方案,解决用户实际问题。

 

 

13.安装固定/易安装操作:得益于帕姆板材质优异的机械特性(高强度与高韧度同时存在),可以直接打孔采用螺栓固定、铆钉固定、法兰固定、框架固定等,与安装主体牢固结合,简单方便易于密封;用作耐压力领域时,且可以有效增加材料的径向拉应力及轴向切应力对介质压应力的分力作用,提升安全系数,达到更佳的耐压使用效果;需要注意的是,考虑材料胀缩系数影响,螺孔直径要略大于螺杆直径。选用大头螺栓以避免锁紧力过于集中,并辅以密封垫圈,螺孔和以中性胶密封。

 

 

14.粘接方式/帕姆板用于耐压设备或受力结构时,粘接强度最高的是三氯甲烷熔融胶,此胶国内有很多卖的, 其最高粘接强度的剪应力可以达到18到23Mpa兆帕,可以做结构胶使用。 需要注意的地方是粘接面不能有水分、灰尘、油污, 最好双面均匀涂胶,粘接面结合后不要移动防止有气体进入,固定后48小时可以达到最强粘结力。还需要注意的地方是三氯甲烷类熔融胶有熔融腐蚀性质,除粘接面以外的其它板面不能沾上胶水。用于非耐压或非受力结构粘接时,一般密封粘接用普通中性胶水胶剂即可。

 

 

注:请根据不同的加工设备、使用刀具、加工方法、加工要求等适时做最合适的调整,以上谨供参考。

特种透明材料帕姆板CNC机械加工

 

的技术参考