PI (Polyimid) CNC Bearbeitung

PI oder Polyimid ist ein leistungsstarkes Engineering-Polymer, das für seine außergewöhnliche thermische Stabilität, mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit bekannt ist. Es kann kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 300°C arbeiten und kurzfristigen Ausflügen weit darüber standhalten. PI bietet außerdem eine ausgezeichnete elektrische Isolierung, geringe Ausgasung in Vakuumumgebungen und eine gute Strahlungsbeständigkeit. Diese Eigenschaften machen es zu einer gängigen Wahl für Halbleitergeräte, Luft- und Raumfahrtkomponenten, elektrische Isolatoren und Präzisionsteile in Hochtemperatur- oder Vakuumanwendungen, in denen die meisten anderen Polymere abbauen würden.

Unfilled PI ist die Standardklasse für allgemeine Teile, die thermische Stabilität und elektrische Isolierung erfordern. Glasgefülltes PI bietet höhere Steifigkeit und geringere thermische Ausdehnung, was es für Bauteile geeignet macht. Graphitgefüllt oder MoS ₂- gefüllte PI-Sorten bieten verbesserte Verschleißbeständigkeit und geringere Reibung für Lager- und Gleitanwendungen. PI wird als Stab, Platte und Rohr zur Bearbeitung geliefert, und die Qualität sollte auf der Zeichnung angegeben werden, da gefüllte und ungefüllte Versionen unterschiedliches Bearbeitungsverhalten und mechanische Eigenschaften haben. Vespel ist ein gängiger Handelsname, aber das Material wird auch unter anderen Marken und als generischer Polyimidstock geliefert.

PI ist schwieriger zu bearbeiten als PEEK oder PEI. Es ist härter und spröder, mit einer größeren Tendenz, an Rändern und Ecken, insbesondere in dünnen Abschnitten, zu schneiden und zu rissen. Werkzeugverschleiß ist höher, weil das Material abrasiv ist, insbesondere in glasgefüllten Graden. Scharfe Karbidwerkzeuge, leichte Schnitte und starre Setups sind unerlässlich. Das Material neigt auch dazu, feinen Staub anstelle von Spannen zu erzeugen, so dass die Staubentnahme und das Kühlmittelmanagement sowohl für die Oberflächenqualität als auch für die Bedienersicherheit wichtig sind. PI ist bearbeitbar, aber es belohnt sorgfältige Prozessplanung anstatt aggressive Parameter.

Standardbearbeitung hält ±0,02 bis ±0,05mm. Präzisionsarbeiten halten ±0,01mm auf kritischen Merkmalen. Die geringe thermische Ausdehnung und die gute Dimensionsstabilität von PI machen es für eine enge Toleranz vorhersehbarer als viele Kunststoffe. Die Hauptrisiken sind Kantenflüsse und Risse, insbesondere an dünnen Wänden oder scharfen Innenecken. Das Spannungsentlastungsglühen vor der Fertigbearbeitung ist für Teile mit engen Toleranzen oder komplexer Geometrie empfehlenswert, da die durch die Bearbeitung induzierte Spannung nach Inbetriebnahme des Teils langsame Risse oder Dimensionsdrift verursachen kann.

Ja, für die meisten Präzisionsteile. PI-Lager trägt innere Belastung aus dem Herstellungsprozess, und die Bearbeitung entfernt das Material ungleichmäßig, was zu Verzerrungen oder Rissen führen kann. Das Glühen des Lagers vor der Bearbeitung und manchmal zwischen dem Rauen und der Veredelung verringert dieses Risiko. Gleiches gilt für Fertigteile, bei denen im Betrieb erhöhte Temperaturen auftreten: Die Belastungsentlastung verbessert die Dimensionsstabilität und verringert die Wahrscheinlichkeit von Belastungsrissen. Da PI häufig in Anwendungen verwendet wird, in denen Ausfall teuer ist, ist der Glühschritt nicht zu überspringen.

Als bearbeitetes PI hat eine glatte Oberfläche mit sichtbaren Werkzeugzeichen, typischerweise Ra 1,6 bis 3,2 μm. Perlenstrahlung erzeugt eine gleichmäßige matte Oberfläche. Polieren kann einen höheren Glanz erreichen, wenn Aussehen oder geringe Reibung wichtig ist. Da PI normalerweise aus funktionellen und nicht dekorativen Gründen spezifiziert wird, sind Beschichtungen ungewöhnlich, obwohl konforme Beschichtungen aufgebracht werden können, wenn zusätzliche elektrische Isolierung oder Umweltschutz erforderlich ist. Die natürliche Farbe von PI reicht je nach Sorte und Füllstoff von Bernstein bis Dunkelbraun.

Halbleiter: Wafer-Handhabungskomponenten, Kammerteile und Isolatoren, die geringe Ausgasung und hohe Temperaturbeständigkeit erfordern. Luft- und Raumfahrt: Wärmedämmungskomponenten, Buchsen und Bauteile in Hochtemperaturzonen. Elektro: Isolatoren, Steckverbinderkörper und Standoffs. Industrie: Lagerkäfige, Verschleißringe und Dichtungskomponenten in Hochtemperatur- oder chemischen Umgebungen. PI wird oft gewählt, wenn die Temperaturgrenze von PEEK nicht ausreichend ist oder wenn eine geringe Ausgasung im Vakuum eine harte Anforderung ist.

PI bietet eine höhere kontinuierliche Betriebstemperatur, bis zu ca. 300°C gegenüber 260°C für PEEK, und eine geringere Ausgasung in Vakuumgebungen. Es ist auch aufgrund seiner Brüchigkeit und Schleifbarkeit teurer und schwieriger zu bearbeiten. PEEK ist härter, leichter zu bearbeiten und in implantierbaren Graden erhältlich. Für Anwendungen in der Nähe oder über 260°C oder bei denen eine geringe Ausgasung kritisch ist, ist PI die geeignete Wahl. Bei niedrigeren Temperaturen und Anwendungen, die Zähigkeit erfordern, ist PEEK in der Regel die praktische und kostengünstigere Option.

Fräsen bis 650 × 550 × 450mm. Drehen bis zu 600mm Durchmesser und 1.500mm Länge. PI-Lager ist in der Regel in kleineren Abschnitten als Rohstoffkunststoffe erhältlich, so dass sehr große Teile Montage erfordern oder außerhalb der Standardlagerverfügbarkeit fallen können. Da PI spröde und teuer ist, tragen große Teile auch ein höheres Risiko bei der Bearbeitung und Handhabung, daher sollten die Geometrie und die Lagergröße beim Angebot überprüft werden.

Materialprüfberichte mit Qualitätsidentifikation und Losrückverfolgbarkeit. Dimensionale Inspektionsberichte. Konformitätszertifikate. Für Halbleiteranwendungen sind Abgasdaten und Reinheitszertifikate auf Anfrage verfügbar. Für Luft- und Raumfahrtanwendungen werden thermische und brennbare Testdaten bereitgestellt. Wird das Stress-Relief-Glühen durchgeführt, ist der Wärmebehandlungsrekord enthalten. Da PI häufig für kritische Anwendungen spezifiziert wird, werden das Materialzertifikat und die Bearbeitungsaufzeichnung in der Regel im Rahmen des Qualifizierungsprozesses des Kunden überprüft.