نویسنده : در سال های اخیر، صنعت ماشین کاری و تراشکاری قطعات دقیق با تحولی جدی در زمینه انتخاب متریال اولیه روبرو شده است. فلزات صنعتی متداول نظیر برنز، چدن، برنج و حتی فولادهای آلیاژی با وجود استحکام مکانیکی مناسب، همواره مشکلاتی مانند وزن زیاد، سایش و خراش روی شفت ها، تولید سر و صدای زیاد حین کارکرد و نیاز مداوم به گریس کاری را به همراه دارند. در این میان، ورود پلیمرهای مهندسی به ویژه میلگرد پلی آمید یا همان نایلون صنعتی، این چالش ها را در ساخت تجهیزات دوار و قطعات تحت اصطکاک برطرف کرده است.
میلگرد نایلون صنعتی به دلیل داشتن ساختار نیمه کریستالی متراکم، ضریب اصطکاک بسیار کم و مقاومت سایشی فوق العاده، به ماده خام اول در کارگاه های تراشکاری CNC و منوال بدل شده است. در این مقاله به بررسی ویژگی های ساختاری، کاربرد میلگرد پلی آمید در ساخت بوش ها، یاتاقان ها، قرقره ها و شفت های پلیمری و نکات حیاتی در ماشین کاری دقیق این متریال می پردازیم.
میلگرد پلی آمید نایلون صنعتی چیست و چگونه تولید می شود؟
میلگرد پلی آمید یک شفت پلیمری صلب با خواص مکانیکی تقویت شده است که در دو روش عمده اکستروژن و ریخته گری در قالب (Cast Nylon) تولید می گردد. گریدهای کست نایلون به دلیل پخت بدون تنش در قالب، دارای کریستالیزاسیون یکنواخت تر، سختی سطحی بیشتر و عدم وجود مک یا حباب های ریز هوایی در مرکز مقطع شفت هستند؛ عاملی که در هنگام سوراخ کاری عمیق و تراش داخلی قطعه از شکستگی کار جلوگیری می کند.
این میلگردها با قطرهای گوناگون از ۱۰ میلی متر تا بیش از ۳۰۰ میلی متر تولید می شوند و انعطاف پذیری بسیار بالایی در عملیات براده برداری دارند.
چرا میلگرد نایلون صنعتی در تراشکاری پر کاربرد است؟
انتخاب میلگرد پلی آمید برای براده برداری و ساخت قطعات مکانیکی ریشه در مزایای ساختاری این متریال دارد:
۱. مقاومت بی نظیر در برابر سایش مکانیکی
در شرایطی که بارهای دینامیکی سنگین به قطعه وارد می شود، سطح پلی آمید در اثر اصطکاک فرسایش اندکی دارد و در مجاورت براده ها و گرد و غبار محیطی، مقاومت ضد سایش خود را حفظ می کند.
۲. قابلیت خود روانکاری و ضریب اصطکاک ناچیز
بسیاری از قطعات تراش خورده از این متریال می توانند بدون نیاز مداوم به روغن کاری های سنتی به کار خود ادامه دهند. وجود گریدهای روغنی (پلی آمید سبز) و گرافیتی (پلی آمید مشکی) این ویژگی را برای محیط های حساس دوچندان می کند.
۳. جذب لرزش و کارکرد کاملا بی صدا
یکی از معضلات چرخ دنده ها و قطعات فلزی، انتقال ارتعاشات ضربه ای به شاسی دستگاه است. پلی آمید انرژی الاستیک حاصل از لرزش را جذب کرده و صدای کارکرد مجموعه مکانیکی را به صورت محسوس کاهش می دهد.
۴. وزن فوق العاده سبک
چگالی پلی آمید حدود یک هفتم فولاد و نصف آلومینیوم است. این کاهش وزن سبب کاهش ممان اینرسی قطعات متحرک و در نتیجه افت ملموس مصرف توان الکتروموتورها می شود.
قطعات پرکاربرد ساخته شده از میلگرد پلی آمید
قابلیت ماشین کاری عالی میلگرد نایلون به مهندسان اجازه می دهد تا قطعات پیچیده صنعتی را با تلورانس های صدم میلی متری تولید کنند:
۱. بوش های بدون نیاز به روغن کاری
بوش های استوانه ای ساخته شده از میلگرد پلی آمید جایگزین مستقیم بوش های گران قیمت برنزی و فسفر برنز هستند. این قطعات در برابر گازوئیل، انواع روغن ها و شوینده های قلیایی مقاومت عالی نشان می دهند و شفت های فلزی مجاور را خط نمی اندازند.
۲. قرقره ها و چرخ های راهنما
در خطوط انتقال، آسانسورها و بالابرهای ساختمانی، قرقره های ساخته شده از میلگرد پلی آمید اصطکاک سیم بکسل را به شدت کاهش داده و مانع از آسیب به رشته های فولادی می شوند.
۳. غلتک ها و غلطک های کانوایر
به دلیل خاصیت ضربه پذیری و مقاومت الاستیک، این غلتک ها در خطوط انتقال مواد سنگین و تسمه نقاله ها بدون تغییر فرم پایدار می مانند.
۴. چرخ دنده های مخروطی و استوانه ای
تراشکاری دنده ها از مقاطع گرد پلی آمیدی باعث تولید چرخ دنده های سبک با تماس روان و بدون نیاز به گریس در تجهیزات بسته بندی و صنایع دارویی می شود.
مشخصات فنی و خواص فیزیکی میلگرد پلی آمید PA6
| ویژگی مهندسی | مقدار استاندارد | واحد سنجش |
|---|---|---|
| چگالی (دانسیته) | ۱.۱۴ تا ۱.۱۶ | گرم بر سانتی متر مکعب |
| مقاومت تسلیم کششی | ۷۵ تا ۸۵ | مگاپاسکال (MPa) |
| مدول الاستیسیته کششی | ۲۸۰۰ تا ۳۳۰۰ | مگاپاسکال (MPa) |
| دمای کارکرد پیوسته | منفی ۴۰ تا مثبت ۱۰۰ | درجه سانتی گراد |
| دمای تغییر شکل حرارتی (HDT) | ۷۵ تا ۸۵ | درجه سانتی گراد |
| سختی سطح (Rockwell) | M85 تا M90 | مقیاس راکول |
نکات کلیدی در تراشکاری و براده برداری میلگرد پلی آمید
برای جلوگیری از ایجاد تنش و تابیدگی قطعه حین ماشین کاری، رعایت این اصول فنی الزامی است:
۱. استفاده از ابزار برشی با تیزی بالا: ابزارهای تراشکاری باید زاویه براده برداری تند و لبه های کاملا صیقلی داشته باشند تا به جای مالش متریال، براده های پیوسته برداشته شوند.
۲. مهار حرارت با خنک کننده های مناسب: انتقال حرارتی پلیمرها پایین است. استفاده از هوای فشرده خشک یا امولسیون های آب صابون خنک، مانع از انبساط حرارتی موضعی و خطای ابعادی می شود.
۳. در نظر گرفتن خاصیت رطوبت پذیری: پلی آمید به شکل طبیعی درصدی از رطوبت محیط را جذب می کند؛ این امر موجب پایداری بهتر در برابر ضربه می شود اما تغییرات بسیار جزئی ابعادی ایجاد می کند که باید در نقشه خوانی لحاظ گردد.
خرید مستقیم میلگرد پلی آمید از پارت پلیمر
کیفیت شفت خام ضامن دقت و عملکرد قطعه نهایی است. استفاده از میلگردهای اکسترود شده با مواد بازیافتی باعث ایجاد ناپیوستگی ساختاری و شکست قطعه حین ماشین کاری می شود. مجموعه پارت پلیمر واقع در بازار پلیمرهای صنعتی تهران (خیابان امیرکبیر، ناظم الاطباء شمالی)، مرجع واردات و عرضه مستقیم انواع میلگرد پلی آمید PA6، PA66، کست نایلون و گریدهای تقویت شده با کربن و روغن در شاخه های استاندارد با تضمین سلامت متریال است.
سوالات متداول
تفاوت میلگرد پلی آمید ساده با پلی آمید روغنی چیست؟
پلی آمید روغنی دارای روانکارهای ویژه معدنی در ساختار مولکولی خود است که ضریب اصطکاک را تا پنجاه درصد بیشتر کاهش داده و مقاومت به سایش را در کارکردهای خشک بدون گریس افزایش می دهد.
آیا میلگرد پلی آمید برای ماشین کاری شفت پمپ های اسیدی مناسب است؟
خیر، پلی آمید در برابر اسیدهای غلیظ اکسیدکننده مانند اسید نیتریک و سولفوریک مقاوم نیست؛ برای پمپ های صنایع شیمیایی و خورنده، استفاده از تفلون نسوز (PTFE) توصیه می شود.
بهترین روش برای سوراخ کاری مرکزی میلگرد پلی آمید قطور چیست؟
بهتر است مته کاری مرکزی با مته های تیز و در مراحل چندگانه با افزایش پلکانی قطر انجام شود و در حین فرآیند، مته به صورت مرتب از سوراخ خارج شود تا براده ها تخلیه شده و حرارت در مغز قطعه تجمیع نیابد.
