Teflon/PTFE bewerken:tips, voordelen &toepassingen

Polytetrafluorethyleen (PTFE), het meest bekend onder de merknaam Teflon, is een synthetisch fluorpolymeer thermoplast dat voor een groot aantal toepassingen kan worden gebruikt, van koekenpannen met antiaanbaklaag tot medische apparaten.

Bestand tegen chemicaliën en stabiel, zelfs bij hoge temperaturen, Teflon is een populair materiaal voor veel specifieke toepassingen, ondanks zijn zo-zo mechanische eigenschappen. Zoals het geval is bij braadpannen met antiaanbaklaag, wordt het soms gebruikt als coating in plaats van als basismateriaal, en het kan op verschillende manieren worden vervaardigd.

Een van de beste manieren om Teflon-onderdelen te fabriceren, is CNC-bewerking. Dit artikel gaat in op de ins en outs van het bewerken van Teflon:de materiaaleigenschappen, de voordelen van het bewerken, veelvoorkomende toepassingen en meer.

Wat is teflon?

PTFE is een thermoplast en een fluorpolymeer van tetrafluorethyleen. De naam ‘Teflon’ is een merknaam van het Amerikaanse chemiebedrijf Chemours, een spin-off van chemiereus DuPont (nu DowDuPont). Interessant is dat het materiaal aanvankelijk per ongeluk werd ontdekt.

Een witte vaste stof bij kamertemperatuur, PTFE bestaat alleen uit koolstof en fluor. Het is hydrofoob, heeft ongelooflijk lage wrijving en is niet-reactief vanwege de zeer sterke bindingen tussen koolstof en fluor, een van de sterkste bestaande bindingen in de organische chemie. Vanwege de lage wrijving is dit het enige oppervlak waar een gekko zich niet aan kan hechten! — Teflon wordt vaak gebruikt als smeermiddel.

Het smeltpunt van PTFE is 327 °C en andere materiaaleigenschappen zijn onder meer sterkte, taaiheid en zelfsmering bij lage temperaturen.

Voordelen van het bewerken van Teflon

Teflon-bewerking heeft verschillende voordelen, waaronder inherente materiaalvoordelen van PTFE en voordelen die voortvloeien uit het bewerkingsproces.

Materiële voordelen van het bewerken van Teflon zijn onder meer:

• Chemisch resistent
• UV/weerbestendig
• Waterbestendig; hydrofoob
• Hoge slagvastheid
• Goede elektrische isolator
• Flexibel, zelfs bij lage temperaturen
• Thermische stabiliteit tussen -260 °C en 260°C
• Zeer lage wrijvingscoëfficiënt
• Lage ontvlambaarheid
• Voedselveilig
• Eenvoudig schoon te maken

Procesvoordelen van het bewerken van Teflon zijn onder meer:

• Gemakkelijk bewerkbaar door zachtheid en dichtheid
• Uitstekende thermische stabiliteit voorkomt vervorming van onderdelen en verstopping van gereedschap

Beperkingen van het bewerken van Teflon

• Hoge uitzettingscoëfficiënt
• Stressgriep
• Moeilijk om nauwe toleranties te bereiken
• Slechte mechanische eigenschappen
• Slechte dimensionale stabiliteit
• Braamgevaar door zachtheid van het materiaal

Toepassingen van teflonbewerking

Teflon is niet het meest veelzijdige materiaal voor CNC-bewerking, maar het heeft een aantal belangrijke nichetoepassingen vanwege de gewenste eigenschappen, zoals thermische stabiliteit en een lage wrijvingscoëfficiënt.

Ongeveer de helft van alle PTFE ter wereld wordt gebruikt voor draadisolatie, maar de bedrading en de isolatie ervan wordt niet gemaakt met behulp van CNC-machines. Het andere meest bekende gebruik van Teflon is voor antiaanbaklagen op aluminium kookgerei; in dit geval wordt teflon in vloeibare vorm op het geëtste metalen oppervlak gespoten of gerold. Over het algemeen wordt met Teflon bekleed kookgerei niet machinaal bewerkt.

Niettemin is CNC-bewerking nuttig voor het manipuleren van Teflon in zijn vaste vorm. Teflon-onderdelen die geschikt zijn voor machinale bewerking zijn onder meer industriële componenten zoals tandwielen, bussen, fittingen en kleppen.

Enkele vaak CNC-gefreesde PTFE-onderdelen, gebruikt in industrieën zoals geneeskunde, voedselverwerking, wetenschap, en ruimtevaart , omvatten:

• Kleppen
• Beslagen
• Lagers
• Bussen
• Verdeelstukken
• Isolatie
• Versnellingen
• O-ringen

Teflon bewerkingstips

Teflon-onderdelen moeten worden ontworpen om te passen bij de eigenschappen van PTFE; het gedraagt ​​zich niet als gewone bewerkbare thermoplasten en is niet gemakkelijk te vervangen door meer gebruikelijke materialen.

Dat gezegd hebbende, Teflon is geschikt voor een verscheidenheid aan onderdelen en componenten als zowel ontwerper als machinist de juiste zorg en voorzorg in acht nemen. Een haalbare tolerantie voor Teflon-onderdelen is ongeveer 0,13 mm — strakker dan dit kan moeilijk zijn zonder het materiaal vooraf te ontlasten.

Bij CNC-bewerking van Teflon, zeer scherpe gereedschappen gecombineerd met wateroplosbare koelvloeistoffen zoals perslucht en spuitnevels werken goed om de beste oppervlakteafwerkingen en toleranties te produceren. Niet-aromatische koelmiddelen hebben ook de voorkeur.

Een andere belangrijke overweging bij het bewerken van Teflon is ontbramen . Omdat PTFE zo zacht is, kunnen zelfs fijne, scherpe snijgereedschappen ongewenste vlekken veroorzaken die een nabewerking vereisen.

Gebruikelijke oppervlakteafwerkingstechnieken zoals schuren kunnen worden gebruikt om bramen te verwijderen, hoewel een meer geavanceerde methode het bevriezen van de bewerkte teflon inhoudt om het minder zacht te maken tijdens het ontbraamproces.

Checklist:

• Gebruik zeer scherpe snijgereedschappen
• Breng ruime hoeveelheden wateroplosbare koelvloeistof aan
• Streef naar gemiddelde tot losse tolerantie
• Plan van tevoren een ontbraamstrategie

Teflon-alternatieven

Soortgelijk materiaal als Teflon kan worden gebruikt voor bepaalde projecten, om praktische of budgettaire redenen.

ECTFE :Ethyleenchloortrifluorethyleen is een semi-kristallijn fluorpolymeer en een copolymeer van ethyleen en chloortrifluorethyleen. Het wordt gemaakt door het chemische bedrijf Solvay onder de merknaam Halar ECTFE en biedt een iets superieure chemische en corrosiebestendigheid.

PFA :Perfluoralkoxy is een ander fluorpolymeer met vergelijkbare eigenschappen als PTFE. Hoewel zachter en minder slijtvast dan Teflon, omvatten de voordelen van PFA aantoonbaar betere antiaanbakeigenschappen. PFA wordt minder vaak bewerkt dan teflon.

PCTFE :Polychloortrifluorethyleen is een thermoplastisch chloorfluorpolymeer vergelijkbaar met PTFE. Voordelen zijn onder meer een ongelooflijk hoge waterbestendigheid:het heeft de laagste waterdamptransmissiesnelheid van alle plastic.

3ERP is een prototyping specialist met expertise in CNC verspanen en jarenlange ervaring met specialistische thermoplasten zoals PTFE. Neem contact met ons op voor een gratis offerte .