Bearbeitung von Teflon/PTFE:Tipps, Vorteile &Anwendungen

Polytetrafluorethylen (PTFE), am häufigsten unter dem Markennamen Teflon bekannt, ist ein synthetischer Fluorpolymer-Thermoplast, der für eine Reihe von Anwendungen verwendet werden kann, von antihaftbeschichteten Bratpfannen bis hin zu medizinischen Geräten.

Resistent gegen Chemikalien und stabil auch bei hohen Temperaturen, ist Teflon trotz seiner mittelmäßigen mechanischen Eigenschaften ein beliebtes Material für viele spezifische Anwendungen. Wie bei antihaftbeschichteten Bratpfannen wird es manchmal eher als Beschichtung als als Grundmaterial verwendet und kann auf verschiedene Arten hergestellt werden.

Eine der besten Möglichkeiten zur Herstellung von Teflonteilen ist die CNC-Bearbeitung. Dieser Artikel befasst sich mit den Vor- und Nachteilen der Bearbeitung von Teflon:seine Materialeigenschaften, die Vorteile seiner Bearbeitung, gängige Anwendungen und mehr.

Was ist Teflon?

PTFE ist ein Thermoplast und ein Fluorpolymer von Tetrafluorethylen. Der Name „Teflon“ ist ein Markenname des amerikanischen Chemieunternehmens Chemours, einer Abspaltung des Chemiegiganten DuPont (jetzt DowDuPont). Interessanterweise wurde das Material zunächst versehentlich entdeckt.

PTFE ist bei Raumtemperatur ein weißer Feststoff und besteht nur aus Kohlenstoff und Fluor. Es ist hydrophob, hat eine unglaublich geringe Reibung und ist aufgrund der sehr starken Bindungen zwischen Kohlenstoff und Fluor, einer der stärksten existierenden Bindungen in der organischen Chemie, nicht reaktiv. Aufgrund seiner geringen Reibung ist dies die einzige Oberfläche, an der ein Gecko nicht haften kann! — Teflon wird oft als Schmiermittel verwendet.

Der Schmelzpunkt von PTFE beträgt 327 °C und andere Materialeigenschaften umfassen Festigkeit, Zähigkeit und Selbstschmierung bei niedrigen Temperaturen.

Vorteile der Bearbeitung von Teflon

Die Teflon-Bearbeitung hat mehrere Vorteile, einschließlich der inhärenten Materialvorteile von PTFE und Vorteile, die sich aus dem Bearbeitungsprozess ergeben.

Materialvorteile der Bearbeitung von Teflon umfassen:

• Chemikalienbeständig
• UV-/wetterbeständig
• Wasserfest; hydrophob
• Hohe Schlagfestigkeit
• Guter elektrischer Isolator
• Flexibel auch bei niedrigen Temperaturen
• Thermische Stabilität zwischen -260°C und 260°C
• Sehr niedriger Reibungskoeffizient
• Schwere Entflammbarkeit
• Lebensmittelecht
• Leicht zu reinigen

Prozessvorteile der Bearbeitung von Teflon umfassen:

• Leicht bearbeitbar aufgrund von Weichheit und Dichte
• Hervorragende thermische Stabilität verhindert die Verformung von Teilen und das Verstopfen von Werkzeugen

Einschränkungen bei der Bearbeitung von Teflon

• Hoher Ausdehnungskoeffizient
• Stresskriechen
• Es ist schwierig, enge Toleranzen zu erreichen
• Schlechte mechanische Eigenschaften
• Schlechte Dimensionsstabilität
• Gratgefahr durch Materialweichheit

Anwendungen der Teflonbearbeitung

Teflon ist nicht das vielseitigste Material für die CNC-Bearbeitung, aber es hat einige wichtige Nischenanwendungen aufgrund seiner wünschenswerten Eigenschaften wie thermische Stabilität und einen niedrigen Reibungskoeffizienten.

Etwa die Hälfte des gesamten PTFE auf der Welt wird für die Kabelisolierung verwendet, aber die Verkabelung und ihre Isolierung werden nicht mit CNC-Maschinen hergestellt. Die andere bekannteste Verwendung von Teflon sind Antihaftbeschichtungen auf Aluminium-Kochgeschirr; in diesem Fall wird Teflon in seiner flüssigen Form auf die geätzte Metalloberfläche gesprüht oder gewalzt. Im Allgemeinen wird mit Teflon ausgekleidetes Kochgeschirr nicht bearbeitet.

Nichtsdestotrotz ist die CNC-Bearbeitung nützlich, um Teflon in seiner festen Form zu manipulieren. Zu den für die Bearbeitung geeigneten Teflonteilen gehören Industriekomponenten wie Zahnräder, Buchsen, Armaturen und Ventile.

Einige häufig CNC-bearbeitete PTFE-Teile, die in Branchen wie Medizin, Lebensmittelverarbeitung, Wissenschaft verwendet werden und Luft- und Raumfahrt , beinhalten:

• Ventile
• Beschläge
• Lager
• Buchsen
• Verteiler
• Isolatoren
• Zahnräder
• O-Ringe

Teflon-Bearbeitungstipps

Teflonteile müssen so ausgelegt sein, dass sie den Eigenschaften von PTFE entsprechen; es verhält sich nicht wie gängige bearbeitbare Thermoplaste und kann nicht einfach durch gängigere Materialien ersetzt werden.

Davon abgesehen eignet sich Teflon für eine Vielzahl von Teilen und Komponenten, wenn sowohl der Konstrukteur als auch der Maschinist die richtige Sorgfalt und Vorsicht walten lassen. Eine erreichbare Toleranz für Teile aus Teflon liegt bei etwa 0,13 mm – enger als dieser Wert kann schwierig sein, ohne das Material im Voraus zu entspannen.

Bei der CNC-Bearbeitung von Teflon sehr scharfe Werkzeuge kombiniert mit wasserlöslichen Kühlmitteln wie Druckluft und Sprühnebel eignen sich gut, um die besten Oberflächengüten und Toleranzen zu erzielen. Aromafreie Kühlmittel sind ebenfalls vorzuziehen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Bearbeitung von Teflon ist das Entgraten . Da PTFE so weich ist, können selbst feine, scharfe Schneidwerkzeuge unerwünschte Spuren hinterlassen, die eine Nachbehandlung erfordern.

Gängige Oberflächenveredelungstechniken wie Schleifen können verwendet werden, um Grate zu entfernen, obwohl eine fortschrittlichere Methode darin besteht, das bearbeitete Teflon einzufrieren, um es während des Entgratungsprozesses weniger weich zu machen.

Checkliste:

• Verwenden Sie sehr scharfe Schneidwerkzeuge
• Tragen Sie reichlich wasserlösliches Kühlmittel auf
• Streben Sie eine mittlere bis geringe Toleranz an
• Planen Sie im Voraus eine Entgratungsstrategie

Teflon-Alternativen

Ähnliche Materialien wie Teflon können für bestimmte Projekte entweder aus praktischen oder finanziellen Gründen ersetzt werden.

ECTFE :Ethylenchlortrifluorethylen ist ein halbkristallines Fluorpolymer und ein Copolymer aus Ethylen und Chlortrifluorethylen. Es wird vom Chemieunternehmen Solvay unter dem Markennamen Halar ECTFE hergestellt und bietet eine etwas bessere Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit.

PFA :Perfluoralkoxy ist ein weiteres Fluorpolymer mit ähnlichen Eigenschaften wie PTFE. Obwohl weicher und weniger abriebfest als Teflon, gehören zu den Vorteilen von PFA wohl bessere Antihafteigenschaften. PFA wird seltener bearbeitet als Teflon.

PCTFE :Polychlortrifluorethylen ist ein thermoplastisches Chlorfluorpolymer, ähnlich wie PTFE. Zu den Vorteilen gehört eine unglaublich hohe Wasserbeständigkeit:Es hat die niedrigste Wasserdampfdurchlässigkeit aller Kunststoffe.

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