聚氨酯加工指南及重要注意事项

加工聚氨酯塑料

聚氨酯可分为热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯，但在机械加工中通常使用热固性聚氨酯。这种材料以其优异的机械性能、化学惰性、热稳定性和电绝缘性而著称。

制造商使用浇铸聚氨酯工件，并通过铣削、车削、钻孔和其他机械加工工艺将其加工成功能性零件和产品。根据聚氨酯的等级和可加工性，需要应用正确的加工参数和合适的切削刀具。

接下来的章节将详细阐述聚氨酯的特性。 塑料数控加工类型 聚氨酯加工的挑战与注意事项，以及聚氨酯零件的工业应用。

 

聚氨酯材料及其性能 

聚氨酯材料

聚氨酯是一种合成聚合物，由二异氰酸酯和多元醇以及其他添加剂组成。因此，聚氨酯内部含有-NH-CO-O-键。虽然聚氨酯有多种形式，但硬质聚氨酯因其便于机械加工而更受青睐。 

硬度高于 60-70 A 邵氏硬度的浇铸热固性聚氨酯是铣削、车削、钻孔和其他机械加工操作的绝佳选择。 其次，热固性聚氨酯是如何制成的？开模浇铸和反应注射成型是制造聚氨酯的两种主要方法。 

在浇铸成型中，将多元醇、异氰酸酯、催化剂和添加剂的反应混合物倒入敞开的模具中进行成型，然后进行固化处理。而反应注射成型则涉及两种独立的物料，它们在注射头中混合后注入模具。 

聚氨酯的性能

• 热稳定性： 虽然聚氨酯不能承受高温，但在中等温度下仍能保持其性能完好无损。 
• 耐磨性： 聚氨酯比普通塑料具有更高的耐磨性，使其能够在磨损性环境中有效发挥作用。 
• 化学中性： 这种材料不与大多数酸、碱、油和溶剂发生反应。 
• 机械强度： 聚氨酯是一种高强度材料，能够承受重载而不开裂或失效。
• 属性自定义： 通过改变混合成分和添加剂类型，可以对聚氨酯进行定制，以达到特定的硬度水平和其他所需的机械性能。

 

不同的聚氨酯加工工艺

铣削硬质聚氨酯

虽然柔性聚氨酯（PU）可以进行研磨、锯切和其他机械加工，但铣削、车削和钻孔则需要硬度超过邵氏A 70的PU。否则，需要在加工前使用液氮提高其硬度。此外，每种加工工艺都需要相应的刀具和机床设置。

让我们简要介绍一下聚氨酯的铣削、车削、钻孔和磨削工艺。 

聚氨酯铣削

塑料零件数控铣削 非常适合聚氨酯型材加工、轮廓加工和添加复杂特征。建议铣削加工使用邵氏硬度高于 80A 的聚氨酯材料。 

• 工具： 建议使用高速钢/硬质合金刀具、锋利的双刃立铣刀和单点飞刀。
• 进给速度： 1000–1300 转/分/0.38–0.51 毫米/齿

聚氨酯车削 

它通过固定的刀具和旋转的聚氨酯材料，在圆柱表面上加工出对称的零件和特征。

• 工具： 硬质合金/高速钢刀具，高间隙和前角 
• 进给速度： 0.10–0.20 毫米/转和 600–1000 转/分

聚氨酯钻孔

使用锋利的螺旋钻头可以在聚氨酯材料上钻出各种尺寸和深度的孔。为防止聚氨酯钻孔过程中切屑堵塞，应根据工件厚度调整钻尖角度（90°–135°）。

• 工具： 带有锋利边缘的螺旋钻头
• 进给速度： 0.10–0.15 毫米/转和 600–1,000 转/分

聚氨酯研磨 

磨削可以在专用磨床或带有磨床刀架的数控车床上进行。该过程包括旋转砂轮，砂轮从工件上少量去除材料，从而精细化表面并修正公差。

• 工具： 根据聚氨酯的硬度，选择粒度为 20-80 的砂轮。 
• 进给速度： 0.125-0.127 毫米/转，且转速小于 150 转/分

 

用于模具的聚氨酯材料有哪些等级？

聚氨酯材料广泛应用于机械加工、模具制造、成型和工业工厂的模具制造。它以多种形式存在，包括夹具、冲压模具、冲孔垫和真空成型模具等。

用于制造模具的聚氨酯材料有多种等级，硬度各不相同，包括软性聚氨酯、中硬性聚氨酯、硬性聚氨酯和超硬性聚氨酯。

柔软的弹性聚氨酯

具有以下特性的PU材料 硬度低于邵氏硬度 50 A 属于软弹性体。它们兼具韧性、拉伸强度和柔韧性，适用于需要轻微拉伸的夹具、模具和垫片。 

中等硬度聚氨酯

如果聚氨酯的硬度介于 约60–80 Shore A它们属于中等硬度的聚氨酯材料。它们在保持良好柔韧性的同时，强度有所提高，承载能力更强，且具有良好的加工性能。因此，它们可以加工成模具、夹具和其他部件。

硬质弹性聚氨酯

硬度聚氨酯 ~ 80–95 肖尔 A 硬度有时仅为90邵氏硬度的聚氨酯（PU）被认为是硬质弹性体聚氨酯。它们以高撕裂强度、耐磨性和在重复载荷下的耐久性而闻名。一些典型的模具应用包括钣金成型垫、模具、样板和软成型夹具。这些也常见于家电制造的聚氨酯模具中。

硬质弹性聚氨酯

硬质聚氨酯的硬度范围为邵氏D 70至80。它以结构刚性、韧性、高抗压强度和低柔韧性而著称，并且可以进行高精度加工。一些与模具相关的应用实例包括真空模具、母模、热成型模具和冲压模具原型制作。

聚氨酯加工的注意事项 

聚氨酯加工

为防止加工缺陷和工件失效，必须考虑弹性恢复、工件夹紧、冷却和润滑等因素。 

1. 考虑聚氨酯的弹性 

聚氨酯的弹性相对较高，因此需要更大的加工间隙来克服弹性恢复，从而可以避免尺寸偏差。 

间隙不足会导致加工界面摩擦过大，从而造成热量积聚和精度下降。 

2. 将聚氨酯工件牢牢夹紧

过高的夹紧力会导致加工误差，并可能造成材料变形。因此，只需牢固地固定聚氨酯工件，避免加工过程中产生任何振动或限制其移动即可。

3. 合适的切削刀具材料

检查用于加工的聚氨酯的硬度，并据此选择合适的刀具材料。通常使用高速钢 (HSS) 和硬质合金刀具，因为它们有助于防止粘胶现象。

4. 使用冷却剂和润滑 

加工聚氨酯材料时，过高的温度会导致尺寸变形和材料损伤。因此，应使用微雾冷却液并配合合适的润滑剂，以利于加工界面有效散热。

5. 优化加工速度和进给量 

由于聚氨酯在175℃以上开始分解，因此必须谨慎选择进料速率和速度。过高的进料速率或速度会导致摩擦力增大和热量积聚。您也可以在正式生产前进行试运行。

聚氨酯数控加工的工业应用 

聚氨酯应用

加工聚氨酯零件广泛应用于多个行业，包括汽车、医疗、工业机械、工具、制造和消费品等。 

在汽车行业，聚氨酯的高强度、轻质、抗冲击性和化学惰性等特性，使其在性能和耐久性方面都具有显著优势。工业机械行业也利用聚氨酯加工零件的承载能力和减震性能。同样，其他行业也能从定制聚氨酯加工中获益。 

接下来，我们来看下表中的应用示例：

行业	应用案例
汽车	悬架衬套、精密密封件、垫片、保护罩
医疗行业	符合人体工程学的手柄、缓冲垫、设备外壳、柔软触感握把
工业机械	输送辊、耐磨垫、导轮、泵衬套、轴套
工装	数控刀具夹具、成型表面、真空铸造模具和工件夹持垫
制造业生产环境	定制滚轮、驱动部件、密封件、垫圈、压垫、机器保护衬板
消费品	运动器材零件、保护套和定制配件。

阅读更多： 热塑性塑料数控加工

总结

聚氨酯是一种用途广泛的加工塑料，它具有优异的机械性能、耐久性、耐化学性和承载能力，可以加工成各种复杂的零件和产品。目前有多种类型/等级的聚氨酯可用于加工，其硬度各不相同（邵氏硬度70A）。

必须考虑弹性、切削刀具材料、进给速度、转速和其他参数，以防止过热、粘连和其他类型的缺陷。 如果您正在寻找符合您规格要求的无缺陷聚氨酯部件，我们 CNC加工服务 ProleanTech 可提供一站式解决方案。我们提供全面的聚氨酯加工服务，从 DFM 反馈和材料选择指导到大规模生产和表面处理。

 

常见问题

聚氨酯的缺点是什么？

聚氨酯的一些主要缺点是会释放挥发性有机化合物，并且对紫外线照射敏感。

聚氨酯的使用寿命是多久？ 

聚氨酯的使用寿命为20至50年，具体取决于其成分和等级。 

加工聚氨酯需要哪些工具？

聚氨酯加工所需的工具包括锋利的双刃立铣刀、高速钻头和车削刀片。具体选择哪种工具取决于您所进行的加工工艺。