聚氨酯加工指南及重要注意事項

加工聚氨酯塑料

聚氨酯可分為熱塑性聚氨酯和熱固性聚氨酯，但在機械加工中通常使用熱固性聚氨酯。這種材料以其優異的機械性能、化學惰性、熱穩定性和電絕緣性而聞名。

製造商使用澆鑄聚氨酯工件，並透過銑削、車削、鑽孔和其他機械加工流程將其加工成功能性零件和產品。根據聚氨酯的等級和可加工性，需要應用正確的加工參數和適當的切削刀具。

接下來的章節將詳細說明聚氨酯的特性。 塑膠CNC加工類型 聚氨酯加工的挑戰與注意事項，以及聚氨酯零件的工業應用。

 

聚氨酯材料及其性能 

聚氨酯材質

聚氨酯是一種合成聚合物，由二異氰酸酯和多元醇以及其他添加劑組成。因此，聚氨酯內部含有-NH-CO-O-鍵。雖然聚氨酯有多種形式，但硬質聚氨酯因其便於機械加工而更受青睞。 

硬度高於 60-70 A 邵氏硬度的澆鑄熱固性聚氨酯是銑削、車削、鑽孔和其他機械加工操作的絕佳選擇。 其次，熱固性聚氨酯是如何製成的？開模澆鑄和反應注射成型是製造聚氨酯的兩種主要方法。 

在澆鑄成型中，將多元醇、異氰酸酯、催化劑和添加劑的反應混合物倒入敞開的模具中進行成型，然後進行固化處理。而反應注射成型則涉及兩種獨立的物料，它們在註射頭中混合後注入模具。 

聚氨酯的性能

• 熱穩定性： 雖然聚氨酯無法承受高溫，但在中等溫度下仍能保持其性能完好無損。 
• 耐磨性： 聚氨酯比普通塑膠具有更高的耐磨性，使其能夠在磨損性環境中有效發揮作用。 
• 化學中性： 這種材料不與大多數酸、鹼、油和溶劑發生反應。 
• 機械強度： 聚氨酯是一種高強度材料，能夠承受重載而不開裂或失效。
• 屬性自訂： 透過改變混合成分和添加劑類型，可以對聚氨酯進行定制，以達到特定的硬度水平和其他所需的機械性能。

 

不同的聚氨酯加工工藝

銑削硬質聚氨酯

雖然柔性聚氨酯（PU）可以進行研磨、鋸切和其他機械加工，但銑削、車削和鑽孔則需要硬度超過邵氏A 70的PU。否則，需要在加工前使用液態氮來提高其硬度。此外，每種加工流程都需要相應的刀具和工具機設定。

讓我們簡單介紹一下聚氨酯的銑削、車削、鑽孔和磨削過程。 

聚氨酯銑削

塑膠零件數控銑削 非常適合聚氨酯型材加工、輪廓加工和添加複雜特徵。建議銑削加工使用邵氏硬度高於 80A 的聚氨酯材料。 

• 工具： 建議使用高速鋼/硬質合金刀具、鋒利的雙刃立銑刀和單點飛刀。
• 進給速度： 1000–1300 轉/分/0.38–0.51 毫米/齒

聚氨酯車削 

它透過固定的刀具和旋轉的聚氨酯材料，在圓柱表面上加工出對稱的零件和特徵。

• 工具： 硬質合金/高速鋼刀具，高間隙和前角 
• 進給速度： 0.10–0.20 毫米/轉和 600–1000 轉/分

聚氨酯鑽孔

使用鋒利的螺旋鑽頭可以在聚氨酯材料上鑽出各種尺寸和深度的孔。為防止聚氨酯鑽孔過程中切屑堵塞，應依工件厚度調整鑽尖角度（90°–135°）。

• 工具： 帶有鋒利邊緣的螺旋鑽頭
• 進給速度： 0.10–0.15 毫米/轉和 600–1,000 轉/分

聚氨酯研磨 

磨削可以在專用磨床或有磨床刀架的CNC車床上進行。該過程包括旋轉砂輪，砂輪從工件上少量去除材料，從而精細化表面並修正公差。

• 工具： 根據聚氨酯的硬度，選擇粒度為 20-80 的砂輪。 
• 進給速度： 0.125-0.127 毫米/轉，且轉速小於 150 轉/分

 

用於模具的聚氨酯材料有哪些等級？

聚氨酯材料廣泛應用於機械加工、模具製造、成型和工業工廠的模具製造。它以多種形式存在，包括夾具、沖壓模具、沖孔墊和真空成型模具等。

用於製造模具的聚氨酯材料有多種等級，硬度各不相同，包括軟性聚氨酯、中硬性聚氨酯、硬性聚氨酯和超硬性聚氨酯。

柔軟的彈性聚氨酯

具有以下特性的PU材料 硬度低於邵氏硬度 50 A 屬於軟彈性體。它們兼具韌性、拉伸強度和柔韌性，適用於需要輕微拉伸的夾具、模具和墊片。 

中等硬度聚氨酯

如果聚氨酯的硬度介於 約60–80 Shore A它們屬於中等硬度的聚氨酯材料。它們在保持良好柔韌性的同時，強度有所提高，承載能力更強，且具有良好的加工性能。因此，它們可以加工成模具、夾具和其他零件。

硬質彈性聚氨酯

硬度聚氨酯 ~ 80–95 肖爾 A 硬度有時僅有90邵氏硬度的聚氨酯（PU）被認為是硬質彈性體聚氨酯。它們以高撕裂強度、耐磨性和在重複負荷下的耐久性而聞名。一些典型的模具應用包括鈑金成型墊、模具、樣板和軟成型夾具。這些也常見於家電製造的聚氨酯模具中。

硬質彈性聚氨酯

硬質聚氨酯的硬度範圍為邵氏D 70至80。它以結構剛性、韌性、高抗壓強度和低柔韌性而著稱，並且可以進行高精度加工。一些與模具相關的應用實例包括真空模具、母模、熱成型模具和沖壓模具原型製作。

聚氨酯加工的注意事項 

聚氨酯加工

為防止加工缺陷和工件失效，必須考慮彈性恢復、工件夾緊、冷卻和潤滑等因素。 

1. 考慮聚氨酯的彈性 

聚氨酯的彈性相對較高，因此需要更大的加工間隙來克服彈性恢復，從而可以避免尺寸偏差。 

間隙不足會導致加工界面摩擦過大，從而造成熱量積聚和精度下降。 

2. 將聚氨酯工件牢牢夾緊

過高的夾緊力會導致加工誤差，並可能造成材料變形。因此，只需牢固地固定聚氨酯工件，避免加工過程中產生任何振動或限制其移動即可。

3. 合適的切削刀具材料

檢查用於加工的聚氨酯的硬度，並據此選擇合適的刀具材料。通常使用高速鋼 (HSS) 和硬質合金刀具，因為它們有助於防止黏膠現象。

4. 使用冷卻液和潤滑油 

加工聚氨酯材料時，過高的溫度會導致尺寸變形和材料損傷。因此，應使用微霧冷卻液並搭配適當的潤滑劑，以利於加工界面有效散熱。

5. 優化加工速度與進給量 

由於聚氨酯在175℃以上開始分解，因此必須謹慎選擇進料速率和速度。過高的進料速率或速度會導致摩擦力增加和熱量累積。您也可以在正式生產前進行試運轉。

聚氨酯數控加工的工業應用 

聚氨酯應用

加工聚氨酯零件廣泛應用於多個產業，包括汽車、醫療、工業機械、工具、製造和消費品等。 

在汽車產業，聚氨酯的高強度、輕質、抗衝擊性和化學惰性等特性，使其在性能和耐久性方面都具有顯著優勢。工業機械產業也利用聚氨酯加工零件的承載能力和減震性能。同樣，其他產業也能從客製化聚氨酯加工中獲益。 

接下來，我們來看看下表中的應用範例：

行業	應用實例
汽車業	懸吊襯套、精密密封件、墊片、保護罩
Medical	符合人體工學的手柄、緩衝墊、設備外殼、柔軟觸感握把
工業機械	輸送輥、耐磨墊、導輪、幫浦襯套、軸套
工具	數控刀具夾具、成型表面、真空鑄造模具及工件夾持墊
製造業	客製化滾輪、驅動部件、密封件、墊圈、壓墊、機器保護襯板
消費品	運動器材零件、保護套和客製化配件。

了解更多： 熱塑性塑膠CNC加工

加起來

聚氨酯是一種用途廣泛的加工塑料，它具有優異的機械性能、耐久性、耐化學性和承載能力，可以加工成各種複雜的零件和產品。目前有多種類型/等級的聚氨酯可用於加工，其硬度各不相同（邵氏硬度70A）。

必須考慮彈性、切削刀具材料、進給速度、轉速和其他參數，以防止過熱、粘連和其他類型的缺陷。 如果您正在尋找符合您規格要求的無缺陷聚氨酯零件，我們 CNC加工服務 ProleanTech 可提供一站式解決方案。我們提供全面的聚氨酯加工服務，從 DFM 反饋和材料選擇指導到大規模生產和表面處理。

 

常見問題

聚氨酯有哪些缺點？

聚氨酯的一些主要缺點是會釋放揮發性有機化合物，並且對紫外線照射敏感​​。

聚氨酯的使用壽命是多久？ 

聚氨酯的使用壽命為20至50年，視其成分和等級而定。 

加工聚氨酯需要哪些工具？

聚氨酯加工所需的工具包括鋒利的雙刃立銑刀、高速鑽頭和車削刀片。具體選擇哪種工具取決於您所進行的加工流程。