Сверхвысокомолекулярный полиэтилен(СВМПЭ, Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMW PE) — термопластичный полимер, конструкционный материал, пригодный для работы в экстремальных условиях эксплуатации.

Сверхвысокая масса молекул (от 1,5 до 11,5 млн а.е.м.) определяет уникальные свойства СВМПЭ, отличные от других разновидностей полиэтилена.

При нагревании выше температуры плавления (135—190 °С) СВМПЭ не переходит в вязкотекущее состояние, а лишь в высокопластичное. Именно поэтому получение готовых изделий с методом экструзии затруднительно. Более целесообразным для данного материала является механическая, в частности, токарная, обработка.

СВМПЭ устойчивы к воздействию большинства кислот и щелочей, ультрафиолетового и гамма излучения, бактерий, и не изменяются при воздействии воды.

Удельная плотность чистого СВМПЭ — примерно 0,93—0,94,г/см³ с добавками — 0,95 г/см³.

Основные свойства СВМПЭ, обуславливающие его применение, — очень высокая износостойкость и низкий коэффициент трения. Так, по износостойкости СВМПЭ превосходит фторопласт и обыкновенные углеродистые стали. Поэтому оптимальным применением этого материала является изготовление узлов трения (подшипников скольжения) и манжет для гидравлических насосов.

СВМПЭ легко перерабатывается на станках и инструментами, обычно применяемыми для обработки мягких металлов (группа N по международной классификации). Однако есть особенности: так вследствие малой теплопроводности полиэтилена тепло трения, выделяющееся при резании, приводит к быстрому разогреву заготовки. Для уменьшения нагрева механическую обработку производят с большими скоростями резания при небольшой подаче.

Существует два основных способа резание полиэтилена:

• 700-1000 м/мин при величине поперечной подачи 0,1 - 1,0 мм/об.

• 200 м/мин при величине поперечной подачи 3-6 мм/об и продольной - 50-100 мм/об

Так как полиэтилен очень мягкий материал, для его эффективной обработки нужно использовать максимально острый инструмент. Очень эффективными являются шлифованные твёрдосплавные пластины по алюминию..

При обработке UHMW PE на станках с ЧПУ можно выделить несколько проблем:

1. Основная проблема токарной обработки полиэтилена связана с тем что при его точении дробление стружки отсутствует в принципе, стружка принимает форму непрерывной ленты на любых скоростях резания и при любых подачах, что в итоге приводит к наматыванию стружки на патрон и затруднению или полной невозможности дальнейшей обработки. Решить проблему можно искусственно прерывая непрерывный режим резания, т. е. Необходимо отводить инструмент до того момента как стружка начнет наматываться на итнструмент или шпиндель.

    

2. Чистота поверхности. Что бы добиться «зеркала» на деталях из полиэтилена надо использовать соответствующий инструмент (см. выше) с минимальным радиусом при вершине. Наилучшим выбором будет радиус 0,2. Скорости резания могут быть от 200 до 1000 , но надо обратить внимание на ограничение скорости вращения шпинделя, так как при чистовой обработке прерывистое резание использовать нельзя то стружка неизбежно будет наматываться клубком перед пластиной или наворачиваться на державку и при избыточной скорости вращения шпинделя трение между деталью и стружкой начнёт плавить полиэтилен что приведет к отсутствию чистоты поверхности.

На точность обработки полиэтилена точением оказывает большое влияние длина обработки, толщина стенок втулок, точность станка, геометрия инструмента и режимы резания. Допустимая точность при точении СВМПЭ достаточно высока и находится в пределах 2 - 3-го классов. Важно обратить внимание на хранение заготовок. СВМПЭ следует складировать на горизонтальной поверхности плотно пруток к прутку с тем, что бы не допускать искривления материала. В противном случае изготовить достаточно длинную деталь не получится.

Поскольку большинство термопластов отличаются высоким коэффициентом теплового расширения, измерение обработанных деталей (контроль) следует выполнять на охлаждённых деталях.

Правильно подобранные скорость и глубина резания и геометрия режущего инструмента позволяют обрабатывать детали из термопластов на токарном станке без охлаждения. Однако, наилучшего результата можно достичь только с применением СОЖ.

Серийно из СВМПЭ с молекулярной массой 5-6 млн. а.е.м. описанным выше методом мы выпускаем шевронные манжеты, применяемые в поршневых насосах окрасочного оборудования. При нормальных условиях эксплуатации одного комплекта манжет хватает на несколько месяцев ежедневной эксплуатации.