Us heu preguntat mai què fa peek Emmotllament per injecció tan especial? Aquest procés d’alt rendiment és vital en indústries com aeroespacial i mèdic. La força excepcional de Peek i la resistència a la calor la diferencien.
En aquest bloc, coneixereu El modelat per injecció de Peek , els seus beneficis i la seva importància en diversos sectors.
Què és Peek Plastic?
Peek, curt per a Polyether Ether Ketone , és un termoplàstic d’alt rendiment que ha agafat el món de la fabricació per tempesta. Però, què és exactament aquest material i què el diferencia d’altres plàstics? Ens endinsem i explorem el fascinant món de Peek.
Estructura i composició química
Al seu nucli, Peek compta amb una estructura química única que li proporciona les seves propietats notables. Pertany a la família PAEK (Polyaryletherketone), coneguda per la seva força i estabilitat excepcionals. La columna vertebral de PEEK consisteix en repetir unitats de grups d'èter i cetona, tal com es mostra a la imatge següent:
Aquesta disposició distintiva de molècules permet a Peek mantenir la seva integritat fins i tot en condicions extremes. Pot suportar temperatures altes, resistir els productes químics i suportar la tensió mecànica com cap altra.
Comparació amb altres termoplàstics d’alt rendiment
Quan s’apilen contra altres termoplàstics d’alt rendiment, Peek brilla realment. Doneu un cop d'ull a aquesta taula de comparació:
| la propietat | PEEK | PEI | PPS | PPS |
| Força de tracció (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Temperatura d'ús continu (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Resistència química | Excel·lent | Bona | Bona | Excel·lent |
| Resistència al desgast | Excel·lent | Bona | Bona | Bona |
Tipus de peek
No tot el PEEK es crea igual. Els fabricants han desenvolupat diverses notes i formulacions per satisfer les necessitats específiques. Aquí teniu una ràpida reducció dels tipus principals:
Peek sense omplir : aquesta és la forma més pura de Peek, sense additius ni reforços. Ofereix el nivell més alt de resistència química i és ideal per a aplicacions on la puresa és crucial.
PEEK ple de vidre (PEEK GF30) : Tal com el seu nom indica, aquest tipus incorpora un 30% de fibres de vidre, millorant les seves propietats mecàniques. Proporciona una major rigidesa i estabilitat dimensional, fent -la adequada per a components estructurals.
PEEK ple de carboni (PEEK CF30) : amb un 30% de reforç de fibra de carboni, CF30 PEEK pren força i rigidesa al següent nivell. És l’opció ideal per a les aplicacions que exigeixen el màxim rendiment.
PVX Black Peek : Aquest grau especialitzat combina els avantatges de Peek amb l’avantatge afegit de la baixa fricció i la millora de la resistència al desgast. És perfecte per moure parts i aplicacions dinàmiques.
Més enllà d’aquests tipus estàndard, els fabricants també poden personalitzar PEEK per complir els requisits específics. Des de propietats dissipatives estàtiques fins a la detectabilitat de metalls i raigs X, les possibilitats són infinites.
Propietats de Peek
Quan es tracta de plàstics d’alt rendiment, Peek destaca de la multitud. La seva combinació única de propietats la converteix en una autèntica meravella d’enginyeria. Mirem de prop el que fa que Peek sigui tan especial.
Propietats mecàniques
Peek és conegut per la seva excepcional força mecànica. Pot suportar les càrregues més dures sense trencar la suor.
Força a la tracció : Peek té una impressionant resistència a la tracció de fins a 100 MPa. Això és més fort que molts metalls!
Mòdul de flexió : amb un mòdul de flexió que oscil·la entre 3,8 i 4,3 GPa, Peek ofereix una rigidesa excel·lent. Manté la seva forma fins i tot sota estrès extrem.
Duresa : la duresa de Peek es classifica a 85-95 a l'escala de Rockwell M. Es resisteix el desgast com un campió.
Propietats tèrmiques
Una de les característiques més notables de Peek és la seva capacitat per suportar les temperatures extremes. Aquí teniu una visió ràpida de les seves propietats tèrmiques:
Punt de fusió : Peek té un punt de fusió de 343 ° C (649 ° F). És prou calorós per gestionar la majoria d’aplicacions industrials.
Temperatura de transició del vidre : la temperatura de transició del vidre de Peek és al voltant de 143 ° C (289 ° F). Manté les seves propietats mecàniques fins i tot a temperatures elevades.
| Peek 450 G | Peek Peek 90GL30 GF30% | Peek 450CA30 ** CF30% ** | Peek 150G903 ** Black ** |
|
| Físic | Densitat (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Taxa de contracció (%) | 1 a 1,3 | 0,3 a 0,9 | 0,1 a 0,5 | 1 a 1,3 |
|
| La duresa de la costa (D) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mecànic | Força de tracció (MPA) | 98 @ rendiment | 195 @ break | 265 @ break | 105 @ rendiment |
| Allargament (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Mòdul de flexió (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Força de flexió (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Modelat per injecció | Temperatura d'assecat (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Temps d’assecat (hrs) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Temperatura fosa (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Temperatura del motlle (° C) | De 170 a 200 | De 170 a 200 | 180 a 210 | 160 a 200 |
|
Resistència química
Peek és una galeta dura quan es tracta de resistència química. Pot gestionar l’exposició a una àmplia gamma de substàncies dures:
Resistència a àcids, bases i dissolvents : Peek és resistent a la majoria d’àcids, bases i dissolvents orgànics. Pot suportar una exposició prolongada sense degradar -se.
Limitacions en la resistència química : però, Peek té algunes limitacions. Es pot veure afectat per l’àcid sulfúric concentrat i alguns hidrocarburs halogenats.
Altres propietats notables
Peek té uns quants trucs més per la màniga. A continuació, es mostren algunes altres propietats que el fan destacar:
Biocompatibilitat : PEEK és biocompatible, cosa que la fa adequada per a implants i dispositius mèdics. No perjudicarà el teixit viu.
Resistència al desgast : amb la seva alta duresa i baixa fricció, Peek ofereix una excel·lent resistència al desgast. És perfecte per moure parts i aplicacions dinàmiques.
Baixa inflamabilitat : Peek té una baixa qualificació de inflamabilitat (UL94 V-0). No s’incendiarà fàcilment ni contribuirà a la propagació de les flames.
Aïllament elèctric : PEEK és un excel·lent aïllant elèctric. Manté les seves propietats aïllants fins i tot a temperatures altes.
Com es fabrica Peek?
Alguna vegada us heu preguntat com es fa el fet, la superestrella dels plàstics d’alt rendiment? El procés és tan fascinant com el material en si. Ens endinsem en el món de la fabricació de Peek i descobrim com neix aquest increïble polímer.
Procés de polimerització del creixement del pas
PEEK es crea mitjançant un procés anomenat polimerització de creixement de pas. Es tracta d’una reacció química on els monòmers, els blocs de polímers, s’uneixen un pas a la vegada.
En el cas de Peek, s’utilitzen dos monòmers principals:
Aquests monòmers es barregen en presència d’un catalitzador, generalment carbonat de sodi (Na2CO3). La reacció es produeix a temperatures altes, normalment al voltant de 572 ° F).
Reacció dels monòmers per formar el polímer PEEK
La màgia es produeix quan els monòmers comencen a reaccionar entre ells. Els àtoms de fluor del monòmer DFB són desplaçats pels grups hidroxil del monòmer de la seu. Això crea un nou enllaç de carboni-oxigen, formant la columna vertebral de la cadena de polímers PEEK.
A mesura que avança la reacció, cada cop són més els monòmers units, creixent la cadena de polímer pas a pas. Aquest procés continua fins que la majoria dels monòmers s’han consumit, donant lloc a una llarga i repetidora cadena de polímer PEEK.
Aïllament del polímer PEEK
Un cop finalitzada la reacció de polimerització, el polímer PEEK de nova formació ha de ser aïllat de la barreja de reacció. Això normalment es fa mitjançant una sèrie de passos de rentat i filtració.
Primer, la barreja de reacció es refreda a temperatura ambient. A continuació, es renta amb aigua per eliminar els monòmers no reaccionats i el catalitzador de carbonat de sodi.
A continuació, el polímer PEEK es filtra per eliminar les impureses restants. A continuació, s’asseca per eliminar qualsevol humitat residual.
Finalment, el polímer PEEK està disposat a processar -se en les diverses formes necessàries per modelar la injecció, com ara pellets o grànuls.
La bellesa d’aquest procés és la seva senzillesa. Controlant detingudament les condicions de reacció i la puresa dels monòmers, els fabricants poden produir PEEK amb propietats increïblement consistents, cosa que la converteix en una elecció fiable per a aplicacions d’alt rendiment.
Avantatges i desavantatges del plàstic de Peek
Avantatges
Alta resistència química : Peek pot suportar l’exposició a una àmplia gamma de productes químics, fins i tot a temperatures elevades. Això fa que sigui ideal per utilitzar -lo en entorns durs on altres materials es degradarien ràpidament.
Excel·lent força, duresa i rigidesa : Peek compta amb propietats mecàniques impressionants. Té una elevada proporció de força a pes, cosa que la converteix en una elecció lleugera però robusta per als components estructurals. La seva duresa i rigidesa li permeten mantenir la seva forma sota càrregues pesades.
La resistència a l’aigua i al vapor d’alta pressió : la resistència de Peek a la hidròlisi és notable. Pot suportar l’exposició a l’aigua i al vapor d’alta pressió sense perdre les seves propietats. Això el converteix en una opció màxima per a les aplicacions de la indústria del petroli i el gas.
La idoneïtat per a les aplicacions mèdiques i dentals : la biocompatibilitat i la resistència als processos d’esterilització de Peek la converteixen en una excel·lent elecció per a aplicacions mèdiques i dentals. Des d’instruments quirúrgics fins a implants, Peek ajuda a millorar els resultats del pacient.
Alta resistència de fluïdesa : Peek té una excel·lent resistència a la fluïdesa, és a dir, pot mantenir la seva forma sota càrrega constant durant llargs períodes. Això és crucial per a les aplicacions on l'estabilitat dimensional és fonamental, com en els components aeroespacials.
Baix fum i emissió de gasos tòxics : En cas d’incendi, Peek emet fum mínim i gasos tòxics. Es tracta d’una consideració de seguretat crucial per a les aplicacions de les indústries de transport i construcció.
Retarticament inherent a la flama : Peek té una resistència natural a les flames, cosa que la converteix en una elecció més segura que molts altres plàstics. Pot suportar temperatures de fins a 300 ° C (572 ° F) sense encendre.
Durabilitat i resistència al desgast : la gran resistència i duresa de Peek la fan resistent al desgast. Aquesta durabilitat fa que sigui una elecció rendible per a les aplicacions on les parts han de durar molt de temps.
Desavantatges
Un cost elevat en comparació amb altres resines : Peek és un material premium i el seu preu ho reflecteix. És més car que molts altres plàstics d’enginyeria, que poden ser una barrera per a la seva adopció en algunes aplicacions.
Baixa resistència a la llum UV : Peek té una mala resistència a la llum ultraviolada (UV). L’exposició prolongada a la llum del sol pot fer que es degradi i perdi les seves propietats. Això pot ser un problema per a aplicacions a l'aire lliure.
Temperatures altes de processament : l’elevat punt de fusió de Peek significa que requereix temperatures altes de processament. Això pot ser un repte per a algunes màquines de modelat per injecció i pot augmentar els costos energètics.
L’adhesió de cèl·lules rudimentàries per a aplicacions mèdiques : Si bé PEEK és biocompatible, la seva superfície no promou de manera natural l’adhesió cel·lular. Això pot ser un problema per a algunes aplicacions mèdiques on es desitgi la integració de teixits. Tot i això, es poden aplicar tractaments superficials per millorar l’adhesió cel·lular.
Malgrat aquests inconvenients, els avantatges de Peek solen superar els desavantatges de moltes aplicacions. La seva combinació única de propietats la converteix en un material difícil de superar.
Procés de modelat per injecció de peek
La injecció de modelat és una dansa delicada que requereix precisió i experiència. Des de les preparacions de pre-moldització fins al disseny de consideracions, cada pas té un paper crucial en el producte final. Ens endinsem en el malestar del procés de modelat per injecció de peek.
Preparatius previs
Abans que fins i tot pensem en injectar el modelat de modelat, hem d’aconseguir els nostres ànecs seguits. La preparació adequada és clau per a l’èxit.
Temperatura i temps d’assecat : Peek és un material higroscòpic, cosa que significa que absorbeix la humitat de l’aire. Per evitar defectes, cal assecar -se abans de modelar. La temperatura d'assecat recomanada és de 150 ° C (302 ° F) durant 3-4 hores.
Preparació i manipulació de materials : els pellets de la pell s’han d’emmagatzemar en un lloc fresc i sec. S’han de mantenir en contenidors segellats per evitar l’absorció d’humitat. Quan manipuleu Peek, és important portar guants per evitar la contaminació.
Paràmetres de modelat
Un cop estigui preparat el nostre material, és hora de marcar els paràmetres de modelat. Aquestes configuracions poden fer o trencar el producte final.
Pressió i velocitat d’injecció : PEEK requereix pressions altes d’injecció, normalment entre 70-140 MPa (10.000-20.000 psi). La velocitat d’injecció ha de ser prou ràpida per omplir el motlle ràpidament, però no tan ràpid que provoqui defectes.
Control de la temperatura : la temperatura de fusió per a PEEK es troba normalment entre 360-400 ° C (680-752 ° F). La temperatura del motlle s’ha de mantenir entre 170-200 ° C (338-392 ° F) per assegurar una cristal·lització adequada i minimitzar l’ordit.
Taxes de contracció i control : PEEK té una taxa de contracció de l’1-2%, segons el grau i els farcits. Per controlar la contracció, és important mantenir les temperatures consistents del motlle i les pressions d’embalatge.
Consulteu aquesta taula per obtenir una referència ràpida sobre els paràmetres de modelat PEEK:
| de paràmetres | Valor |
| Temperatura d'assecat | 150 ° C (302 ° F) |
| Temps d’assecat | 3-4 hores |
| Fondre la temperatura | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Temperatura del model | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Pressió d'injecció | 70-140 MPa (10.000-20.000 psi) |
| Taxa de contracció | 1-2% |
Consideracions de disseny
El disseny de peces per modelar la injecció de Peek requereix una mica de coneixement. A continuació, es mostren algunes consideracions clau a tenir en compte:
Gruix de la paret : Peek es pot modelar en parts de paret fina, però és important mantenir un gruix de paret consistent. El rang recomanat és de 1,5-4 mm (0,06-0,16 in).
Radi i vores afilades : les vores i les cantonades afilades s’han d’evitar a les parts. Poden causar concentracions d’estrès i fer que la part sigui més difícil de modelar. Es recomana un radi mínim de 0,5 mm (0,02 in).
Angles d’esborrany : els angles d’esborrany són necessaris per a l’expulsió fàcil de la part del motlle. Es recomana un angle mínim d’esborrany d’1 ° per a les parts.
Toleràncies de parts : Peek es pot modelar a toleràncies estretes, però és important tenir en compte la velocitat de contracció i les limitacions del procés de modelat. Normalment es pot aconseguir una tolerància de ± 0,1 mm (± 0,004 in).
Aplicacions de peces modelat per injecció de peek
Indústria de l’automoció
La indústria de l’automoció sempre busca maneres de millorar l’eficiència del combustible i de reduir les emissions. El modelat per injecció de Peek ofereix una solució.
La substitució de les peces metàl·liques amb components PEEK : la proporció de força a pes de Peek li permet substituir les peces de metall pesat, reduint el pes global del vehicle i millorant l’economia de combustible. La seva capacitat per suportar temperatures i productes químics alts la fa ideal per a aplicacions subterrànies.
Exemples de peces d'automòbils PEEK : PEEK s'utilitza en diversos components d'automòbils, com ara engranatges, coixinets i seients de vàlvules. També es troba en les parts del sistema de combustible, on la seva resistència química i estabilitat a alta temperatura són crucials.
Aplicacions mèdiques i dentals
La biocompatibilitat i la resistència química de Peek la converteixen en una selecció superior per a les aplicacions mèdiques i dentals.
La inertesa i la resistència de Peek als productes químics : Peek és inert i resistent a la majoria de productes químics, cosa que fa que sigui segur per al seu ús en el cos humà. Pot suportar els durs processos d’esterilització necessaris per als dispositius mèdics.
Casos d’ús biomèdic i dental : PEEK s’utilitza en una gamma d’aplicacions biomèdiques, des d’implants espinals fins a pròtesis dentals. Les seves propietats mecàniques semblants als ossos i la seva capacitat d’integrar-se amb el teixit humà la converteixen en una elecció ideal per a aquestes aplicacions.
Aplicacions elèctriques
Les propietats elèctriques úniques de Peek el converteixen en un material valuós per a la indústria elèctrica.
Peek com a aïllant elèctric : Peek té excel·lents propietats d’aïllament elèctric, cosa que el fa adequat per al seu ús en aplicacions d’alta tensió. La seva capacitat per mantenir aquestes propietats a temperatures altes la diferencia dels altres plàstics.
Components elèctrics d’alta temperatura : l’estabilitat d’alta temperatura de Peek permet utilitzar-lo en components elèctrics exposats a calor extrema, com ara connectors i interruptors en aplicacions aeroespacials i automobilístiques.
Aplicacions de la indústria alimentària
La puresa i la resistència química de Peek fan que sigui segur per al seu ús a la indústria alimentària.
Aprovació de la FDA per al contacte amb els aliments : PEEK compleix els requisits de la FDA per al contacte amb els aliments, cosa que la fa adequada per utilitzar -lo en equips de processament d'aliments i envasos.
Peek in Food Packaging i Peces de forn : l'estabilitat i la resistència química a alta temperatura de Peek la fan ideal per utilitzar-lo en els envasos d'aliments i els components del forn, on pot suportar les dures condicions de la cuina i l'esterilització.
Indústria aeroespacial
La naturalesa lleugera i les propietats d’alt rendiment de Peek la converteixen en un material valuós per a la indústria aeroespacial.
Peek com a alternativa lleugera a l’alumini : l’elevada proporció de força-pes de Peek li permet substituir l’alumini en components d’avions, reduir el pes global i millorar l’eficiència del combustible.
Components de PEEK en avions : PEEK s’utilitza en diversos components d’avions, des de peces estructurals fins a connectors elèctrics. La seva capacitat per suportar temperatures i productes químics extrems la fa ideal per a les dures condicions de les aplicacions aeroespacials.
Consulteu aquesta taula comparant les propietats de Peek i Alumini:
| Propietat | Peek | Alumini |
| Densitat (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Força de tracció (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Temperatura d'ús continu (° C) | 260 | 150-250 |
| Resistència química | Excel·lent | Bona |
Pensament final
El modelat per injecció de PEEK ofereix molts avantatges, incloent força excepcional, resistència a la calor i inertitud química. S'utilitza àmpliament en indústries mèdiques, aeroespacials i automobilístiques. L’elecció del grau de PEEK adequat és crucial per aconseguir un rendiment òptim en aplicacions específiques. Amb els avenços en curs, el futur de Peek sembla prometedor en diversos sectors. La seva versatilitat i durabilitat continuaran impulsant la innovació i l’adopció.
Team MFG: el vostre soci de confiança per modelar la injecció de peek
Amb dècades d’experiència i un compromís amb la qualitat, Team MFG ofereix solucions de modelat d’injecció PEEK per a les vostres aplicacions més exigents. Poseu -vos en contacte amb nosaltres avui per discutir els vostres requisits del projecte i obtenir informació sobre com us podem ajudar a tenir èxit.
