Kunagi mõelnud, mis teeb piiluma süstimisvormimine ? Nii eriline See suure jõudlusega protsess on ülioluline sellistes tööstusharudes nagu lennundus ja meditsiin. Peeki erakordne tugevus ja kuumakindlus eristasid selle.
Selles ajaveebis saate teada Peek süstimisvormimine, selle eelised ja tähtsus erinevates sektorites.
Mis on Peek plast?
Peek, mis on lühike polüeter-eetri ketooni jaoks , on suure jõudlusega termoplastiline, mis on tootmismaailma tormi võrra võtnud. Kuid mis see materjal täpselt on ja mis eristab seda teistest plastidest? Sukeldume sisse ja uurime põnevat piilumise maailma.
Keemiline struktuur ja koostis
Selle keskmes on Peek ainulaadne keemiline struktuur, mis annab sellele tähelepanuväärsed omadused. See kuulub PAEK (PolyaryLecherTone) perekonda, mis on tuntud oma erakordse tugevuse ja stabiilsuse poolest. Peeki selgroog koosneb eetri ja ketoonirühmade korduvatest ühikutest, nagu on näidatud alloleval pildil:
See molekulide eristatav paigutus võimaldab piiluda selle terviklikkust isegi äärmuslikes tingimustes. See talub kõrgeid temperatuure, vastupanu kemikaalidele ja talub mehaanilist pinget nagu mitte ükski teine.
Võrdlus teiste suure jõudlusega termoplastidega
Muude suure jõudlusega termoplastide vastu virnastades paistab Peek tõeliselt. Vaadake seda võrdlustabeli:
| atribuut | Peek | PEI | PPSU | PPS |
| Tõmbetugevus (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Pidev kasutamise temperatuur (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Keemiline vastupidavus | Suurepärane | Hea | Hea | Suurepärane |
| Kulumiskindlus | Suurepärane | Hea | Hea | Hea |
Piilumistüübid
Kõik piilumata pole võrdsed. Tootjad on konkreetsete vajaduste rahuldamiseks välja töötanud erinevad hinded ja koostised. Siin on peamised tüübid kiiresti:
Täitmata piilumine : see on kõige puhtamat, ilma lisandite või tugevdusteta. See pakub kõrgeimat keemilise vastupidavuse taset ja sobib ideaalselt rakenduste jaoks, kus puhtus on ülioluline.
Klaasiga täidetud piilumine (GF30 Peek) : nagu nimigi ütleb, sisaldab see tüüp 30% klaaskiud, suurendades selle mehaanilisi omadusi. See tagab suurenenud jäikuse ja mõõtmete stabiilsuse, muutes selle sobivaks konstruktsioonikomponentidele.
Süsinikuga täidetud Peek (CF30 PEEK) : 30% süsinikkiudude tugevdamisega võtab CF30 PEEK tugevuse ja jäikuse järgmisele tasemele. See on valimine rakenduste jaoks, mis nõuavad kõrgeimat jõudlust.
PVX Black Peek : see spetsialiseeritud klass ühendab piilumise eelised madala hõõrdumise ja parema kulumiskindluse eelisega. See sobib suurepäraselt liikuvate osade ja dünaamiliste rakenduste jaoks.
Lisaks nendele standarditüüpidele saavad tootjad kohandada ka konkreetsete nõuete täitmiseks. Alates staatilistest hajutavatest omadustest kuni metalli ja röntgenikiirguse tuvastatavuseni on võimalused lõputud.
Peek omadused
Kui tegemist on suure jõudlusega plastidega, paistab Peek rahva hulgast silma. Selle ainulaadne atribuutide kombinatsioon muudab selle tõeliseks inseneriks. Vaatame lähemalt, mis teeb Peeki nii eriliseks.
Mehaanilised omadused
Peek on tuntud oma erakordse mehaanilise tugevuse poolest. See saab hakkama kõige raskemate koormustega ilma higi purustamata.
Tõmbetugevus : Peek uhkeldab muljetavaldava tõmbetugevusega kuni 100 MPa. See on tugevam kui paljud metallid!
Flexural moodul : paindemooduli vahemikus 3,8 kuni 4,3 GPA pakub Peek silmapaistvat jäikust. See säilitab oma kuju isegi äärmise stressi all.
Kõvadus : Peeki kõvadus on Rockwell M skaalal hinnatud 85-95. See peab vastu kulumisele nagu tšempion.
Termilised omadused
Peeki üks tähelepanuväärsemaid omadusi on selle võime taluda äärmuslikke temperatuure. Siin on kiire ülevaade selle termilistest omadustest:
Sulamispunkt : Peeki sulamistemperatuur on 343 ° C (649 ° F). See on piisavalt kuum, et enamiku tööstuslikke rakendusi käsitleda.
Klaasist üleminekutemperatuur : Peek klaasist üleminekutemperatuur on umbes 143 ° C (289 ° F). See säilitab oma mehaanilised omadused isegi kõrgendatud temperatuuridel.
| Peek 450 g täitmata | Peek 90GL30 GF30% | PEEK 450CA30 ** CF30% ** | PEEK 150G903 ** Must ** |
|
| Füüsiline | Tihedus (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Kokkutõmbumise määr (%) | 1 kuni 1,3 | 0,3 kuni 0,9 | 0,1 kuni 0,5 | 1 kuni 1,3 |
|
| Kalda kõvadus (D) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mehaaniline | Tõmbetugevus (MPA) | 98 @ saagis | 195 @ paus | 265 @ paus | 105 @ saagis |
| Pikenemine (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Flexural moodul (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Paindetugevus (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Süstimisvormimine | Kuivamistemperatuur (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Kuivamisaeg (HRS) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Sulatemperatuur (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Hallituse temperatuur (° C) | 170 kuni 200 | 170 kuni 200 | 180 kuni 210 | 160 kuni 200 |
|
Keemiline vastupidavus
Peek on keemilise vastupidavuse osas karm küpsis. See saab hakkama kokkupuutega paljude karmide ainetega:
Resistentsus hapete, aluste ja lahustite suhtes : Peek on enamiku hapete, aluste ja orgaaniliste lahustite suhtes vastupidav. See talub pikaajalist kokkupuudet ilma lagunemata.
Keemilise vastupidavuse piirangud : Peekil on siiski mõned piirangud. Seda võivad mõjutada kontsentreeritud väävelhappe ja mõned halogeenitud süsivesinikud.
Muud märkimisväärsed omadused
Peekil on varrukast veel paar nippi. Siin on mõned muud omadused, mis selle eristuvad:
Biosobivus : Peek on biosoblik, muutes selle sobivaks meditsiinilisteks implantaatideks ja seadmetele. See ei kahjusta elusat kudet.
Kulumiskindlus : oma kõrge kõvaduse ja madala hõõrdumisega pakub Peek suurepärast kulumiskindlust. See sobib suurepäraselt liikuvate osade ja dünaamiliste rakenduste jaoks.
Madal tuleohtlikkus : Peekil on madal tuleohtlikkus (UL94 V-0). See ei sütti kergesti ega aita leegi levikut.
Elektriline isolatsioon : Peek on suurepärane elektriline isolaator. See säilitab oma isoleerivaid omadusi isegi kõrgel temperatuuril.
Kuidas Peek toodetakse?
Kas olete kunagi mõelnud, kuidas tehakse kõrge jõudlusega plastide superstaar Peek? Protsess on sama põnev kui materjal ise. Sukeldume Peek Manufacturing'i maailma ja avastame, kuidas see uskumatu polümeer sündis.
Samm-kasvu polümerisatsiooniprotsess
Peek luuakse protsessi kaudu, mida nimetatakse samm-kasvupolümerisatsiooniks. See on keemiline reaktsioon, kus monomeerid, polümeeride ehitusplokid, ühendatakse ühe sammu korraga.
Peeki puhul kasutatakse kahte peamist monomeeri:
Need monomeerid segatakse omavahel katalüsaatori, tavaliselt naatriumkarbonaadi (Na2CO3) juuresolekul. Reaktsioon toimub kõrgetel temperatuuridel, tavaliselt umbes 300 ° C (572 ° F).
Monomeeride reaktsioon piilumispolümeeri moodustamiseks
Maagia juhtub siis, kui monomeerid hakkavad üksteisega reageerima. DFB monomeeri fluori aatomid tõrjuvad HQ monomeeri hüdroksüülrühmade abil. See loob uue süsinik-hapniku sideme, moodustades Peek polümeeriahela selgroo.
Reaktsiooni edenedes ühendatakse üha rohkem monomeerisid, kasvatades samm -sammult polümeeriahelat. See protsess jätkub seni, kuni enamik monomeerisid on tarbitud, mille tulemuseks on pikk, korduv Peek polümeeri ahel.
Peek polümeeri eraldamine
Kui polümerisatsioonireaktsioon on lõpule viidud, tuleb äsja moodustatud PEEK polümeer reaktsioonisegust eraldada. Tavaliselt tehakse seda pesemise ja filtreerimise etappide seeria kaudu.
Esiteks jahutatakse reaktsioonisegu toatemperatuurini. Seejärel pestakse seda veega reageerimata monomeeride ja naatriumkarbonaadi katalüsaatori eemaldamiseks.
Järgmisena filtreeritakse piilumispolümeer, et eemaldada järelejäänud lisandid. Seejärel kuivatatakse see jääk niiskuse eemaldamiseks.
Lõpuks on piilumispolümeer valmis töödelda mitmesugusteks süstevormimiseks vajalikeks vormideks, näiteks graanulid või graanulid.
Selle protsessi ilu on selle lihtsus. Reaktsioonitingimuste ja monomeeride puhtuse hoolikalt kontrollides saavad tootjad tekitada uskumatult järjepidevate omadustega piilumist, muutes selle usaldusväärseks valikuks suure jõudlusega rakenduste jaoks.
Peek plasti eelised ja puudused
Eelised
Kõrge keemiline vastupidavus : Peek talub kokkupuudet paljude kemikaalidega, isegi kõrgendatud temperatuuridel. See muudab selle ideaalseks kasutamiseks karmides keskkondades, kus muud materjalid lagunevad kiiresti.
Suurepärane tugevus, kõvadus ja jäikus : Peek uhkeldab muljetavaldavad mehaanilised omadused. Sellel on kõrge tugevuse ja kaalu suhe, mis teeb sellest konstruktsioonikomponentide jaoks kerge, kuid vastupidava valiku. Selle kõvadus ja jäikus võimaldavad tal kuju säilitada raskete koormuste korral.
Resistentsus kõrgsurveveele ja aurule : Peeki vastupidavus hüdrolüüsile on tähelepanuväärne. See talub kokkupuudet kõrgsurvevee ja auruga, kaotamata oma omadusi. See teeb sellest nafta- ja gaasitööstuses rakenduste jaoks parima valiku.
Sobib meditsiiniliste ja hambaravirakenduste jaoks : Peeki biosobivus ja resistentsus steriliseerimisprotsessidele muudavad selle suurepäraseks valikuks meditsiiniliste ja hambaravirakenduste jaoks. Alates kirurgilistest instrumentidest kuni implantaatideni aitab Peek parandada patsientide tulemusi.
Kõrge roomata vastupidavus : Peekil on suurepärane libisemiskindlus, mis tähendab, et see suudab oma kuju pikkade koormuse korral säilitada. See on ülioluline rakenduste jaoks, kus mõõtmete stabiilsus on kriitiline, näiteks kosmosekomponentides.
Madal suitsu ja toksiline gaasi emissioon : tulekahju korral kiirgab Peek minimaalset suitsu ja mürgiseid gaase. See on oluline ohutuse kaalutlus transpordi- ja ehitustööstuses.
Omane leegi aeglustumine : Peekil on leegi suhtes loomulik vastupidavus, mis teeb selle ohutumaks kui paljudel teistel plastidel. See talub temperatuuri kuni 300 ° C (572 ° F) ilma süüteta.
Vastupidavus ja kulumiskindlus : Peeki kõrge tugevus ja kõvadus muudavad selle kulumise vastupidavaks. See vastupidavus teeb sellest kulutõhusa valiku rakenduste jaoks, kus osad peavad kestma pikka aega.
Puudused
Kõrged kulud võrreldes teiste vaikudega : Peek on esmaklassiline materjal ja selle hind kajastab seda. See on kallim kui paljud teised inseneriplastid, mis võib mõnes rakenduses oma kasutusele võtta.
Madal takistus UV -valgusele : Peekil on halb vastupidavus ultraviolettvalguse (UV) valguse suhtes. Pikaajaline päikesevalguse kokkupuude võib põhjustada selle omaduste halvenemise ja kaotamise. See võib olla välirakenduste probleem.
Töötlemise kõrged temperatuurid : Peeki kõrge sulamistemperatuur tähendab, et see nõuab kõrgeid töötlemistemperatuure. See võib olla väljakutse mõnele sissepritsevormimismasinale ja võib suurendada energiakulusid.
Rudimentaalne rakkude adhesioon meditsiiniliste rakenduste jaoks : kuigi PEEK on biosoblik, ei soodusta selle pind loomulikult rakkude adhesiooni. See võib olla probleem mõne meditsiinilise rakenduse jaoks, kus soovitakse kudede integreerimist. Rakkude adhesiooni parandamiseks saab siiski rakendada pinnatöötlusi.
Hoolimata nendest puudustest kaaluvad Peeki eelised sageli üles paljude rakenduste puudused. Selle ainulaadne omaduste kombinatsioon muudab selle materjali, mida on raske võita.
Peek süstimisvormimisprotsess
Vormimise süstimine on õrn tants, mis nõuab täpsust ja teadmisi. Alates enneaegse ettevalmistamiseni kuni kavandamise kaalutlusteni mängib igal sammul lõpptootes üliolulist rolli. Sukeldume piilumisvormimisprotsessi nippi.
Eelnevalt ettevalmistused
Enne kui mõtleme isegi vormimise süstimisele, peame oma pardid järjest saama. Nõuetekohane ettevalmistamine on edu võti.
Kuivatamine temperatuur ja aeg : Peek on hügroskoopiline materjal, mis tähendab, et see neelab õhust niiskust. Defektide vältimiseks tuleb see enne vormimist kuivatada. Soovitatav kuivatamise temperatuur on 150 ° C (302 ° F) 3-4 tundi.
Materjali ettevalmistamine ja käitlemine : Peekgraanuleid tuleks hoida jahedas, kuivas kohas. Niiskuse imendumise vältimiseks tuleks neid hoida suletud mahutites. Peeki käitlemisel on saastumise vältimiseks oluline kindaid kanda.
Vormimisparameetrid
Kui meie materjal on valmis, on aeg valida vormimisparameetrid. Need seaded võivad lõpptoote valmistada või purustada.
Süstimisrõhk ja kiirus : Peek nõuab suurt süstimisrõhku, tavaliselt vahemikus 70–140 MPa (10 000–20 000 psi). Sissepritsekiirus peaks olema piisavalt kiire, et hallitust kiiresti täita, kuid mitte nii kiiresti, et see põhjustab defekte.
Temperatuuri kontroll : Peeki sulatemperatuur on tavaliselt vahemikus 360–400 ° C (680–752 ° F). Hallituse temperatuuri tuleks hoida vahemikus 170-200 ° C (338-392 ° F), et tagada õige kristallimine ja minimeerida väändumist.
Kahanemiskiirused ja kontroll : Peeki kokkutõmbumiskiirus on 1-2%, sõltuvalt klassist ja täiteainetest. Kahanemise kontrollimiseks on oluline säilitada hallituse järjepidev temperatuur ja pakkimisrõhk.
Vaadake seda tabelit, et saada kiiret viidet Peek vormimisparameetrite kohta:
| parameetri | väärtus |
| Kuivatamise temperatuur | 150 ° C (302 ° F) |
| Kuivamisaeg | 3-4 tundi |
| Sulatemperatuur | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Hallituse temperatuur | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Süstimisrõhk | 70-140 MPa (10 000–20 000 psi) |
| Kokkutõmbumiskiirus | 1-2% |
Disaini kaalutlused
Osade kujundamine piilumiseks on vaja natuke oskusteavet. Siin on mõned peamised kaalutlused, mida tuleks meeles pidada:
Seina paksus : Peek saab vormida õhukeste seinaga osadeks, kuid on oluline säilitada seina ühtlane paksus. Soovitatav vahemik on 1,5–4 mm (0,06–0,16 tolli).
RADII ja teravad servad : Peek osades tuleks vältida teravaid servi ja nurki. Need võivad põhjustada stressi kontsentratsioone ja muuta osa keerukamaks vormida. Soovitatav on minimaalne raadius 0,5 mm (0,02 tolli).
Nurgad : Hüvitise nurgad on vajalikud vormi hõlpsaks väljutamiseks. Peekosade jaoks on soovitatav minimaalne süvitusnurk 1 °.
Osa tolerantsid : Peek saab vormida tihedate tolerantsidega, kuid on oluline arvestada kahanemise kiiruse ja vormimisprotsessi piirangutega. Tavaliselt on saavutatav tolerants ± 0,1 mm (± 0,004 tolli).
Peek -süstimise vormitud osade rakendused
Autotööstus
Autotööstus otsib alati võimalusi kütusesäästlikkuse parandamiseks ja heitkoguste vähendamiseks. Peek -süstimisvormimine pakub lahendust.
Metalliosade asendamine Peek komponentidega : PEEKi kõrge tugevuse ja kaalu suhe võimaldab tal asendada raskemetallide osad, vähendades sõiduki üldist kaalu ja parandades kütusekulu. Selle võime taluda kõrgeid temperatuure ja kemikaale muudab selle ideaalseks kapuutsi aluseks kasutamiseks.
Peek autotööstuse osade näited : Peek kasutatakse erinevates autokomponentides, näiteks käikudes, laagrites ja klapiistmed. Seda leidub ka kütusesüsteemi osades, kus selle keemiline vastupidavus ja kõrge temperatuuriga stabiilsus on ülioluline.
Meditsiini- ja hambarakendused
Peeki biosobivus ja keemiline vastupidavus muudavad selle meditsiiniliste ja hambaravide jaoks kõige oluliseks valikuks.
Peeki inerts ja kemikaalide vastupidavus : Peek on inertne ja enamiku kemikaalide suhtes vastupidav, muutes selle inimkehas kasutamiseks ohutuks. See talub meditsiiniseadmete jaoks vajalikke karme steriliseerimisprotsesse.
Biomeditsiiniliste ja hambaarstide kasutamise juhtumid : Peek kasutatakse paljudes biomeditsiinilistes rakendustes, alates seljaaju implantaatidest kuni hambaproteesideni. Selle luulaadsed mehaanilised omadused ja võime integreeruda inimkudega muudavad selle nende rakenduste jaoks ideaalseks valikuks.
Elektrilised rakendused
Peeki ainulaadsed elektrilised omadused muudavad selle elektritööstusele väärtuslikuks materjaliks.
Peek kui elektriline isolaator : Peekil on suurepärased elektriisolatsiooniomadused, mis muudab selle sobivaks kasutamiseks kõrgepingerakendustes. Selle võime neid omadusi kõrgetel temperatuuridel säilitada eristab seda muudest plastidest.
Kõrgtemperatuurilised elektrilised komponendid : Peeki kõrgtemperatuuriga stabiilsus võimaldab seda kasutada elektriliste komponentidega, mis puutuvad kokku äärmusliku kuumuse, näiteks kosmose- ja autorakenduste pistikute ja lülititega.
Toiduainetööstuse rakendused
Peeki puhtus ja keemiline vastupidavus muudavad selle toidutööstuses kasutamiseks ohutuks.
FDA heakskiit toidukontakti jaoks : Peek vastab FDA toidukontakti nõuetele, muutes selle sobivaks toidutöötlemisseadmete ja pakendite kasutamiseks.
Päis toidupakendites ja ahjuosades : Peeki kõrgtemperatuuriline stabiilsus ja keemiline vastupidavus muudavad selle ideaalseks kasutamiseks toidupakendites ja ahjukomponentides, kus see talub karmi keetmise ja steriliseerimise tingimusi.
Kosmosetööstus
Peeki kerged olemused ja suure jõudlusega omadused muudavad selle väärtuslikuks materjaliks lennunduse tööstusele.
Peek kui kerge alternatiiv alumiiniumile : Peeki kõrge tugevuse ja kaalu suhe võimaldab tal asendada alumiiniumi õhusõidukite komponentides, vähendades kogu kaalu ja parandades kütusesäästlikkust.
Peek komponendid õhusõidukites : Peek kasutatakse erinevates lennukikomponentides, alates konstruktsiooniosadest kuni elektripistikuteni. Selle võime taluda ekstreemseid temperatuure ja kemikaale muudab selle ideaalseks kosmoserakenduste karmides tingimustes.
Vaadake seda tabelit, milles võrreldakse Peek ja alumiiniumi omadusi:
| omadus | Peek | alumiinium |
| Tihedus (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Tõmbetugevus (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Pidev kasutamise temperatuur (° C) | 260 | 150-250 |
| Keemiline vastupidavus | Suurepärane | Hea |
Lõplik mõte
Peek -süstimisvormimine pakub palju eeliseid, sealhulgas erandlik tugevus, kuumakindlus ja keemiline inerdus. Seda kasutatakse laialdaselt meditsiini-, kosmose- ja autotööstuses. Õige Peek klassi valimine on konkreetsetes rakendustes optimaalse jõudluse saavutamiseks ülioluline. Pidevate edusammude abil näib Peeki tulevik paljulubades erinevates sektorites. Selle mitmekülgsus ja vastupidavus suurendavad jätkuvalt innovatsiooni ja vastuvõtmist.
Meeskond MFG: teie usaldusväärne partner Peek süstimise vormimiseks
Aastakümnete pikkuse kogemuse ja pühendumuse kvaliteedile pakub Team MFG teie kõige nõudlikumate rakenduste jaoks pilgupulgavormimislahendusi. Võtke meiega ühendust , et arutada oma projekti nõudeid ja saada teada, kuidas saaksime teid edu saavutada.
