Oletko koskaan miettinyt, mikä tekee kurkistamisesta Injektiomuovaus niin erityinen? Tämä korkean suorituskyvyn prosessi on elintärkeä teollisuudenaloilla, kuten Aerospace and Medical. Peekin poikkeuksellinen lujuus ja lämmönkestävyys erottivat sen.
Tässä blogissa opit Peek -injektiomuovaus, sen edut ja sen merkitys eri aloilla.
Mikä on kurkista muovia?
Peek, lyhenteinen polyeetteriketonille , on korkean suorituskyvyn kestomuovi, joka on ottanut valmistusmaailman myrskyn kautta. Mutta mikä tarkalleen tämä materiaali on, ja mikä erottaa sen muista muovista? Sukellustaan ja tutkitaan Peekin kiehtovaa maailmaa.
Kemiallinen rakenne ja koostumus
Peekillä on ytimessä ainutlaatuinen kemiallinen rakenne, joka antaa sille merkittävät ominaisuudet. Se kuuluu Paek (polyaryletherketon) perheeseen, joka tunnetaan poikkeuksellisesta voimastaan ja vakaudesta. Peekin selkäranka koostuu eetteri- ja ketoniryhmien toistuvista yksiköistä, kuten alla olevassa kuvassa esitetään:
Tämä molekyylien erottuva järjestely antaa PEEK: lle ylläpitää eheyttään jopa äärimmäisissä olosuhteissa. Se kestää korkeita lämpötiloja, vastustaa kemikaaleja ja kestää mekaanista jännitystä kuin mikään muu.
Vertailu muihin korkean suorituskyvyn kestomuovisiin
Kun pinotaan muita korkean suorituskyvyn kestomuovia vastaan, Peek todella paistaa. Katso tätä vertailutaulukkoa:
| Ominaisuuden | kurkista | PEI | PPSU | PPS |
| Vetolujuus (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Jatkuva käyttölämpötila (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Kemiallinen vastustuskyky | Erinomainen | Hyvä | Hyvä | Erinomainen |
| Kulumiskestävyys | Erinomainen | Hyvä | Hyvä | Hyvä |
Peek -tyypit
Kaikki kurkistus ei ole luotu tasa -arvoisiksi. Valmistajat ovat kehittäneet erilaisia arvosanoja ja formulaatioita erityistarpeiden tyydyttämiseksi. Tässä on päätyyppien nopea pilaantuminen:
Täyttämätön kurkistus : Tämä on puhtain kurkistus, ilman lisäaineita tai vahvistuksia. Se tarjoaa korkeimman kemiallisen resistenssin tason ja on ihanteellinen sovelluksiin, joissa puhtaus on ratkaisevan tärkeää.
Lasi täytetty kurkistus (GF30 PEEK) : Kuten nimestä ehdottaa, tämä tyyppi sisältää 30% lasikuituja, mikä parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia. Se tarjoaa lisääntyneen jäykkyyden ja mittakaavan, mikä sopii rakenteellisiin komponentteihin.
Hiilellä täytetty kurkistus (CF30 PEEK) : 30% hiilikuituvahvikkeella CF30 Peek vie lujuuden ja jäykkyyden seuraavalle tasolle. Korkeinta suorituskykyä vaativat sovellukset.
PVX Black Peek : Tämä erikoistunut luokka yhdistää PEEK: n edut alhaisen kitkan lisäetuun ja parannetun kulutuskestävyyden. Se on täydellinen osien ja dynaamisten sovellusten liikkumiseen.
Näiden vakiotyyppien lisäksi valmistajat voivat myös mukauttaa kurkistaa vastaamaan erityisiä vaatimuksia. Staattisista hajoavista ominaisuuksista metalliin ja röntgenedettävyyteen, mahdollisuudet ovat rajattomat.
Peekin ominaisuudet
Kun kyse on korkean suorituskyvyn muovista, Peek erottuu joukosta. Sen ainutlaatuinen kiinteistöyhdistelmä tekee siitä todellisen tekniikan ihmeen. Katsotaanpa tarkemmin, mikä tekee Peekistä niin erityisen.
Mekaaniset ominaisuudet
Peek tunnetaan poikkeuksellisesta mekaanisesta lujuudestaan. Se pystyy käsittelemään vaikeimpia kuormia rikkomatta hikeä.
Vetolujuus : Peek tarjoaa vaikuttavan vetolujuuden, joka on jopa 100 MPa. Se on vahvempaa kuin monet metallit!
Peek tarjoaa taivutusmoduulia 3,8 - 4,3 GPA: sta. Se ylläpitää muodonsa jopa äärimmäisen stressin alla.
Kovuus : Peekin kovuus on arvioitu 85-95 Rockwell M -asteikolla. Se vastustaa kulumista kuin mestari.
Lämpöominaisuudet
Yksi Peekin merkittävimmistä piirteistä on sen kyky kestää äärimmäiset lämpötilat. Tässä on nopea yleiskatsaus sen lämpöominaisuuksista:
Sulamispiste : Peekin sulamispiste on 343 ° C (649 ° F). Se on tarpeeksi kuuma käsittelemään useimpia teollisia sovelluksia.
Lasinsiirtymän lämpötila : Peekin lasin siirtymälämpötila on noin 143 ° C (289 ° F). Se ylläpitää mekaanisia ominaisuuksiaan jopa kohonneissa lämpötiloissa.
| Peek 450 G täyttämätön | PEEK 90GL30 GF30% | PEEK 450CA30 ** CF30% ** | PEEK 150G903 ** Musta ** |
|
| Fyysinen | Tiheys (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Kutistumisaste (%) | 1 - 1,3 | 0,3 - 0,9 | 0,1 - 0,5 | 1 - 1,3 |
|
| Rannalla kovuus (d) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mekaaninen | Vetolujuus (MPA) | 98 @ Saanto | 195 @ Break | 265 @ Break | 105 @ saanto |
| Pitkitys (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Taivutusmoduuli (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Taivutuslujuus (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Injektiomuovaus | Kuivauslämpötila (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Kuivausaika (HRS) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Sulaa lämpötila (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Muotin lämpötila (° C) | 170 - 200 | 170 - 200 | 180 - 210 | 160-200 |
|
Kemiallinen vastustuskyky
Peek on kova eväste kemiallisen resistenssin suhteen. Se pystyy käsittelemään altistumista monille ankarille aineille:
Hapoille, emäksille ja liuottimille vastustuskyky : Peek on kestävä useimmille hapoille, emäksille ja orgaanisille liuottimille. Se kestää pitkittynyttä altistumista huonontumatta.
Kemiallisen resistenssin rajoitukset : Peekillä on kuitenkin joitain rajoituksia. Siihen voi vaikuttaa väkevä rikkihappo ja jotkut halogenoidut hiilivedyt.
Muut merkittävät ominaisuudet
Peekillä on vielä muutama temppu hihassaan. Tässä on joitain muita ominaisuuksia, jotka erottuvat:
Bioyhteensopivuus : Peek on bioyhteensopiva, joten se sopii lääketieteellisiin implantteihin ja laitteisiin. Se ei vahingoita elävää kudosta.
Kulutusvastus : Peek tarjoaa suurella kovuudellaan ja alhaisella kitkalla erinomaisen kulutuskestävyyden. Se on täydellinen osien ja dynaamisten sovellusten liikkumiseen.
Matala syttyvyys : Peekillä on alhainen syttymisluokka (UL94 V-0). Se ei soita helposti tai osallistu liekkien leviämiseen.
Sähköeristys : Peek on erinomainen sähköeriste. Se ylläpitää eristäviä ominaisuuksiaan jopa korkeissa lämpötiloissa.
Kuinka kurkista valmistetaan?
Oletko koskaan miettinyt, kuinka Peek, korkean suorituskyvyn muovien supertähti, tehdään? Prosessi on yhtä kiehtova kuin itse materiaali. Sukellakaamme Peek -valmistuksen maailmaan ja selvitetään kuinka tämä uskomaton polymeeri syntyy.
Askelkasvun polymerointiprosessi
PEEK luodaan prosessin avulla, nimeltään askelkasvupolymerointi. Tämä on kemiallinen reaktio, jossa monomeerit, polymeerien rakennuspalikat, yhdistetään yhteen askel kerrallaan.
Peekin tapauksessa käytetään kahta pää monomeeriä:
Nämä monomeerit sekoitetaan yhteen katalyytin, yleensä natriumkarbonaatin (Na2Co3) läsnä ollessa. Reaktio tapahtuu korkeissa lämpötiloissa, tyypillisesti noin 300 ° C (572 ° F).
Monomeerien reaktio kurkistaa polymeeriä
Taika tapahtuu, kun monomeerit alkavat reagoida keskenään. DFB -monomeerin fluoriatomit syrjäyttävät hydroksyyliryhmät HQ -monomeerissä. Tämä luo uuden hiilihapen sidoksen, joka muodostaa Peek-polymeeriketjun selkärangan.
Reaktion edetessä yhä useammat monomeerit yhdistetään yhteen, kasvattaen polymeeriketjua askel askeleelta. Tämä prosessi jatkuu, kunnes suurin osa monomeereistä on kulutettu, mikä johtaa pitkään, toistuvaan PEEK -polymeerin ketjuun.
Peek -polymeerin eristäminen
Kun polymerointireaktio on valmis, vasta muodostettu kurkistuspolymeeri on eristettävä reaktioseoksesta. Tämä tapahtuu tyypillisesti pesu- ja suodatusvaiheiden avulla.
Ensinnäkin reaktioseos jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Sitten se pestään vedellä reagoimattomien monomeerien ja natriumkarbonaattikatalyytin poistamiseksi.
Seuraavaksi Peek -polymeeri suodatetaan jäljellä olevien epäpuhtauksien poistamiseksi. Sitten se kuivataan jäljellä olevan kosteuden poistamiseksi.
Lopuksi Peek -polymeeri on valmis prosessoimaan erilaisiin injektiomuovaukseen tarvittaviin muotoihin, kuten pelletit tai rakeet.
Tämän prosessin kauneus on sen yksinkertaisuus. Kontrolloimalla huolellisesti reaktio-olosuhteita ja monomeerien puhtautta, valmistajat voivat tuottaa kurkistaa uskomattoman johdonmukaisilla ominaisuuksilla, mikä tekee siitä luotettavan valinnan korkean suorituskyvyn sovelluksiin.
Peek -muovin edut ja haitat
Edut
Korkea kemiallinen resistenssi : Peek kestää altistumisen monille kemikaaleille, jopa kohonneissa lämpötiloissa. Tämä tekee siitä ihanteellisen käytettäväksi ankarissa ympäristöissä, joissa muut materiaalit hajoavat nopeasti.
Erinomainen lujuus, kovuus ja jäykkyys : Peek tarjoaa vaikuttavia mekaanisia ominaisuuksia. Sillä on korkea lujuus-paino-suhde, mikä tekee siitä kevyen, mutta tukevan valinnan rakenteellisille komponenteille. Sen kovuus ja jäykkyys antavat sen ylläpitää muodonsa raskaiden kuormien alla.
Resistanssi korkeapaine vettä ja höyryä : Peekin hydrolyysiresistenssi on huomattavaa. Se kestää altistumista korkeapaineiselle vedelle ja höyrylle menettämättä sen ominaisuuksia. Tämä tekee siitä parhaan valinnan öljy- ja kaasuteollisuuden sovelluksille.
Soveltuvuus lääketieteellisiin ja hammaslääketieteellisiin sovelluksiin : PEEK: n biologinen yhteensopivuus ja sterilointiprosessien vastustuskyky tekee siitä erinomaisen valinnan lääketieteellisiin ja hammaslääketieteellisiin sovelluksiin. Kirurgisista välineistä implantteihin Peek auttaa parantamaan potilaan tuloksia.
Korkea virumiskestävyys : Peekillä on erinomainen ryömimisvastus, mikä tarkoittaa, että se voi säilyttää muodonsa jatkuvan kuorman alla pitkien ajanjaksojen ajan. Tämä on ratkaisevan tärkeää sovelluksille, joissa mitta stabiilisuus on kriittistä, kuten ilmailualan komponenteissa.
Matala savu ja myrkyllinen kaasupäästö : Tulipalon sattuessa Peek säteilee minimaalista savua ja myrkyllisiä kaasuja. Tämä on ratkaiseva turvallisuuskohta kuljetus- ja rakennusteollisuuden sovelluksille.
Luonteinen liekinesto : Peekillä on luonnollinen vastus liekille, mikä tekee siitä turvallisemman valinnan kuin monet muut muovit. Se kestää lämpötiloja jopa 300 ° C (572 ° F) sytyttämättä.
Kestävyys ja kulutusvastus : Peekin suuri lujuus ja kovuus tekevät siitä kestävän kuluneen. Tämä kestävyys tekee siitä kustannustehokkaan valinnan sovelluksille, joissa osien on kestettävä pitkään.
Haitat
Korkeat kustannukset muihin hartsiin verrattuna : Peek on premium -materiaali, ja sen hinta heijastaa sitä. Se on kalliimpaa kuin monet muut tekniikan muovit, mikä voi olla este sen käyttöönotolle joissakin sovelluksissa.
Matala vastus UV -valolle : Peekillä on huono vastus ultraviolettivalolle (UV). Pitkäaikainen altistuminen auringonvalolle voi aiheuttaa sen huonontumisen ja kadottamisen sen ominaisuudet. Tämä voi olla ongelma ulkokäyttöön.
Korkeat prosessointilämpötilat : PEEK: n korkea sulamispiste tarkoittaa, että se vaatii korkeat prosessointilämpötilat. Tämä voi olla haaste joillekin injektiomuovauslaitteille ja voi lisätä energiakustannuksia.
Alkeiskennon tarttuvuus lääketieteellisissä sovelluksissa : Vaikka PEEK on biologisesti yhteensopiva, sen pinta ei luonnollisesti edistä solujen tarttumista. Tämä voi olla ongelma joillekin lääketieteellisille sovelluksille, joissa toivotaan kudosten integrointia. Pintakäsittelyjä voidaan kuitenkin soveltaa solujen tarttuvuuden parantamiseksi.
Näistä haitoista huolimatta PEEK: n edut ylittävät usein monien sovellusten haitat. Sen ainutlaatuinen ominaisuuksien yhdistelmä tekee siitä materiaalin, jota on vaikea voittaa.
Peek -injektiomuovausprosessi
Peekin injektointi on herkkä tanssi, joka vaatii tarkkuutta ja asiantuntemusta. Jokaisella vaiheella on ratkaiseva rooli lopputuotteessa esikäsittelyvalmisteista suunnitteluun liittyviin näkökohtiin. Sukellakaamme Peek-injektiomuovausprosessin typerän rakeiseen.
Esikäsittelyvalmisteet
Ennen kuin edes ajattelemme muovaamisen pistämistä, meidän on saatava ankat peräkkäin. Oikea valmistelu on avain menestykseen.
Kuivauslämpötila ja aika : Peek on hygroskooppinen materiaali, mikä tarkoittaa, että se imee kosteutta ilmasta. Vian välttämiseksi se on kuivattava ennen muovausta. Suositeltu kuivauslämpötila on 150 ° C (302 ° F) 3-4 tunnin ajan.
Materiaalin valmistus ja käsittely : Peek -pelletit tulisi säilyttää viileässä, kuivassa paikassa. Ne tulisi pitää suljetuissa astioissa kosteuden imeytymisen estämiseksi. Peek -käsittelyssä on tärkeää käyttää käsineitä saastumisen välttämiseksi.
Muovausparametrit
Kun olemme saaneet materiaalimme valmiiksi, on aika soittaa muovausparametreihin. Nämä asetukset voivat tehdä tai rikkoa lopputuotteen.
Injektiopaine ja nopeus : PEEK vaatii korkeat injektiopaineet, tyypillisesti välillä 70–140 MPa (10 000-20 000 psi). Injektionopeuden tulisi olla riittävän nopea täyttääkseen muotin nopeasti, mutta ei niin nopeasti, että se aiheuttaa virheitä.
Lämpötilan hallinta : Peekin sulatuslämpötila on tyypillisesti välillä 360-400 ° C (680-752 ° F). Muotin lämpötila tulisi pitää välillä 170-200 ° C (338-392 ° F) asianmukaisen kiteytymisen varmistamiseksi ja vääntymisen minimoimiseksi.
Kutistumisnopeudet ja hallinta : Peekin kutistumisaste on 1-2%luokasta ja täyteaineista riippuen. Kutistumisen hallitsemiseksi on tärkeää ylläpitää yhdenmukaisia muotin lämpötiloja ja pakkauspaineita.
Katso tästä nopea viite PEEK -muovausparametreihin:
| parametriarvo | taulukosta |
| Kuivauslämpötila | 150 ° C (302 ° F) |
| Kuivumisaika | 3-4 tuntia |
| Sulata lämpötila | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Muotin lämpötila | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Injektiopaine | 70-140 MPa (10 000-20 000 psi) |
| Kutistumisnopeus | 1-2% |
Suunnittelun näkökohdat
Osien suunnittelu PEEK-injektiomuovaukseen vaatii vähän tietotaitoa. Tässä on joitain keskeisiä näkökohtia, jotka on pidettävä mielessä:
Seinämän paksuus : Peek voidaan muokata ohuen seinäisiksi osiin, mutta on tärkeää ylläpitää tasaista seinämän paksuutta. Suositeltu alue on 1,5-4 mm (0,06-0,16 tuumaa).
Säteet ja terävät reunat : Teräviä reunoja ja kulmia tulisi välttää kurkistuksessa. Ne voivat aiheuttaa stressipitoisuuksia ja vaikeuttaa osan muokkaamista. Suositellaan vähintään 0,5 mm (0,02 tuumaa) sädettä.
Luonnoskulmat : Luonnoskulmat ovat välttämättömiä osan helpottamiseksi muotista. Peek -osille suositellaan vähimmäisluonnoskulmaa 1 °.
Osatoleranssit : Peek voidaan muokata tiukkoihin toleransseihin, mutta on tärkeää ottaa huomioon kutistumisnopeus ja muovausprosessin rajoitukset. Toleranssi ± 0,1 mm (± 0,004 tuumaa) on tyypillisesti saavutettavissa.
Peek -injektiovalettujen osien levitykset
Autoteollisuus
Autoteollisuus etsii aina tapoja parantaa polttoainetehokkuutta ja vähentää päästöjä. Peek -injektiomuovaus tarjoaa liuoksen.
Metalliosien vaihtaminen PEEK-komponenteilla : PEEK: n korkea lujuus-paino-suhde antaa sen korvata raskasmetalliosat, vähentää ajoneuvon kokonaispainoa ja parantaa polttoainetaloutta. Sen kyky kestää korkeita lämpötiloja ja kemikaaleja tekee siitä ihanteellisen huipun alla oleviin sovelluksiin.
Esimerkkejä PEEK Automotive -osista : PEEK: ta käytetään monissa autokomponenteissa, kuten hammaspyörissä, laakereissa ja venttiilin istuimissa. Sitä löytyy myös polttoainejärjestelmän osista, joissa sen kemiallinen vastus ja korkean lämpötilan stabiilisuus ovat ratkaisevan tärkeitä.
Lääketieteelliset ja hammaslääketieteelliset sovellukset
PEEK: n biologinen yhteensopivuus ja kemiallinen resistenssi tekevät siitä ylimmän valinnan lääketieteellisille ja hammaslääketieteellisille sovelluksille.
Peekin inertti ja kemikaalien vastustuskyky : Peek on inertti ja kestävä useimmille kemikaaleille, mikä tekee siitä turvallisen käytettäväksi ihmiskehossa. Se kestää lääketieteellisille laitteille tarvittavia ankaria sterilointiprosesseja.
Biolääketieteellisiä ja hammaslääketieteellisiä käyttötapauksia : PEEK: ta käytetään monissa lääketieteellisissä sovelluksissa selkärangan implantteista hammasproteesiin. Sen luumaiset mekaaniset ominaisuudet ja kyky integroida ihmisen kudokseen tekevät siitä ihanteellisen valinnan näihin sovelluksiin.
Sähkösovellus
Peekin ainutlaatuiset sähköominaisuudet tekevät siitä arvokkaan materiaalin sähköteollisuudelle.
Peek kuin sähköeriste : PEEK: lla on erinomaiset sähköeristysominaisuudet, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi korkeajännitesovelluksissa. Sen kyky ylläpitää näitä ominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa erottaa sen muista muoveista.
Korkean lämpötilan sähkökomponentit : PEEK: n korkean lämpötilan stabiilisuus mahdollistaa sen käytön äärimmäisen lämmölle altistuneissa sähkökomponenteissa, kuten liittimissä ja kytkimissä ilmailu- ja autosovelluksissa.
Elintarviketeollisuuden sovellukset
Peekin puhtaus ja kemiallinen vastus tekevät siitä turvallisen käytettäväksi elintarviketeollisuudessa.
FDA: n hyväksyntä elintarvikkeiden kontaktille : PEEK täyttää FDA: n vaatimukset elintarvikkeiden kontaktille, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi elintarvikkeiden jalostuslaitteissa ja pakkauksissa.
Peek ruokapakkaus- ja uuniosiin : PEEK: n korkean lämpötilan vakaus ja kemiallinen vastus tekevät siitä ihanteellisen käytettäväksi elintarvikepakkauksissa ja uunikomponenteissa, joissa se kestää keittämisen ja steriloinnin ankarat olosuhteet.
Ilmailu-
Peekin kevyt luonne ja korkean suorituskyvyn ominaisuudet tekevät siitä arvokkaan materiaalin ilmailualan teollisuudelle.
Peek kevyenä vaihtoehtona alumiinille : PEEK: n korkea lujuus-paino-suhde antaa sen korvata alumiinin lentokoneiden komponenteissa, vähentää kokonaispainoa ja parantaa polttoainetehokkuutta.
Peek -komponentteja lentokoneissa : PEEK: ta käytetään monissa lentokoneiden komponenteissa rakenteellisista osista sähköliittimiin. Sen kyky kestää äärimmäiset lämpötilat ja kemikaalit tekevät siitä ihanteellisen ilmailu- ja avaruussovellusten ankariin olosuhteisiin.
Katso tästä taulukosta vertaamalla PEEK: n ja alumiinin ominaisuuksia:
| omaisuuden | kurkistaminen | alumiinia |
| Tiheys (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Vetolujuus (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Jatkuva käyttölämpötila (° C) | 260 | 150-250 |
| Kemiallinen vastustuskyky | Erinomainen | Hyvä |
Lopullinen ajatus
Peek -injektiomuovaus tarjoaa monia etuja, mukaan lukien poikkeuksellinen lujuus, lämmönkestävyys ja kemiallinen inertti. Sitä käytetään laajasti lääketieteellisessä, ilmailu- ja autoteollisuudessa. Oikean kurkistusluokan valitseminen on ratkaisevan tärkeää optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi tietyissä sovelluksissa. Jatkuvien edistysaskeleiden avulla PEEK: n tulevaisuus näyttää lupaavalta eri aloilla. Sen monipuolisuus ja kestävyys jatkaa innovaatioiden ja omaksumisen lisäämistä.
Team MFG: Luotettu kumppani Peek -ruiskuvaluun
Team MFG tarjoaa vuosikymmenien kokemuksen ja sitoutumisen laatuun, ja se tarjoaa kurkistuksen injektiomuovausratkaisuja vaativimpiin sovelluksiin. Ota yhteyttä tänään keskustellaksesi projektivaatimuksistasi ja oppia, kuinka voimme auttaa sinua menestymään.
