תהית אי פעם מה גורם להציץ דפוס הזרקה כל כך מיוחד? תהליך בעל ביצועים גבוהים זה חיוני בתעשיות כמו תעופה וחלל ורפואה. הכוח והעמידות החום יוצאת הדופן של PEEK הבדילו אותו.
בבלוג זה תלמד על דפוס הזרקת הצצה , היתרונות שלה וחשיבותה במגזרים שונים.
מה זה Peek Plastic?
Peek, קיצור של קטון אתר של פוליאת'ר , הוא תרמופלסטית בעלת ביצועים גבוהים שלקחה את עולם הייצור בסערה. אבל מה בדיוק החומר הזה, ומה מבדיל אותו מפלסטיק אחר? בואו נצלול פנימה ונחקור את העולם המרתק של הצצה.
מבנה כימי והרכב
בבסיסה, Peek מתהדר במבנה כימי ייחודי המעניק לו את תכונותיו המופלאות. זה שייך למשפחת Paek (Polyaryletherketone), הידועה בכוחו וביציבותה יוצאת הדופן. עמוד השדרה של ההצצה מורכב מיחידות חוזרות של קבוצות אתר וקטון, כפי שמוצג בתמונה למטה:
סידור ייחודי זה של מולקולות מאפשר להצצה לשמור על שלמותו אפילו בתנאים קיצוניים. זה יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות, להתנגד לכימיקלים ולסבול לחץ מכני כמו לא אחר.
השוואה עם תרמופלסטים אחרים בעלי ביצועים גבוהים
כאשר נערמים כנגד תרמופלסטיקה אחרת בעלת ביצועים גבוהים, הצצה מאירה באמת. התבונן בטבלת ההשוואה הזו:
| Peek | Pee | Pei | PPSU | PPS |
| חוזק מתיחה (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| טמפרטורת שימוש רציפה (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| עמידות כימית | מְעוּלֶה | טוֹב | טוֹב | מְעוּלֶה |
| ללבוש התנגדות | מְעוּלֶה | טוֹב | טוֹב | טוֹב |
סוגי הצצה
לא כל ההצצה נוצרת שווה. היצרנים פיתחו ציונים וניסוחים שונים בכדי לספק צרכים ספציפיים. להלן סקירה מהירה של הסוגים העיקריים:
הצצה לא ממולאת : זוהי הצורה הטהורה ביותר של הצצה, ללא תוספים או חיזוקים. הוא מציע את הרמה הגבוהה ביותר של עמידות כימית והוא אידיאלי ליישומים שבהם טוהר הוא מכריע.
הצצה מלאת זכוכית (GF30 PEEK) : כפי שהשם מרמז, סוג זה משלב 30% סיבי זכוכית, ומשפר את תכונותיו המכניות. זה מספק קשיחות מוגברת ויציבות ממדית, מה שהופך אותו מתאים לרכיבים מבניים.
הצצה מלאת פחמן (CF30 PEEK) : עם חיזוק סיבי פחמן של 30%, CF30 PEEK לוקח כוח וקשיחות לשלב הבא. זו הבחירה המובילה עבור יישומים הדורשים את הביצועים הגבוהים ביותר.
PVX Black Peek : כיתה מיוחדת זו משלבת את היתרונות של הצצה עם היתרון הנוסף של חיכוך נמוך ושיפור התנגדות בלאי. זה מושלם להעברת חלקים ויישומים דינמיים.
מעבר לסוגים סטנדרטיים אלה, היצרנים יכולים גם להתאים אישית את PEEK כדי לעמוד בדרישות הספציפיות. מתכונות פיזור סטטיות ועד לגילוי מתכת ורנטגן, האפשרויות הן אינסופיות.
מאפייני הצצה
כשמדובר בפלסטיקה בעלת ביצועים גבוהים, Peek בולט מהקהל. השילוב הייחודי של המאפיינים שלו הופך אותו למפלא הנדסי אמיתי. בואו נסתכל מקרוב על מה שהופך את הצצה למיוחדת כל כך.
תכונות מכניות
PEEK ידוע בכוחו המכני יוצא הדופן. זה יכול להתמודד עם העומסים הקשים ביותר מבלי לשבור זיעה.
חוזק מתיחה : הצצה מתהדרת בחוזק מתיחה מרשים של עד 100 מגה מגה. זה חזק יותר מהרבה מתכות!
מודולוס גמישות : עם מודולוס כיפוף שנע בין 3.8 ל -4.3 GPA, PEEK מציע נוקשות יוצאת מן הכלל. הוא שומר על צורתו גם תחת לחץ קיצוני.
קשיות : קשיותו של Peek מדורגת בין 85-95 בסולם Rockwell M. זה מתנגד ללבוש כמו אלוף.
תכונות תרמיות
אחת התכונות המדהימות ביותר של Peek היא היכולת שלה לעמוד בטמפרטורות קיצוניות. להלן סקירה מהירה של תכונותיה התרמיות:
נקודת התכה : PEEK יש נקודת התכה של 343 מעלות צלזיוס (649 מעלות צלזיוס). זה מספיק חם כדי להתמודד עם רוב היישומים התעשייתיים.
טמפרטורת מעבר זכוכית : טמפרטורת מעבר הזכוכית של ההצצה היא סביב 143 מעלות צלזיוס. היא שומרת על תכונותיו המכניות אפילו בטמפרטורות גבוהות.
| הצצה 450 גרם | הצצה לא ממולאת 90GL30 GF30% | הצצה 450CA30 ** CF30% ** | PEEK 150G903 ** שחור ** |
|
| גוּפָנִי | צפיפות (G/CM3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| שיעור הצטמקות (%) | 1 עד 1.3 | 0.3 עד 0.9 | 0.1 עד 0.5 | 1 עד 1.3 |
|
| קשיות חוף (ד) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| מֵכָנִי | חוזק מתיחה (MPA) | 98 @ תשואה | 195 @ הפסקה | 265 @ הפסקה | 105 @ תשואה |
| התארכות (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| מודולוס גמישות (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| כוח גמישות (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| דפוס הזרקה | טמפרטורת ייבוש (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| זמן ייבוש (HRS) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| טמפרטורת נמס (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| טמפרטורת עובש (° C) | 170 עד 200 | 170 עד 200 | 180 עד 210 | 160 עד 200 |
|
עמידות כימית
הצצה היא עוגיה קשוחה בכל מה שקשור להתנגדות כימית. זה יכול להתמודד עם חשיפה למגוון רחב של חומרים קשים:
התנגדות לחומצות, בסיסים וממסים : הצצה עמידה לרוב החומצות, הבסיסים וממסים אורגניים. זה יכול לעמוד בחשיפה ממושכת מבלי להשפיל.
מגבלות בעמידות כימית : עם זאת, ל- Peek יש מגבלות מסוימות. זה יכול להיות מושפע מחומצה גופרתית מרוכזת וכמה פחמימנים הלוגניים.
מאפיינים בולטים אחרים
ל- Peek יש עוד כמה טריקים בשרוול. להלן כמה נכסים אחרים שגורמים לו להתבלט:
תאימות ביולוגית : PEEK הוא ביו -תואם, מה שהופך אותה מתאימה לשתלים ומכשירים רפואיים. זה לא יפגע ברקמות חיות.
התנגדות ללבוש : עם קשיותה הגבוהה והחיכוך הנמוך שלה, Peek מציע עמידות בפני בלאי מעולה. זה מושלם להעברת חלקים ויישומים דינמיים.
דליקות נמוכה : Peek הוא בעל דירוג דליקות נמוך (UL94 V-0). זה לא ייצא בקלות באש או יתרום להתפשטות הלהבות.
בידוד חשמלי : הצצה הוא מבודד חשמלי מצוין. היא שומרת על תכונות הבידוד שלה אפילו בטמפרטורות גבוהות.
איך מיוצרים PEEK?
האם תהית אי פעם כיצד הצצה, כוכב העל של פלסטיקה בעלת ביצועים גבוהים, נעשה? התהליך מרתק כמו החומר עצמו. בואו נצלול לעולם ייצור ההצצה ונגלה כיצד נולד הפולימר המדהים הזה.
תהליך פילמור צמיחה צעד
PEEK נוצר באמצעות תהליך שנקרא פילמור צמיחת צעד. זוהי תגובה כימית בה מונומרים, אבני הבניין של פולימרים, מחוברים יחד צעד אחד בכל פעם.
במקרה של הצצה משתמשים בשני מונומרים עיקריים:
מונומרים אלה מעורבבים זה בזה בנוכחות זרז, בדרך כלל נתרן קרבונט (NA2CO3). התגובה מתרחשת בטמפרטורות גבוהות, בדרך כלל בסביבות 300 מעלות צלזיוס.
תגובה של מונומרים ליצירת פולימר הצצה
הקסם קורה כאשר המונומרים מתחילים להגיב זה עם זה. אטומי הפלואור במונומר DFB נעקרים על ידי קבוצות ההידרוקסיל במונומר HQ. זה יוצר קשר חדש-חמצן-חמצן, ויוצר את עמוד השדרה של שרשרת הפולימר Peek.
ככל שהתגובה מתקדמת, יותר ויותר מונומרים מחוברים זה לזה, ומגדלים את שרשרת הפולימר צעד אחר צעד. תהליך זה נמשך עד שרוב המונומרים נצרכו, וכתוצאה מכך שרשרת ארוכה וחוזרת של פולימר הצצה.
בידוד פולימר הצצה
לאחר השלמת תגובת הפילמור, יש לבודד את פולימר ההצצה החדש שנוצר מתערובת התגובה. בדרך כלל זה נעשה באמצעות סדרה של שלבי כביסה וסינון.
ראשית, תערובת התגובה מקוררת לטמפרטורת החדר. לאחר מכן הוא נשטף במים כדי להסיר כל מונומרים שלא הוגשו ואת זרז הנתרן פחמתי.
בשלב הבא, פולימר ההצצה מסונן כדי להסיר את כל הזיהומים שנותרו. לאחר מכן מיובש להסיר כל לחות שיורית.
לבסוף, פולימר ההצצה מוכן לעיבוד לצורות השונות הדרושות לעיצוב הזרקה, כמו כדוריות או גרגירים.
היופי בתהליך זה הוא הפשטות שלו. על ידי שליטה בזהירות בתנאי התגובה וטהרת המונומרים, היצרנים יכולים לייצר הצצה עם תכונות עקביות להפליא, מה שהופך אותו לבחירה אמינה עבור יישומים בעלי ביצועים גבוהים.
יתרונות וחסרונות של Peek Plastic
יתרונות
עמידות כימית גבוהה : הצצה יכולה לעמוד בחשיפה למגוון רחב של כימיקלים, אפילו בטמפרטורות גבוהות. זה הופך אותו לאידיאלי לשימוש בסביבות קשות בהן חומרים אחרים ישפכו במהירות.
כוח מעולה, קשיות ונוקשות : הצצה מתהדרת בתכונות מכניות מרשימות. יש לו יחס גבוה למשקל, מה שהופך אותו לבחירה קלה ועם זאת יציבה עבור רכיבים מבניים. קשיותו ונוקשותו מאפשרים לו לשמור על צורתו תחת עומסים כבדים.
ההתנגדות למים בלחץ גבוה וקיטור : ההתנגדות של הצצה להידרוליזה היא מדהימה. זה יכול לעמוד בחשיפה למים בלחץ גבוה ואדים מבלי לאבד את תכונותיהם. זה הופך אותו לבחירה מובילה עבור יישומים בענף הנפט והגז.
התאמה ליישומים רפואיים ושיניים : תאימות ביולוגית של Peek והתנגדות לתהליכי עיקור הופכים אותה לבחירה מצוינת עבור יישומים רפואיים ושיניים. החל ממכשירים כירורגיים ועד שתלים, Peek עוזר לשפר את תוצאות המטופלים.
התנגדות לזחילה גבוהה : PEEK בעלת עמידות מצוינת לזחילה, כלומר היא יכולה לשמור על צורתו תחת עומס קבוע לאורך תקופות ארוכות. זה חיוני ליישומים שבהם יציבות ממדית היא קריטית, כמו למשל ברכיבי חלל.
עשן נמוך ופליטת גז רעיל : במקרה של שריפה, הצצה פולטת עשן מינימלי וגזים רעילים. זהו שיקול בטיחותי מכריע ליישומים בענפי התחבורה והבניין.
פיגור להבה מובנה : Peek יש עמידות טבעית ללהבות, מה שהופך אותה לבחירה בטוחה יותר מאשר פלסטיק רבים אחרים. זה יכול לעמוד בטמפרטורות של עד 300 מעלות צלזיוס (572 מעלות צלזיוס) מבלי להצית.
עמידות ועמידות בלאי : חוזק וקשיות הגבוה של Peek הופכים אותו לעמידה בפני בלאי. עמידות זו הופכת אותה לבחירה חסכונית עבור יישומים בהם חלקים צריכים להימשך זמן רב.
חסרונות
עלות גבוהה בהשוואה לשרפים אחרים : Peek הוא חומר פרימיום, ומחירו משקף זאת. זה יקר יותר מהרבה פלסטיקה הנדסית אחרת, שיכולה להוות מחסום לאימוץ שלה ביישומים מסוימים.
התנגדות נמוכה לאור UV : Peek יש התנגדות לקויה לאור אולטרה סגול (UV). חשיפה ממושכת לאור השמש עלולה לגרום לו להשפיל ולאבד את תכונותיה. זו יכולה להוות בעיה ביישומי חוץ.
טמפרטורות עיבוד גבוהות : נקודת ההיתוך הגבוהה של Peek פירושה שהיא דורשת טמפרטורות עיבוד גבוהות. זה יכול להוות אתגר עבור כמה מכונות דפוס הזרקה ויכול להגדיל את עלויות האנרגיה.
הידבקות תאים רודמנטריים ליישומים רפואיים : בעוד ש- Peek הוא ביו -תואם, פני השטח שלו לא מקדמים באופן טבעי הידבקות תאים. זו יכולה להוות בעיה עבור כמה יישומים רפואיים שבהם רצוי שילוב רקמות. עם זאת, ניתן ליישם טיפולי שטח כדי לשפר את הידבקות התא.
למרות החסרונות הללו, היתרונות של Peek עולים לעתים קרובות על החסרונות עבור יישומים רבים. השילוב הייחודי של המאפיינים הופך אותו לחומר שקשה לנצח.
תהליך דפוס הזרקת הצצה
הזרקת הצצה לעיצוב הוא ריקוד עדין הדורש דיוק ומומחיות. החל מהכנות לפני העיצוב ועד שיקולים, כל צעד ממלא תפקיד מכריע בתוצר הסופי. בואו נצלול לתהליך הזרקת ההזרקה של התהליך ההזרקה.
תכשירים לפני עצירה
לפני שאנחנו אפילו חושבים על הזרקת הצצה לעיצומה, עלינו להכניס את הברווזים שלנו ברציפות. הכנה נכונה היא המפתח להצלחה.
טמפרטורת ייבוש וזמן : הצצה הוא חומר היגרוסקופי, מה שאומר שהוא סופג לחות מהאוויר. כדי למנוע פגמים, יש לייבש אותו לפני הדפוס. טמפרטורת הייבוש המומלצת היא 150 מעלות צלזיוס (302 מעלות צלזיוס) למשך 3-4 שעות.
הכנה וטיפול בחומרים : יש לאחסן כדורי הצצה במקום קריר ויבש. יש לשמור אותם במכולות אטומות כדי למנוע ספיגת לחות. בעת הטיפול בהצצה, חשוב ללבוש כפפות כדי למנוע זיהום.
פרמטרים של דפוס
ברגע שיש לנו את החומר שלנו מוכן, הגיע הזמן לחייג את פרמטרי הדפוס. הגדרות אלה יכולות לבצע או לשבור את המוצר הסופי.
לחץ ומהירות הזרקה : הצצה דורשת לחצי הזרקה גבוהים, בדרך כלל בין 70-140 MPa (10,000-20,000 psi). מהירות ההזרקה צריכה להיות מהירה מספיק כדי למלא את התבנית במהירות, אך לא כל כך מהר שהיא גורמת למומים.
בקרת טמפרטורה : טמפרטורת ההמסה להצצה היא בדרך כלל בין 360-400 מעלות צלזיוס (680-752 ° F). יש לשמור את טמפרטורת העובש בין 170-200 מעלות צלזיוס (338-392 מעלות צלזיוס) כדי להבטיח התגבשות נאותה ולמזער עיוות.
שיעורי הצטמקות ובקרה : Peek יש שיעור הצטמקות של 1-2%, תלוי בכיתה ובמילוי. כדי לשלוט על הצטמקות, חשוב לשמור על טמפרטורות עובש עקביות ולחצי אריזה.
עיין בטבלה זו לקבלת הפניה מהירה בפרמטרים של דפוס הצצה:
| פרמטר | ערך |
| טמפרטורת ייבוש | 150 מעלות צלזיוס (302 ° F) |
| זמן ייבוש | 3-4 שעות |
| טמפרטורת ממיס | 360-400 מעלות צלזיוס (680-752 ° F) |
| טמפרטורת עובש | 170-200 מעלות צלזיוס (338-392 ° F) |
| לחץ הזרקה | 70-140 מגפ'ס (10,000-20,000 psi) |
| קצב הצטמקות | 1-2% |
שיקולי עיצוב
תכנון חלקים לעיצוב הזרקת הצצה דורש מעט ידע. להלן כמה שיקולי מפתח שכדאי לזכור:
עובי הקיר : ניתן לעצב את ההצצה לחלקים בעלי קירות דקים, אך חשוב לשמור על עובי קיר עקבי. הטווח המומלץ הוא 1.5-4 מ'מ (0.06-0.16 אינץ ').
רדיוסים וקצוות חדים : יש להימנע מקצוות חדים ופינות בחלקים הצצה. הם יכולים לגרום לריכוזי לחץ ולהקשות על החלק הקשה לעצב. מומלץ לרדיוס מינימלי של 0.5 מ'מ (0.02 אינץ ').
זוויות טיוטה : זוויות טיוטה הכרחיות לצורך פליטה קלה של החלק מהתבנית. זווית טיוטה מינימלית של 1 ° מומלצת לחלקים הצצה.
סובלנות חלקית : ניתן לעצב את ההצצה לסובלנות הדוקה, אך חשוב לקחת בחשבון את קצב ההצטמקות ואת המגבלות של תהליך הדפוס. בדרך כלל ניתן להשיג סובלנות של ± 0.1 מ'מ (± 0.004 אינץ ').
יישומים של חלקים מעוצבים בהזרקת הצצה
תעשיית הרכב
ענף הרכב תמיד מחפש דרכים לשיפור יעילות הדלק ולהפחתת הפליטות. דפוס הזרקת הצצה מציע פיתרון.
החלפת חלקי מתכת עם רכיבי הצצה : יחס החוזק למשקל של Peek מאפשר לו להחליף חלקי מתכת כבדה, להפחית את משקל הרכב הכללי ולשפר את צריכת הדלק. היכולת שלה לעמוד בטמפרטורות וכימיקלים גבוהים הופכת אותו לאידיאלי ליישומי המנוע.
דוגמאות לחלקי רכב PEEK : PEEK משמש במגוון רכיבי רכב, כמו הילוכים, מיסבים ומושבי שסתום. הוא נמצא גם בחלקי מערכת הדלק, שם ההתנגדות הכימית שלו ויציבות הטמפרטורה הגבוהה הם מכריעים.
יישומי רפואה ושיניים
התאימות הביולוגית של PEEK ועמידות כימית הופכים אותה לבחירה מובילה ביישומים רפואיים ושיניים.
האינרטיות של Peek ועמידות בפני כימיקלים : הצצה אינרטי ועמיד לרוב הכימיקלים, מה שהופך אותו לבטוח לשימוש בגוף האדם. זה יכול לעמוד בתהליכי העיקור הקשים הנדרשים למכשירים רפואיים.
מקרים ביו -רפואיים ושיניים לשיניים : PEEK משמש במגוון יישומים ביו -רפואיים, החל משתלים בעמוד השדרה ועד תותבות שיניים. תכונותיו המכניות דמויי העצם והיכולת להשתלב ברקמות אנושיות הופכות אותו לבחירה אידיאלית עבור יישומים אלה.
יישומי חשמל
המאפיינים החשמליים הייחודיים של Peek הופכים אותו לחומר חשוב לתעשיית החשמל.
הצצה כמבודדת חשמלית : Peek יש תכונות בידוד חשמליות מצוינות, מה שהופך אותו מתאים לשימוש ביישומי מתח גבוה. היכולת שלה לשמור על תכונות אלה בטמפרטורות גבוהות מבדילה אותה מפלסטיקה אחרת.
רכיבים חשמליים בטמפרטורה גבוהה : היציבות בטמפרטורה הגבוהה של Peek מאפשרת להשתמש בו ברכיבים חשמליים הנחשפים לחום קיצוני, כמו מחברים ומתגים ביישומי חלל וחלל.
יישומי תעשיית המזון
הטוהר והעמידות הכימית של Peek הופכים את זה לבטוח לשימוש בתעשיית המזון.
אישור ה- FDA ליצירת קשר במזון : PEEK עומד בדרישות ה- FDA ליצירת קשר במזון, מה שהופך אותו למתאים לשימוש בציוד לעיבוד מזון ובאריזה.
הצצה באריזות מזון וחלקי תנור : היציבות בטמפרטורה הגבוהה של Peek והתנגדות כימית הופכים אותה לאידיאלית לשימוש באריזת מזון ורכיבי תנור, שם היא יכולה לעמוד בתנאים הקשים של בישול ועיקור.
תעשיית התעופה האווירית
האופי הקל משקל של Peek ותכונות הביצועים הגבוהים הופכים אותו לחומר חשוב לתעשיית התעופה והחלל.
הצצה כאלטרנטיבה קלה לאלומיניום : היחס הגבוה למשקל של PEEK מאפשר לו להחליף אלומיניום ברכיבי המטוסים, להפחית את המשקל הכללי ולשפר את יעילות הדלק.
רכיבי PEEK בכלי טיס : PEEK משמש במגוון רכיבי מטוסים, החל מחלקים מבניים וכלה במחברים חשמליים. היכולת שלה לעמוד בטמפרטורות וכימיקלים קיצוניים הופכת אותו לאידיאלי לתנאים הקשים של יישומי תעופה וחלל.
עיין בטבלה זו בהשוואה בין המאפיינים של הצצה ואלומיניום:
| מאפיינים | הצצה | אלומיניום |
| צפיפות (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| חוזק מתיחה (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| טמפרטורת שימוש רציפה (° C) | 260 | 150-250 |
| עמידות כימית | מְעוּלֶה | טוֹב |
מחשבה סופית
דפוס הזרקת הצצה מציע יתרונות רבים, כולל חוזק יוצא דופן, עמידות בפני חום ואינרוטיות כימית. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות רפואיות, תעופה וחלל ורכב. בחירת ציון ההצצה הנכון היא קריטית להשגת ביצועים מיטביים ביישומים ספציפיים. עם התקדמות מתמשכת, עתיד Peek נראה מבטיח בין מגזרים שונים. הרבגוניות והעמידות שלה ימשיכו להניע חדשנות ואימוץ.
צוות MFG: השותף המהימן שלך לעיצוב הזרקת הצצה
עם ניסיון של עשרות שנים ומחויבות לאיכות, צוות MFG מספק פתרונות דפוס הזרקת הצצה ליישומים התובעניים ביותר שלך. צרו קשר עוד היום כדי לדון בדרישות הפרויקט שלכם ולמד כיצד אנו יכולים לעזור לכם להצליח.
