Ikad se zapitao što zaviri Injekcijsko oblikovanje tako posebno? Ovaj je postupak visokih performansi od vitalnog značaja u industrijama poput zrakoplovnih i medicinskih. PEEK -ova iznimna otpornost na čvrstoću i toplinu razdvojila je.
U ovom ćete blogu naučiti o Zavirite u injekcijsko oblikovanje, njegove koristi i njegovu važnost u različitim sektorima.
Što je PEEK plastika?
PEEK, skraćeno za polieterski eterski keton , je termoplastika visokih performansi koja je oluja uzela svijet proizvodnje. Ali što je točno ovaj materijal i što ga izdvaja od ostale plastike? Zaronimo i istražimo fascinantan svijet zavišavanja.
Kemijska struktura i sastav
U svojoj jezgri, PEEK se može pohvaliti jedinstvenom kemijskom strukturom koja mu daje njegova izvanredna svojstva. Pripada obitelji Paek (poliaryletherketone), koja je poznata po izuzetnoj snazi i stabilnosti. Okosnica PEEK sastoji se od ponavljajućih jedinica etera i ketonskih skupina, kao što je prikazano na slici ispod:
Ovaj karakteristični raspored molekula omogućava PEEK -u da održava svoj integritet čak i u ekstremnim uvjetima. Može izdržati visoke temperature, oduprijeti se kemikalijama i izdržati mehanički stres kao nijedan drugi.
Usporedba s drugim termoplastikama visokih performansi
Kad se nasloni na druge termoplastike visokih performansi, zaviri uistinu sjaji. Pogledajte ovu usporednu tablicu:
| Property | Peek | PEI | PPSU | PPS |
| Snaga zatezanja (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Temperatura kontinuirane uporabe (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Kemijska otpornost | Izvrstan | Dobro | Dobro | Izvrstan |
| Nositi otpor | Izvrstan | Dobro | Dobro | Dobro |
Vrste zavišavanja
Nisu svi zaviri bili jednaki. Proizvođači su razvili različite ocjene i formulacije kako bi zadovoljili specifične potrebe. Evo kratkog razvoja glavnih vrsta:
Neispunjeni zaviri : ovo je najčišći oblik zavišavanja, bez ikakvih aditiva ili pojačanja. Nudi najvišu razinu kemijske otpornosti i idealan je za primjene u kojima je čistoća presudna.
Peek ispunjen staklom (GF30 PEEK) : Kao što ime sugerira, ova vrsta uključuje 30% staklenih vlakana, poboljšavajući njegova mehanička svojstva. Omogućuje povećanu krutost i dimenzionalnu stabilnost, što ga čini pogodnim za strukturne komponente.
Peek ispunjen ugljikom (CF30 PEEK) : S 30% ojačanjem ugljičnih vlakana, CF30 PEEK uzima snagu i krutost na sljedeću razinu. To je izbor za aplikacije koje zahtijevaju najveće performanse.
PVX Black Peek : Ova specijalizirana ocjena kombinira prednosti zavišavanja s dodatnom prednosom niskog trenja i poboljšanom otpornošću na habanje. Savršen je za pokretne dijelove i dinamične aplikacije.
Osim ovih standardnih vrsta, proizvođači također mogu prilagoditi PEEK kako bi ispunili specifične zahtjeve. Od statičkih disipacijskih svojstava do otkrivanja metala i rendgenskih zraka, mogućnosti su beskrajne.
Svojstva zavirenja
Kada je u pitanju plastika visokih performansi, PEEK se ističe iz gomile. Njegova jedinstvena kombinacija svojstava čini ga istinskim inženjerskim čudo. Pogledajmo bliže što Peek čini tako posebnim.
Mehanička svojstva
PEEK je poznat po izuzetnoj mehaničkoj čvrstoći. Može podnijeti najteže opterećenje bez probijanja znoja.
Vlačna čvrstoća : PEEK se može pohvaliti impresivnom vlačnom čvrstoćom do 100 MPa. To je jače od mnogih metala!
Fleksibilni modul : S modulom savijanja u rasponu od 3,8 do 4,3 GPA, PEEK nudi izvanrednu krutost. Održava svoj oblik čak i pod ekstremnim stresom.
Tvrdoća : PEEK-ova tvrdoća ocijenjena je na 85-95 na skali Rockwell M. To se odupire i habanju poput šampiona.
Toplinska svojstva
Jedna od najznačajnijih značajki PEEK -a je njegova sposobnost izdržavanja ekstremnih temperatura. Evo brzog pregleda njegovih toplinskih svojstava:
Točka topljenja : PEEK ima talište od 343 ° C (649 ° F). To je dovoljno vruće da se nosi s većinom industrijskih aplikacija.
Temperatura stakla : Temperatura staklenog prijelaza PEEK je oko 143 ° C (289 ° F). Održava svoja mehanička svojstva čak i pri povišenim temperaturama.
| PEEK 450 G Nepopunjeno | peek 90GL30 GF30% | PEEK 450CA30 ** CF30% ** | PEEK 150G903 ** BLACK ** |
|
| Fizički | Gustoća (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Stopa skupljanja (%) | 1 do 1.3 | 0,3 do 0,9 | 0,1 do 0,5 | 1 do 1.3 |
|
| Tvrdoća obale (d) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mehanički | Snaga zatezanja (MPA) | 98 @ prinos | 195 @ Break | 265 @ Break | 105 @ prinos |
| Produženje (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Fleksibilni modul (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Snaga savijanja (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Ubrizgavanje | Temperatura sušenja (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Vrijeme sušenja (HRS) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Temperatura taline (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Temperatura kalupa (° C) | 170 do 200 | 170 do 200 | 180 do 210 | 160 do 200 |
|
Kemijska otpornost
PEEK je težak kolačić kada je u pitanju kemijska otpornost. Može se nositi s izlaganjem širokom rasponu oštrih tvari:
Otpornost na kiseline, baze i otapala : PEEK je otporan na većinu kiselina, baza i organskih otapala. Može izdržati produženo izlaganje bez degradiranja.
Ograničenja u kemijskoj otpornosti : Međutim, PEEK ima određena ograničenja. Na njega može utjecati koncentrirana sumporna kiselina i neki halogenirani ugljikovodici.
Ostala zapažena svojstva
Peek ima još nekoliko trikova u rukavu. Evo još nekih svojstava zbog kojih se ističu:
Biokompatibilnost : PEEK je biokompatibilan, što ga čini prikladnim za medicinske implantate i uređaje. Neće naštetiti živom tkivu.
Otpornost na habanje : S svojom visokom tvrdoćom i niskim trenjem, PEEK nudi izvrsnu otpornost na habanje. Savršen je za pokretne dijelove i dinamične aplikacije.
Niska zapaljivosti : PEEK ima nisku ocjenu zapaljivosti (UL94 V-0). Neće se lako zapaliti ili pridonijeti širenju plamena.
Električna izolacija : PEEK je izvrstan električni izolator. Održava svoja izolacijska svojstva čak i pri visokim temperaturama.
Kako se proizvodi PEEK?
Jeste li se ikad zapitali kako se pravi zavijanje, superzvijezda plastike visokih performansi? Proces je fascinantan kao i sam materijal. Zaronimo u svijet zavirivanja i otkrivamo kako se rađa ovaj nevjerojatni polimer.
Postupak polimerizacije očuha
PEEK se stvara kroz postupak koji se naziva polimerizacija očuha. Ovo je kemijska reakcija u kojoj se monomeri, građevni blokovi polimera, spajaju jedan korak po korak.
U slučaju zavirenja koriste se dva glavna monomera:
Ti se monomeri miješaju u prisutnosti katalizatora, obično natrijevog karbonata (Na2CO3). Reakcija se odvija pri visokim temperaturama, obično oko 300 ° C (572 ° F).
Reakcija monomera u formiranje peek polimera
Magija se događa kada monomeri počnu reagirati jedni s drugima. Atomi fluora na DFB monomeru pomaknu se hidroksilnim skupinama na HQ monomeru. To stvara novu vezu ugljika-kisika, formirajući okosnicu peek polimernog lanca.
Kako reakcija napreduje, sve više i više monomera spojeno je zajedno, uzgajajući polimerni lanac korak po korak. Taj se proces nastavlja sve dok se nije konzumirala većina monomera, što rezultira dugim, ponavljajućim lancem zavidnog polimera.
Izolacija peek polimera
Jednom kada je reakcija polimerizacije dovršena, novoformirani PEEK polimer mora biti izoliran iz reakcijske smjese. To se obično radi kroz niz koraka pranja i filtracije.
Prvo, reakcijska smjesa se ohladi na sobnu temperaturu. Zatim se isprava vodom kako bi se uklonila bilo kakve neupitne monomere i katalizator natrijevog karbonata.
Zatim se PEEK polimer filtrira kako bi se uklonili preostale nečistoće. Zatim se osuši radi uklanjanja ostatke vlage.
Konačno, PEEK polimer je spreman preraditi u različite oblike potrebne za ubrizgavanje oblikovanja, poput peleta ili granula.
Ljepota ovog procesa je njegova jednostavnost. Pažljivim kontrolama reakcijskih uvjeta i čistoće monomera, proizvođači mogu proizvesti zavis s nevjerojatno dosljednim svojstvima, što ga čini pouzdanim izborom za aplikacije visokih performansi.
Prednosti i nedostaci zavirivanja plastike
Prednosti
Visoka kemijska otpornost : PEEK može podnijeti izlaganje širokom rasponu kemikalija, čak i pri povišenim temperaturama. To ga čini idealnim za upotrebu u teškim okruženjima u kojima bi se drugi materijali brzo degradirali.
Izvrsna čvrstoća, tvrdoća i krutost : PEEK se može pohvaliti impresivnim mehaničkim svojstvima. Ima omjer visoke snage i težine, što ga čini laganim, ali čvrstim izborom za strukturne komponente. Njegova tvrdoća i ukočenost omogućuju mu održavanje oblika pod velikim opterećenjima.
Otpornost na vodu i paru visokog tlaka : PEEK-ova otpornost na hidrolizu je izvanredna. Može izdržati izloženost vodi visokog tlaka i pare bez gubitka svojstava. To ga čini vrhunskim izborom za primjene u naftnoj i plinskoj industriji.
Prikladnost za medicinske i stomatološke primjene : PEEK -ova biokompatibilnost i otpornost na procese sterilizacije čine ga odličnim izborom za medicinsku i stomatološku primjenu. Od kirurških instrumenata do implantata, PEEK pomaže u poboljšanju rezultata pacijenata.
Visoka otpornost na puzanje : PEEK ima izvrsnu otpornost na puzanje, što znači da može održati svoj oblik pod stalnim opterećenjem u dugim razdobljima. To je ključno za primjene gdje je dimenzionalna stabilnost kritična, kao što je to u zrakoplovnim komponentama.
Niska emisija dima i otrovnih plinova : U slučaju požara, PEEK emitira minimalni dim i otrovni plinovi. Ovo je ključno sigurnosno razmatranje za prijave u industriji prometa i zgrade.
Urođena retardancija plamena : PEEK ima prirodni otpor plamenu, što ga čini sigurnijim izborom od mnogih drugih plastika. Može izdržati temperature do 300 ° C (572 ° F) bez paljenja.
Trajnost i otpornost na habanje : PEEK -ova visoka čvrstoća i tvrdoća čine otpornim na nošenje. Ova izdržljivost čini isplativim izborom za aplikacije u kojima dijelovi trebaju dugo trajati.
Nedostaci
Visoki troškovi u usporedbi s drugim smolama : PEEK je premium materijal, a njegova cijena to odražava. Skuplja je od mnogih drugih inženjerskih plastika, što može biti prepreka njegovom prihvaćanju u nekim aplikacijama.
Mala otpornost na UV svjetlost : PEEK ima lošu otpornost na ultraljubičastu (UV) svjetlost. Dugo izlaganje suncu može uzrokovati da se degradira i izgubi svoja svojstva. To može biti problem za aplikacije na otvorenom.
Visoke temperature obrade : PEEK -ova visoka tališta znači da zahtijeva visoke temperature obrade. To može biti izazov za neke strojeve za ubrizgavanje i može povećati troškove energije.
Rudimentarna stanična adhezija za medicinsku primjenu : Iako je PEEK biokompatibilan, njegova površina prirodno ne promiče staničnu adheziju. To može biti problem za neke medicinske primjene u kojima je željena integracija tkiva. Međutim, površinski tretmani se mogu primijeniti za poboljšanje adhezije stanica.
Unatoč tim nedostacima, prednosti PEEK -a često nadmašuju nedostatke za mnoge prijave. Njegova jedinstvena kombinacija svojstava čini ga materijalom koji je teško pobijediti.
Postupak lijevanja ubrizgavanja
Ubrizgavanje pEK -a osjetljiv je ples koji zahtijeva preciznost i stručnost. Od priprema prije oblikovanja do razmatranja dizajniranja, svaki korak igra ključnu ulogu u konačnom proizvodu. Zaronimo u gužvu postupka lijevanja ubrizgavanja.
Priprema za prije iskaznice
Prije nego što uopće razmislimo o ubrizgavanju kalupa, moramo dobiti svoje patke u nizu. Pravilna priprema ključna je za uspjeh.
Temperatura i vrijeme sušenja : PEEK je higroskopski materijal, što znači da apsorbira vlagu iz zraka. Da biste izbjegli nedostatke, treba ga sušiti prije oblikovanja. Preporučena temperatura sušenja je 3-4 sata (302 ° F).
Priprema i rukovanje materijalima : Peek pelete treba čuvati na hladnom, suhom mjestu. Treba ih držati u zatvorenim spremnicima kako bi se spriječilo apsorpciju vlage. Pri rukovanju PEEK -om važno je nositi rukavice kako biste izbjegli onečišćenje.
Parametri kalupa
Jednom kada pripremimo svoj materijal, vrijeme je da se pozove u parametrima kalupa. Ove postavke mogu napraviti ili razbiti konačni proizvod.
Tlak ubrizgavanja i brzina : PEEK zahtijeva visoke injekcijske pritiske, obično između 70-140 MPa (10 000-20 000 psi). Brzina ubrizgavanja trebala bi biti dovoljno brza da brzo napuni kalup, ali ne tako brzo da uzrokuje nedostatke.
Kontrola temperature : Temperatura taline za PEEK je obično između 360-400 ° C (680-752 ° F). Temperatura kalupa treba zadržati između 170-200 ° C (338-392 ° F) kako bi se osigurala pravilna kristalizacija i minimizirala izvijanje.
Stope skupljanja i kontrola : PEEK ima stopu skupljanja od 1-2%, ovisno o stupnju i punila. Za kontrolu skupljanja važno je održavati dosljedne temperature plijesni i pakiranje pritisaka.
Provjerite ovu tablicu za brzu referencu na PEEK Parametrima oblikovanja:
| parametra | Vrijednost |
| Temperatura sušenja | 150 ° C (302 ° F) |
| Vrijeme sušenja | 3-4 sata |
| Temperatura otopljenja | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Temperatura plijesni | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Pritisak ubrizgavanja | 70-140 MPa (10 000-20 000 psi) |
| Stopa skupljanja | 1-2% |
Razmatranja dizajna
Dizajn dijelova za zavijanje u injekcijsko oblikovanje potrebno je malo znanja. Evo nekoliko ključnih razmatranja koja treba imati na umu:
Debljina stijenke : PEEK se može oblikovati u tanko zidove, ali važno je održavati dosljednu debljinu stijenke. Preporučeni raspon je 1,5-4 mm (0,06-0,16 in).
Polupovi i oštri rubovi : Oštri rubovi i uglovi treba izbjegavati u zavidnim dijelovima. Oni mogu uzrokovati koncentraciju stresa i otežati se oblikovati. Preporučuje se minimalni polumjer od 0,5 mm (0,02 inča).
Nacrt kutova : Nacrt kutova potrebni su za lako izbacivanje dijela iz kalupa. Za provirijske dijelove preporučuje se minimalni kut nacrta od 1 °.
Tolerancije dijela : PEEK se može oblikovati na uske tolerancije, ali važno je razmotriti brzinu skupljanja i ograničenja postupka lijevanja. Tolerancija od ± 0,1 mm (± 0,004 in) je obično dostižna.
Primjene dijelova oblikovanih ubrizgavanjem
Automobilska industrija
Automobilska industrija uvijek traži načine za poboljšanje učinkovitosti goriva i smanjenje emisija. PEEK injekcijsko oblikovanje nudi rješenje.
Zamjena metalnih dijelova s PEEK komponentama : PEEK-ov omjer visoke čvrstoće i težine omogućava mu zamjenu dijelova teških metala, smanjujući ukupnu težinu vozila i poboljšanje uštede goriva. Njegova sposobnost da izdrži visoke temperature i kemikalije čini je idealnom za primjenu ispod kapuljača.
Primjeri PEEK automobilskih dijelova : PEEK se koristi u raznim automobilskim komponentama, poput zupčanika, ležajeva i sjedala ventila. Nalazi se i u dijelovima sustava goriva, gdje su njegova kemijska otpornost i stabilnost visoke temperature ključne.
Medicinske i stomatološke primjene
PEEK -ova biokompatibilnost i kemijska otpornost čine ga vrhunskim izborom za medicinsku i stomatološku primjenu.
PEEK -ova inernost i otpornost na kemikalije : PEEK je inertan i otporan na većinu kemikalija, što ga čini sigurnim za upotrebu u ljudskom tijelu. Može izdržati oštre procese sterilizacije potrebne za medicinske uređaje.
Slučajevi biomedicinske i stomatološke uporabe : PEEK se koristi u nizu biomedicinskih primjena, od kralježnice do zubnih proteza. Njegova mehanička svojstva u obliku kostiju i sposobnost integriranja s ljudskim tkivom čine ga idealnim izborom za ove primjene.
Električna primjena
Peekova jedinstvena električna svojstva čine ga vrijednim materijalom za električnu industriju.
Zavirite kao električni izolator : PEEK ima izvrsna svojstva električne izolacije, što ga čini prikladnim za upotrebu u visokonaponskim aplikacijama. Njegova sposobnost održavanja ovih svojstava na visokim temperaturama izdvaja je od ostale plastike.
Električne komponente visoke temperature : PEEK-ova stabilnost visoke temperature omogućuje da se koristi u električnim komponentama koje su izložene ekstremnoj toplini, poput konektora i prekidača u zrakoplovnim i automobilskim aplikacijama.
Prijave prehrambene industrije
PEEK -ova čistoća i kemijska otpornost čine je sigurnom za upotrebu u prehrambenoj industriji.
Odobrenje FDA za kontakt s hranom : PEEK ispunjava uvjete FDA za kontakt s hranom, što ga čini prikladnim za upotrebu u opremi za preradu hrane i ambalaži.
Zavirite u pakiranje hrane i dijelove pećnice : PEEK-ova stabilnost visoke temperature i kemijska otpornost čine je idealnom za upotrebu u pakiranju hrane i komponentama pećnice, gdje može izdržati oštre uvjete kuhanja i sterilizacije.
Zrakoplovna industrija
PEEK-ova lagana priroda i svojstva visokih performansi čine ga vrijednim materijalom za zrakoplovnu industriju.
Zavirite kao lagana alternativa aluminiju : PEEK-ov omjer visoke čvrstoće i težine omogućava mu zamjenu aluminija u komponentama zrakoplova, smanjujući ukupnu težinu i poboljšava učinkovitost goriva.
PEEK komponente u zrakoplovima : PEEK se koristi u raznim zrakoplovnim komponentama, od strukturnih dijelova do električnih konektora. Njegova sposobnost da izdrži ekstremne temperature i kemikalije čini je idealnim za oštre uvjete zrakoplovnih primjena.
Provjerite ovu tablicu u usporedbi s svojstvima PEEK i Aluminija:
| Aluminij | PEEK | PEEK |
| Gustoća (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Snaga zatezanja (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Temperatura kontinuirane uporabe (° C) | 260 | 150-250 |
| Kemijska otpornost | Izvrstan | Dobro |
Konačna misao
Pleek ubrizgavanje nudi brojne prednosti, uključujući izuzetnu čvrstoću, toplinsku otpornost i kemijsku inertnost. Naširoko se koristi u medicinskoj, zrakoplovnoj i automobilskoj industriji. Odabir prave ocjene PEEK ključno je za postizanje optimalnih performansi u specifičnim aplikacijama. S trajnim napretkom, budućnost PEEK -a izgleda obećavajuće u različitim sektorima. Njegova svestranost i izdržljivost nastavit će pokretati inovacije i usvajanje.
Tim MFG: Vaš pouzdani partner za pEEK ubrizgavanje kalupa
S desetljećima iskustva i predanošću kvaliteti, Team MFG pruža rješenja za ubrizgavanje ubrizgavanja za vaše najzahtjevnije aplikacije. Kontaktirajte nas danas kako biste razgovarali o svojim zahtjevima projekta i saznali kako vam možemo pomoći uspjeti.
