S -a întrebat vreodată ce face să privească Turnarea prin injecție atât de specială? Acest proces de înaltă performanță este vital în industrii precum aerospațial și medical. Rezistența excepțională a lui Peek și rezistența la căldură o desparte.
În acest blog, veți afla despre Peek injecție, beneficiile sale și importanța sa în diverse sectoare.
Ce este plasticul Peek?
Peek, scurt pentru cetona eterică din polieter , este un termoplastic de înaltă performanță care a luat lumea producției de furtună. Dar ce este exact acest material și ce îl diferențiază de alte materiale plastice? Să ne scufundăm și să explorăm lumea fascinantă a Peek.
Structura și compoziția chimică
În centrul său, Peek se mândrește cu o structură chimică unică care îi oferă proprietățile sale remarcabile. Aparține familiei Paek (Polyaryletherketone), care este cunoscută pentru puterea și stabilitatea sa excepțională. Coloana vertebrală a PEEK constă în repetarea unităților de eter și grupuri cetone, așa cum se arată în imaginea de mai jos:
Acest aranjament distinctiv al moleculelor permite PEEK să -și mențină integritatea chiar și în condiții extreme. Poate rezista la temperaturi ridicate, să reziste substanțelor chimice și să suporte stresul mecanic ca niciun altul.
Comparație cu alte termoplastice de înaltă performanță
Când este stivuit împotriva altor termoplastice de înaltă performanță, Peek strălucește cu adevărat. Aruncați o privire la acest tabel de comparație:
| PEEK | PEEK | PEEK | PPSU | PPS |
| Rezistență la tracțiune (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Temperatura de utilizare continuă (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Rezistență chimică | Excelent | Bun | Bun | Excelent |
| Rezistența la uzură | Excelent | Bun | Bun | Bun |
Tipuri de Peek
Nu toate Peek este creat egală. Producătorii au dezvoltat diverse note și formulări pentru a răspunde nevoilor specifice. Iată o scădere rapidă a principalelor tipuri:
Peek necontestat : Aceasta este cea mai pură formă de Peek, fără aditivi sau întăriri. Oferă cel mai înalt nivel de rezistență chimică și este ideal pentru aplicații în care puritatea este crucială.
Peek plin de sticlă (GF30 Peek) : După cum sugerează și numele, acest tip încorporează 30% fibre de sticlă, îmbunătățind proprietățile sale mecanice. Oferă rigiditate crescută și stabilitate dimensională, ceea ce o face potrivită pentru componente structurale.
Peek plin de carbon (CF30 PEEK) : cu 30% armătură de fibre de carbon, CF30 Peek are rezistență și rigiditate la nivelul următor. Este alegerea pentru aplicații care necesită cea mai mare performanță.
PVX Black Peek : Acest grad specializat combină beneficiile Peek cu avantajul suplimentar al frecării scăzute și a rezistenței la uzură îmbunătățite. Este perfect pentru piese în mișcare și aplicații dinamice.
Dincolo de aceste tipuri standard, producătorii pot personaliza, de asemenea, PEEK pentru a îndeplini cerințele specifice. De la proprietăți disipative statice la detectabilitatea metalelor și a razelor X, posibilitățile sunt interminabile.
Proprietățile Peek
Când vine vorba de materiale plastice de înaltă performanță, Peek iese în evidență din mulțime. Combinația sa unică de proprietăți îl face o adevărată minune de inginerie. Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce face ca Peek să fie atât de special.
Proprietăți mecanice
Peek este cunoscut pentru rezistența sa mecanică excepțională. Poate gestiona cele mai dificile sarcini fără a rupe transpirația.
Rezistența la tracțiune : Peek se mândrește cu o rezistență impresionantă la tracțiune de până la 100 MPa. Este mai puternic decât multe metale!
Modulul flexibil : cu un modul flexibil cuprins între 3,8 și 4,3 GPa, PEEK oferă o rigiditate remarcabilă. Își menține forma chiar și sub stres extrem.
Duritate : Duritatea Peek este evaluată la 85-95 pe scara Rockwell M. Rezistă la uzură ca un campion.
Proprietăți termice
Una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale Peek este capacitatea sa de a rezista la temperaturi extreme. Iată o imagine de ansamblu rapidă a proprietăților sale termice:
Punctul de topire : Peek are un punct de topire de 343 ° C (649 ° F). Este suficient de fierbinte pentru a gestiona majoritatea aplicațiilor industriale.
Temperatura de tranziție a sticlei : temperatura de tranziție a sticlei de peek este în jur de 143 ° C (289 ° F). Își menține proprietățile mecanice chiar și la temperaturi ridicate.
| Peek 450 g | Peek NEMPLLY 90GL30 GF30% | Peek 450CA30 ** CF30% ** | Peek 150G903 ** Negru ** |
|
| Fizic | Densitate (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Rata de contracție (%) | 1 până la 1.3 | 0,3 până la 0,9 | 0,1 până la 0,5 | 1 până la 1.3 |
|
| Duritatea țărmului (D) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mecanic | Rezistență la tracțiune (MPA) | 98 @ randament | 195 @ pauză | 265 @ pauză | 105 @ randament |
| Alungire (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Modulul flexual (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Rezistență la flexie (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Turnare prin injecție | Temperatura de uscare (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Timp de uscare (ore) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Temperatura de topire (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Temperatura matriței (° C) | 170 - 200 | 170 - 200 | 180 - 210 | 160 până la 200 |
|
Rezistență chimică
Peek este un cookie dur atunci când vine vorba de rezistență chimică. Poate gestiona expunerea la o gamă largă de substanțe dure:
Rezistența la acizi, baze și solvenți : Peek este rezistent la majoritatea acizilor, bazelor și solvenților organici. Poate rezista la expunerea prelungită fără a se degrada.
Limitări ale rezistenței chimice : Cu toate acestea, Peek are unele limitări. Poate fi afectat de acid sulfuric concentrat și de unele hidrocarburi halogenate.
Alte proprietăți notabile
Peek mai are câteva trucuri în mânecă. Iată câteva alte proprietăți care o fac să iasă în evidență:
Biocompatibilitate : Peek este biocompatibil, ceea ce îl face potrivit pentru implanturi și dispozitive medicale. Nu va dăuna țesutului viu.
Rezistența la uzură : cu duritatea ridicată și frecarea scăzută, Peek oferă o rezistență excelentă la uzură. Este perfect pentru piese în mișcare și aplicații dinamice.
Flammabilitate scăzută : PEEK are un rating scăzut de inflamabilitate (UL94 V-0). Nu va lua cu ușurință foc sau nu va contribui la răspândirea flăcărilor.
Izolație electrică : Peek este un excelent izolator electric. Își menține proprietățile izolante chiar și la temperaturi ridicate.
Cum este fabricat Peek?
V-ați întrebat vreodată cum se face Peek, superstarul materialelor plastice de înaltă performanță? Procesul este la fel de fascinant ca materialul în sine. Să ne scufundăm în lumea producției Peek și să descoperim cum se naște acest polimer incredibil.
Procesul de polimerizare a creșterii în trepte
Peek este creat printr-un proces numit polimerizare în creștere. Aceasta este o reacție chimică în care monomerii, elementele de construcție ale polimerilor, sunt unite la un pas la un moment dat.
În cazul Peek, sunt folosiți doi monomeri principali:
Acești monomeri sunt amestecați împreună în prezența unui catalizator, de obicei carbonat de sodiu (Na2CO3). Reacția are loc la temperaturi ridicate, de obicei în jur de 300 ° C (572 ° F).
Reacția monomerilor de a forma polimer PEEK
Magia se întâmplă când monomerii încep să reacționeze între ei. Atomii de fluor de pe monomerul DFB sunt deplasați de grupele hidroxil de pe monomerul HQ. Aceasta creează o nouă legătură de carbon-oxigen, formând coloana vertebrală a lanțului polimeric Peek.
Pe măsură ce reacția progresează, din ce în ce mai mulți monomeri sunt unite, crescând pasul lanțului polimeric pas cu pas. Acest proces continuă până când au fost consumate majoritatea monomerilor, rezultând un lanț lung și repetat de polimer PEEK.
Izolarea polimerului Peek
Odată ce reacția de polimerizare este completă, polimerul PEEK nou format trebuie să fie izolat de amestecul de reacție. Acest lucru se face de obicei printr -o serie de pași de spălare și filtrare.
În primul rând, amestecul de reacție este răcit la temperatura camerei. Apoi este spălat cu apă pentru a îndepărta monomerii nereacționați și catalizatorul de carbonat de sodiu.
În continuare, polimerul Peek este filtrat pentru a îndepărta orice impurități rămase. Apoi este uscat pentru a îndepărta orice umiditate reziduală.
În cele din urmă, polimerul Peek este gata să fie procesat în diferitele forme necesare pentru modelarea prin injecție, cum ar fi pelete sau granule.
Frumusețea acestui proces este simplitatea sa. Controlul cu atenție condițiile de reacție și puritatea monomerilor, producătorii pot produce o privire cu proprietăți incredibil de consistente, ceea ce îl face o alegere fiabilă pentru aplicațiile de înaltă performanță.
Avantaje și dezavantaje ale plasticului Peek
Avantaje
Rezistență chimică ridicată : Peek poate rezista la expunerea la o gamă largă de substanțe chimice, chiar și la temperaturi ridicate. Acest lucru îl face ideal pentru utilizare în medii dure în care alte materiale s -ar degrada rapid.
Forță excelentă, duritate și rigiditate : Peek are proprietăți mecanice impresionante. Are un raport ridicat de rezistență-greutate, ceea ce îl face o alegere ușoară, dar robustă pentru componentele structurale. Duritatea și rigiditatea sa îi permit să -și mențină forma sub sarcini grele.
Rezistența la apă și abur de înaltă presiune : Rezistența PEEK la hidroliză este remarcabilă. Poate rezista la expunerea la apă de înaltă presiune și abur, fără a-și pierde proprietățile. Acest lucru îl face o alegere de top pentru aplicațiile din industria petrolului și a gazelor.
Potrivirea aplicațiilor medicale și stomatologice : Biocompatibilitatea PEEK și rezistența la procesele de sterilizare îl fac o alegere excelentă pentru aplicațiile medicale și stomatologice. De la instrumente chirurgicale la implanturi, Peek ajută la îmbunătățirea rezultatelor pacientului.
Rezistență ridicată la fluaj : Peek are o rezistență excelentă la fluaj, ceea ce înseamnă că își poate menține forma sub sarcină constantă pe perioade lungi. Acest lucru este crucial pentru aplicațiile în care stabilitatea dimensională este critică, cum ar fi în componentele aerospațiale.
Fum scăzut și emisie de gaze toxice : în caz de incendiu, Peek emite fum minim și gaze toxice. Aceasta este o considerație crucială de siguranță pentru aplicațiile din industria transporturilor și a construcțiilor.
Retardarea inerentă a flăcării : Peek are o rezistență naturală la flăcări, ceea ce o face o alegere mai sigură decât multe alte materiale plastice. Poate rezista la temperaturi de până la 300 ° C (572 ° F) fără a se aprinde.
Durabilitate și rezistență la uzură : rezistența și duritatea ridicată a Peek îl fac rezistent la uzură. Această durabilitate o face o alegere rentabilă pentru aplicațiile în care piesele trebuie să dureze mult timp.
Dezavantaje
Costuri mari în comparație cu alte rășini : Peek este un material premium, iar prețul său reflectă acest lucru. Este mai scump decât multe alte materiale plastice de inginerie, care poate fi o barieră pentru adoptarea sa în unele aplicații.
Rezistență scăzută la lumina UV : Peek are o rezistență slabă la lumina ultravioletă (UV). Expunerea prelungită la lumina soarelui poate determina să se degradeze și să -și piardă proprietățile. Aceasta poate fi o problemă pentru aplicațiile în aer liber.
Temperaturi ridicate de procesare : punctul de topire ridicat al PEEK înseamnă că necesită temperaturi ridicate de procesare. Aceasta poate fi o provocare pentru unele mașini de modelare prin injecție și poate crește costurile de energie.
Adeziunea celulelor rudimentare pentru aplicații medicale : în timp ce Peek este biocompatibil, suprafața sa nu promovează în mod natural adeziunea celulelor. Aceasta poate fi o problemă pentru unele aplicații medicale în care se dorește integrarea țesuturilor. Cu toate acestea, tratamentele de suprafață pot fi aplicate pentru a îmbunătăți aderența celulară.
În ciuda acestor dezavantaje, avantajele Peek depășesc adesea dezavantajele pentru multe aplicații. Combinația sa unică de proprietăți îl face un material greu de învins.
Procesul de modelare a injecției peek
Injectarea peek -ului de modelare este un dans delicat care necesită precizie și expertiză. De la preparate pre-turnate până la considerente de proiectare, fiecare pas joacă un rol crucial în produsul final. Să ne scufundăm în nedumerirea procesului de turnare prin injecție PEEK.
Pregătiții înainte de molire
Înainte de a ne gândi chiar la injectarea Peek -ului de modelare, trebuie să ne punem rațele la rând. Pregătirea corectă este esențială pentru succes.
Temperatura și timpul de uscare : Peek este un material higroscopic, ceea ce înseamnă că absoarbe umiditatea din aer. Pentru a evita defectele, trebuie să fie uscat înainte de modelare. Temperatura recomandată de uscare este de 150 ° C (302 ° F) timp de 3-4 ore.
Pregătirea și manipularea materialelor : peletele PEEK trebuie depozitate într -un loc răcoros și uscat. Acestea trebuie păstrate în containere sigilate pentru a preveni absorbția umidității. Atunci când se manevrează, este important să purtați mănuși pentru a evita contaminarea.
Parametri de modelare
După ce ne -am pregătit materialul, este timpul să apelăm la parametrii de modelare. Aceste setări pot face sau rupe produsul final.
Presiunea de injecție și viteza : Peek necesită presiuni mari de injecție, de obicei între 70-140 MPa (10.000-20.000 psi). Viteza de injecție ar trebui să fie suficient de rapidă pentru a umple rapid matrița, dar nu atât de rapid încât provoacă defecte.
Controlul temperaturii : Temperatura de topire pentru PEEK este de obicei între 360-400 ° C (680-752 ° F). Temperatura matriței trebuie menținută între 170-200 ° C (338-392 ° F) pentru a asigura cristalizarea corectă și a minimiza deformarea.
Rate de contracție și control : PEEK are o rată de contracție de 1-2%, în funcție de grad și umpluturi. Pentru a controla contracția, este important să mențineți temperaturi consistente ale matriței și presiuni de ambalare.
Consultați acest tabel pentru o referință rapidă pe parametrii de modelare PEEK:
| parametrilor | valoarea |
| Temperatura de uscare | 150 ° C (302 ° F) |
| Timp de uscare | 3-4 ore |
| Temperatura de topire | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Temperatura matriței | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Presiunea injecției | 70-140 MPA (10.000-20.000 psi) |
| Rata de contracție | 1-2% |
Considerații de proiectare
Proiectarea pieselor pentru modelarea prin injecție PEEK necesită un pic de cunoștințe. Iată câteva considerente cheie de care trebuie să țineți cont:
Grosimea peretelui : Peek poate fi modelat în părți cu pereți subțiri, dar este important să mențineți o grosime constantă a peretelui. Intervalul recomandat este de 1,5-4 mm (0,06-0,16 in).
RADII și marginile ascuțite : marginile și colțurile ascuțite trebuie evitate în părțile PEEK. Ele pot provoca concentrații de stres și pot face partea mai dificilă de modelat. Se recomandă o rază minimă de 0,5 mm (0,02 in).
Unghiuri de proiect : unghiurile de proiect sunt necesare pentru ejectarea ușoară a părții din matriță. Un unghi minim de proiect de 1 ° este recomandat pentru piesele PEEK.
Toleranțe de parte : Peek poate fi modelat la toleranțe strânse, dar este important să luăm în considerare rata de contracție și limitările procesului de modelare. O toleranță de ± 0,1 mm (± 0,004 in) este de obicei realizabilă.
Aplicații ale pieselor turnate cu injecție PEEK
Industria auto
Industria auto caută întotdeauna modalități de a îmbunătăți eficiența combustibilului și de a reduce emisiile. Formarea prin injecție Peek oferă o soluție.
Înlocuirea pieselor metalice cu componente PEEK : raportul de rezistență-greutate ridicat de peek îi permite să înlocuiască piesele de metale grele, reducând greutatea generală a vehiculului și îmbunătățind economia de combustibil. Capacitatea sa de a rezista la temperaturi și substanțe chimice ridicate o face ideală pentru aplicații sub capotă.
Exemple de piese peek auto : Peek este utilizat într -o varietate de componente auto, cum ar fi angrenaje, rulmenți și scaune de supapă. De asemenea, se găsește în piesele sistemului de combustibil, unde rezistența sa chimică și stabilitatea la temperaturi ridicate sunt cruciale.
Aplicații medicale și dentare
Biocompatibilitatea și rezistența chimică a Peek îl fac o alegere de top pentru aplicațiile medicale și stomatologice.
Inerea și rezistența la substanțe chimice : Peek este inertă și rezistentă la majoritatea substanțelor chimice, ceea ce o face sigură pentru utilizare în corpul uman. Poate rezista la procesele dure de sterilizare necesare pentru dispozitivele medicale.
Cazuri de utilizare biomedicală și dentară : PEEK este utilizat într -o serie de aplicații biomedicale, de la implanturi ale coloanei vertebrale la proteze dentare. Proprietățile sale mecanice asemănătoare oaselor și capacitatea de a se integra cu țesutul uman îl fac o alegere ideală pentru aceste aplicații.
Aplicații electrice
Proprietățile electrice unice ale Peek îl fac un material valoros pentru industria electrică.
Peek ca izolator electric : PEEK are proprietăți excelente de izolare electrică, ceea ce îl face adecvat pentru utilizare în aplicații de înaltă tensiune. Capacitatea sa de a menține aceste proprietăți la temperaturi ridicate o diferențiază de alte materiale plastice.
Componente electrice la temperaturi ridicate : Stabilitatea la temperatură ridicată a PEEK îi permite să fie utilizată în componente electrice care sunt expuse la căldură extremă, cum ar fi conectorii și întrerupătoarele din aplicații aerospațiale și auto.
Aplicații din industria alimentară
Puritatea și rezistența chimică a Peek o fac sigură pentru utilizare în industria alimentară.
Aprobarea FDA pentru contactul cu alimente : Peek îndeplinește cerințele FDA pentru contactul cu alimente, ceea ce îl face adecvat pentru utilizare în echipamentele de procesare a alimentelor și ambalaje.
Priviți în ambalajele alimentare și piesele cuptorului : stabilitatea și rezistența chimică a temperaturii peek o fac ideală pentru utilizarea în ambalajele alimentare și componentele cuptorului, unde poate rezista la condițiile dure de gătit și sterilizare.
Industria aerospațială
Natura ușoară și proprietățile de înaltă performanță ale lui Peek îl fac un material valoros pentru industria aerospațială.
Peek ca o alternativă ușoară la aluminiu : raportul de rezistență-greutate ridicat de peek îi permite să înlocuiască aluminiul în componentele aeronavei, reducând greutatea totală și îmbunătățind eficiența combustibilului.
Componente PEEK în aeronave : PEEK este utilizat într -o varietate de componente aeronave, de la piese structurale la conectori electrici. Capacitatea sa de a rezista la temperaturi și substanțe chimice extreme îl face ideal pentru condițiile dure ale aplicațiilor aerospațiale.
Consultați acest tabel care compară proprietățile PEEK și aluminiu:
| Proprietate | Peek | Aluminum |
| Densitate (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Rezistență la tracțiune (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Temperatura de utilizare continuă (° C) | 260 | 150-250 |
| Rezistență chimică | Excelent | Bun |
Gândul final
Formarea prin injecție Peek oferă multe avantaje, inclusiv rezistență excepțională, rezistență la căldură și inerție chimică. Este utilizat pe scară largă în industriile medicale, aerospațiale și auto. Alegerea gradului Peek corect este crucială pentru obținerea unei performanțe optime în aplicații specifice. Cu progrese continue, viitorul Peek pare promițător în diverse sectoare. Versatilitatea și durabilitatea sa vor continua să conducă inovația și adoptarea.
Echipa MFG: Partenerul tău de încredere pentru modelarea injecției Peek
Cu o experiență de zeci de ani și un angajament față de calitate, Team MFG oferă soluții de modelare prin injecție Peek pentru cele mai solicitante aplicații. Contactați -ne astăzi pentru a discuta despre cerințele proiectului dvs. și pentru a afla cum vă putem ajuta să reușiți.
