Någonsin undrat vad som gör kik formsprutning så speciell? Denna högpresterande process är avgörande inom branscher som flyg- och medicinsk. Peeks exceptionella styrka och värmemotstånd skiljer den ut.
I den här bloggen lär du dig om Peek -formsprutning, dess fördelar och dess betydelse i olika sektorer.
Vad är kikplast?
Peek, kort för polyetereter keton , är en högpresterande termoplast som har tagit tillverkningsvärlden med storm. Men vad är exakt detta material, och vad skiljer det från annan plast? Låt oss dyka in och utforska den fascinerande världen.
Kemisk struktur och sammansättning
I sin kärna har Peek en unik kemisk struktur som ger den sina anmärkningsvärda egenskaper. Det tillhör familjen PAEK (Polyaryletherketone), som är känd för sin exceptionella styrka och stabilitet. Ryggraden i PEEK består av att upprepa enheter av eter- och ketongrupper, som visas på bilden nedan:
Detta distinkta arrangemang av molekyler gör det möjligt för Peek att behålla sin integritet även under extrema förhållanden. Det kan tåla höga temperaturer, motstå kemikalier och uthärda mekanisk stress som ingen annan.
Jämförelse med andra högpresterande termoplast
När de staplas upp mot andra högpresterande termoplast, lyser Peek verkligen. Ta en titt på denna jämförelsetabell:
| Property | Peek | PEI | PPSU | PPS |
| Draghållfasthet (MPA) | 90-100 | 85-105 | 75-85 | 65-75 |
| Kontinuerlig användningstemperatur (° C) | 250 | 170 | 180 | 220 |
| Kemisk motstånd | Excellent | Bra | Bra | Excellent |
| Slitbidrag | Excellent | Bra | Bra | Bra |
Kiktyper
Inte alla kik skapas lika. Tillverkarna har utvecklat olika betyg och formuleringar för att tillgodose specifika behov. Här är en snabb sammanfattning av huvudtyperna:
Ofylld kik : Detta är den renaste formen av kik, utan några tillsatser eller förstärkningar. Det erbjuder den högsta nivån av kemisk resistens och är idealisk för applikationer där renhet är avgörande.
Glasfylld kik (GF30 Peek) : Som namnet antyder innehåller denna typ 30% glasfibrer, vilket förbättrar dess mekaniska egenskaper. Det ger ökad styvhet och dimensionell stabilitet, vilket gör den lämplig för strukturella komponenter.
Kolfylld PEEK (CF30 PEEK) : Med 30% kolfiberförstärkning tar CF30 Peek styrka och styvhet till nästa nivå. Det är valet för applikationer som kräver högsta prestanda.
PVX Black Peek : Denna specialiserade klass kombinerar fördelarna med Peek med den extra fördelen med låg friktion och förbättrad slitstyrka. Det är perfekt för rörliga delar och dynamiska applikationer.
Utöver dessa standardtyper kan tillverkare också anpassa PEEK för att uppfylla specifika krav. Från statiska dissipativa egenskaper till metall- och röntgendetekterbarhet är möjligheterna oändliga.
Peeks egenskaper
När det gäller högpresterande plast, sticker Peek ut från mängden. Dess unika kombination av egenskaper gör det till ett riktigt tekniskt underverk. Låt oss titta närmare på vad som gör Peek så speciellt.
Mekaniska egenskaper
Peek är känd för sin exceptionella mekaniska styrka. Det kan hantera de tuffaste lasterna utan att bryta svett.
Draghållfasthet : Peek har en imponerande draghållfasthet på upp till 100 MPa. Det är starkare än många metaller!
Böjmodul : Med en böjmodul som sträcker sig från 3,8 till 4,3 GPA erbjuder Peek enastående styvhet. Den behåller sin form även under extrem stress.
Hårdhet : Peeks hårdhet är rankad till 85-95 på Rockwell M-skalan. Det motstår slitage som en mästare.
Termiska egenskaper
En av Peeks mest anmärkningsvärda funktioner är dess förmåga att motstå extrema temperaturer. Här är en snabb översikt över sina termiska egenskaper:
Smältpunkt : PEEK har en smältpunkt på 343 ° C (649 ° F). Det är tillräckligt varmt för att hantera de flesta industriella applikationer.
Glasövergångstemperatur : Glasövergångstemperaturen på PEEK är cirka 143 ° C (289 ° F). Den upprätthåller sina mekaniska egenskaper även vid förhöjda temperaturer.
| Peek 450 g Unfilled | Peek 90GL30 GF30% | PEEK 450CA30 ** CF30% ** | PEEK 150G903 ** Svart ** |
|
| Fysisk | Densitet (g/cm3) | 1.30 | 1.52 | 1.40 | 1.30 |
| Krympningshastighet (%) | 1 till 1,3 | 0,3 till 0,9 | 0,1 till 0,5 | 1 till 1,3 |
|
| Strandhårdhet (D) | 84.5 | 87 | 87.5 | 84.5 |
|
| Mekanisk | Draghållfasthet (MPA) | 98 @ avkastning | 195 @ break | 265 @ break | 105 @ avkastning |
| Töjning (%) | 45 | 2.4 | 1.7 | 20 |
|
| Böjmodul (GPA) | 3.8 | 11.5 | 24 | 3.9 |
|
| Böjlighet (MPA) | 165 | 290 | 380 | 175 |
|
| Formsprutning | Torktemperatur (° C) | 150 | 150 | 150 | 150 |
| Torktid (HR) | 3 | 3 | 3 | 3 |
|
| Smälta temperaturen (° C) | 343 | 343 | 343 | 343 |
|
| Mögel temperatur (° C) | 170 till 200 | 170 till 200 | 180 till 210 | 160 till 200 |
|
Kemisk motstånd
Peek är en tuff kaka när det gäller kemisk resistens. Det kan hantera exponering för ett brett utbud av hårda ämnen:
Resistens mot syror, baser och lösningsmedel : Peek är resistent mot de flesta syror, baser och organiska lösningsmedel. Det kan motstå långvarig exponering utan nedbrytning.
Begränsningar i kemisk resistens : Peek har dock vissa begränsningar. Det kan påverkas av koncentrerad svavelsyra och vissa halogenerade kolväten.
Andra anmärkningsvärda egenskaper
Peek har några fler tricks i ärmen. Här är några andra egenskaper som gör att den sticker ut:
Biokompatibilitet : PEEK är biokompatibel, vilket gör det lämpligt för medicinska implantat och enheter. Det kommer inte att skada levande vävnad.
Slitmotstånd : Med sin höga hårdhet och låga friktion erbjuder Peek utmärkt slitmotstånd. Det är perfekt för rörliga delar och dynamiska applikationer.
Låg brandfarlighet : PEEK har en låg brandfarlighet (UL94 V-0). Det kommer inte lätt att ta eld eller bidra till spridningen av lågor.
Elektrisk isolering : Peek är en utmärkt elektrisk isolator. Den upprätthåller sina isolerande egenskaper även vid höga temperaturer.
Hur tillverkas Peek?
Har du någonsin undrat hur Peek, superstjärnan i högpresterande plast, görs? Processen är lika fascinerande som materialet självt. Låt oss dyka in i världen av Peek -tillverkning och upptäcka hur denna otroliga polymer är född.
Steg tillväxtpolymerisationsprocess
PEEK skapas genom en process som kallas steg-tillväxtpolymerisation. Detta är en kemisk reaktion där monomerer, byggstenarna av polymerer, förenas ett steg i taget.
När det gäller kik används två huvudmonomerer:
Dessa monomerer blandas i närvaro av en katalysator, vanligtvis natriumkarbonat (Na2CO3). Reaktionen äger rum vid höga temperaturer, vanligtvis cirka 300 ° C (572 ° F).
Reaktion av monomerer för att bilda Peek -polymer
Magin händer när monomererna börjar reagera med varandra. Fluoratomerna på DFB -monomeren förskjuts av hydroxylgrupperna på HQ -monomeren. Detta skapar en ny kol-syre-bindning som bildar ryggraden i PEEK-polymerkedjan.
När reaktionen fortskrider förenas fler och fler monomerer och växer polymerkedjan steg för steg. Denna process fortsätter tills de flesta monomerer har konsumerats, vilket resulterar i en lång, upprepande kedja av PEEK -polymer.
Isolering av Peek -polymer
När polymerisationsreaktionen är klar måste den nybildade PEEK -polymeren isoleras från reaktionsblandningen. Detta görs vanligtvis genom en serie tvätt- och filtreringssteg.
Först kyls reaktionsblandningen ner till rumstemperatur. Den tvättas sedan med vatten för att avlägsna eventuella oreagerade monomerer och natriumkarbonatkatalysatorn.
Därefter filtreras PEEK -polymeren för att ta bort alla återstående föroreningar. Den torkas sedan för att ta bort eventuell återstående fukt.
Slutligen är PEEK -polymeren redo att bearbetas i de olika former som behövs för formsprutning, såsom pellets eller granuler.
Skönheten i denna process är dess enkelhet. Genom att noggrant kontrollera reaktionsförhållandena och renheten hos monomererna kan tillverkare producera titt med otroligt konsekventa egenskaper, vilket gör det till ett tillförlitligt val för högpresterande applikationer.
Fördelar och nackdelar med Peek Plastic
Fördelar
Hög kemisk resistens : PEEK kan tåla exponering för ett brett spektrum av kemikalier, även vid förhöjda temperaturer. Detta gör det idealiskt för användning i hårda miljöer där andra material snabbt skulle försämras.
Utmärkt styrka, hårdhet och styvhet : Peek har imponerande mekaniska egenskaper. Det har ett högt styrka-till-vikt-förhållande, vilket gör det till ett lätt men ändå robust val för strukturella komponenter. Dess hårdhet och styvhet gör att den kan bibehålla sin form under tunga belastningar.
Motstånd mot högtrycksvatten och ånga : Peeks resistens mot hydrolys är anmärkningsvärt. Det kan tåla exponering för högtrycksvatten och ånga utan att förlora sina egenskaper. Detta gör det till ett toppval för applikationer inom olje- och gasindustrin.
Lämplighet för medicinska och tandläkare : Peeks biokompatibilitet och resistens mot steriliseringsprocesser gör det till ett utmärkt val för medicinska och tandläkare. Från kirurgiska instrument till implantat hjälper Peek att förbättra patientens resultat.
Hög krypmotstånd : Peek har utmärkt krypmotstånd, vilket innebär att den kan bibehålla sin form under konstant belastning under långa perioder. Detta är avgörande för applikationer där dimensionell stabilitet är kritisk, till exempel i flyg- och rymdkomponenter.
Låg rök och toxisk gasutsläpp : I händelse av brand avger Peek minimal rök och giftiga gaser. Detta är en avgörande säkerhetsövervakning för applikationer inom transport- och byggnadsindustrin.
Inherent Flame Retardancy : Peek har ett naturligt motstånd mot lågor, vilket gör det till ett säkrare val än många andra plast. Den tål temperaturer upp till 300 ° C (572 ° F) utan att antända.
Hållbarhet och slitmotstånd : Peeks höga styrka och hårdhet gör det motståndskraftigt mot slitage. Denna hållbarhet gör det till ett kostnadseffektivt val för applikationer där delar måste hålla länge.
Nackdelar
Hög kostnad jämfört med andra hartser : Peek är ett premiummaterial, och dess pris återspeglar det. Det är dyrare än många andra tekniska plast, som kan vara en hinder för dess antagande i vissa applikationer.
Låg motstånd mot UV -ljus : PEEK har dåligt motstånd mot ultraviolett (UV) ljus. Långvarig exponering för solljus kan få den att försämras och förlora sina egenskaper. Detta kan vara ett problem för utomhusapplikationer.
Höga bearbetningstemperaturer : Peeks höga smältpunkt innebär att det kräver höga bearbetningstemperaturer. Detta kan vara en utmaning för vissa formsprutningsmaskiner och kan öka energikostnaderna.
Rudimentär cellhäftning för medicinska tillämpningar : Medan Peek är biokompatibel, främjar dess yta inte naturligtvis cellhäftning. Detta kan vara ett problem för vissa medicinska tillämpningar där vävnadsintegration önskas. Ytbehandlingar kan emellertid tillämpas för att förbättra cell vidhäftning.
Trots dessa nackdelar överväger fördelarna med PEEK ofta nackdelarna för många applikationer. Dess unika kombination av egenskaper gör det till ett material som är svårt att slå.
PEEK -formsprutningsprocess
Injicera gjutningskål är en delikat dans som kräver precision och expertis. Från pre-eftergjutande förberedelser för att utforma överväganden spelar varje steg en avgörande roll i slutprodukten. Låt oss dyka in i det snygga i Peek-formsprutningsprocessen.
Preparatförberedelser
Innan vi ens funderar på att injicera gjutningskeke måste vi få våra ankor i rad. Korrekt förberedelse är nyckeln till framgång.
Torkningstemperatur och tid : Peek är ett hygroskopiskt material, vilket innebär att det absorberar fukt från luften. För att undvika defekter måste den torkas före formning. Den rekommenderade torktemperaturen är 150 ° C (302 ° F) under 3-4 timmar.
Materialberedning och hantering : PEEK -pellets ska förvaras på en sval, torr plats. De bör förvaras i förseglade behållare för att förhindra fuktabsorption. När man hanterar Peek är det viktigt att bära handskar för att undvika förorening.
Gjutningsparametrar
När vi har gjort vårt material klart är det dags att ringa in formningsparametrarna. Dessa inställningar kan göra eller bryta slutprodukten.
Injektionstryck och hastighet : PEEK kräver högt injektionstryck, vanligtvis mellan 70-140 MPa (10.000-20.000 psi). Injektionshastigheten ska vara tillräckligt snabb för att fylla formen snabbt, men inte så snabbt att den orsakar defekter.
Temperaturkontroll : Smältets temperatur för PEEK är vanligtvis mellan 360-400 ° C (680-752 ° F). Formtemperaturen bör hållas mellan 170-200 ° C (338-392 ° F) för att säkerställa korrekt kristallisation och minimera vridning.
Krympningshastigheter och kontroll : PEEK har en krympningshastighet på 1-2%, beroende på betyg och fyllmedel. För att kontrollera krympning är det viktigt att upprätthålla konsekventa mögeltemperaturer och förpackningstryck.
Kolla in den här för en snabb referens på Peek -formningsparametrar:
| Parametervärde | tabellen |
| Torktemperatur | 150 ° C (302 ° F) |
| Torktid | 3-4 timmar |
| Smälta temperaturen | 360-400 ° C (680-752 ° F) |
| Formtemperatur | 170-200 ° C (338-392 ° F) |
| Injektionstryck | 70-140 MPA (10.000-20.000 psi) |
| Krympning | 1-2% |
Designöverväganden
Att utforma delar för kikinjektionsgjutning kräver lite kunskap. Här är några viktiga överväganden att tänka på:
Väggtjocklek : Kik kan formas i tunnväggiga delar, men det är viktigt att upprätthålla en jämn väggtjocklek. Det rekommenderade intervallet är 1,5-4 mm (0,06-0,16 tum).
Radier och skarpa kanter : skarpa kanter och hörn bör undvikas i Peek -delar. De kan orsaka stresskoncentrationer och göra delen svårare att forma. En minsta radie på 0,5 mm (0,02 tum) rekommenderas.
Utkast till vinklar : dragvinklar är nödvändiga för enkel utkastning av delen från formen. En minsta dragvinkel på 1 ° rekommenderas för PEEK -delar.
Deltoleranser : Peek kan formas till täta toleranser, men det är viktigt att överväga krympningshastigheten och begränsningarna i formningsprocessen. En tolerans på ± 0,1 mm (± 0,004 tum) är vanligtvis möjlig.
Tillämpningar av Peek -injektionsgjutna delar
Bilindustri
Bilindustrin letar alltid efter sätt att förbättra bränsleeffektiviteten och minska utsläppen. Peek -injektionsmålning erbjuder en lösning.
Byte av metalldelar med Peek-komponenter : Peeks höga styrka-till-vikt-förhållande gör det möjligt att ersätta tungmetalldelar, minska den totala fordonets vikt och förbättra bränsleekonomin. Dess förmåga att motstå höga temperaturer och kemikalier gör det idealiskt för applikationer under huva.
Exempel på Peek Automotive Parts : Peek används i en mängd olika bilkomponenter, såsom växlar, lager och ventilsäten. Det finns också i bränslesystemdelar, där dess kemiska resistens och hög temperaturstabilitet är avgörande.
Medicinska och tandläkare
Peeks biokompatibilitet och kemisk resistens gör det till ett toppval för medicinska och tandläkare.
Peeks inerthet och resistens mot kemikalier : Peek är inert och resistent mot de flesta kemikalier, vilket gör det säkert för användning i människokroppen. Det kan tåla de hårda steriliseringsprocesserna som krävs för medicintekniska produkter.
Biomedicinska och tandvårdsanvändningsfall : PEEK används i en rad biomedicinska tillämpningar, från ryggradsimplantat till tandproteser. Dess benliknande mekaniska egenskaper och förmåga att integrera med mänsklig vävnad gör det till ett idealiskt val för dessa tillämpningar.
Elektriska applikationer
Peeks unika elektriska egenskaper gör det till ett värdefullt material för den elektriska industrin.
Peek som elektrisk isolator : Peek har utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, vilket gör den lämplig för användning i högspänningsapplikationer. Dess förmåga att upprätthålla dessa egenskaper vid höga temperaturer skiljer den från annan plast.
Elektriska komponenter med hög temperatur : Peeks högtemperaturstabilitet gör att den kan användas i elektriska komponenter som utsätts för extrem värme, såsom kontakter och switchar i flyg- och bilapplikationer.
Livsmedelsindustrin
Peeks renhet och kemisk resistens gör det säkert för användning i livsmedelsindustrin.
FDA -godkännande för livsmedelskontakt : PEEK uppfyller FDA -kraven för livsmedelskontakt, vilket gör det lämpligt för användning i matbearbetningsutrustning och förpackning.
Peek i livsmedelsförpackningar och ugnsdelar : Peeks högtemperaturstabilitet och kemisk resistens gör det idealiskt för användning i livsmedelsförpackningar och ugnskomponenter, där den tål de hårda förhållandena för matlagning och sterilisering.
Flygindustri
Peeks lätta natur och högpresterande egenskaper gör det till ett värdefullt material för flygindustrin.
Peek som ett lätt alternativ till aluminium : Peeks höga styrka-till-vikt-förhållande gör det möjligt att ersätta aluminium i flygplanskomponenter, minska den totala vikten och förbättra bränsleeffektiviteten.
PEEK -komponenter i flygplan : PEEK används i en mängd olika flygplanskomponenter, från strukturella delar till elektriska kontakter. Dess förmåga att motstå extrema temperaturer och kemikalier gör det idealiskt för de hårda förhållandena för flyg- och rymdapplikationer.
Kolla in denna tabell som jämför egenskaperna hos Peek och Aluminium:
| Property | Peek | Aluminium |
| Densitet (g/cm³) | 1.32 | 2.70 |
| Draghållfasthet (MPA) | 90-100 | 70-700 |
| Kontinuerlig användningstemperatur (° C) | 260 | 150-250 |
| Kemisk motstånd | Excellent | Bra |
Sluttanke
PEEK -injektionsgjutning erbjuder många fördelar, inklusive exceptionell styrka, värmebeständighet och kemisk inerthet. Det används ofta inom medicinska, flyg- och bilindustrin. Att välja rätt PEEK -klass är avgörande för att uppnå optimal prestanda i specifika applikationer. Med pågående framsteg ser Peeks framtid lovande över olika sektorer. Dess mångsidighet och hållbarhet kommer att fortsätta driva innovation och adoption.
Team MFG: Din betrodda partner för Peek -injektionsmålning
Med decennier av erfarenhet och ett engagemang för kvalitet levererar Team MFG PEEK -injektionslösningar för dina mest krävande applikationer. Kontakta oss idag för att diskutera dina projektkrav och lära dig hur vi kan hjälpa dig att lyckas.
