A poliéter-éter-keton egy félig üvegszerű polimer, amely fenomenális szilárdsággal és rugalmassággal rendelkező elit termoplasztikus teljesítményt nyújt. Biokompatibilis, magas, 343 °C körüli olvadáspontja van, és kiváló mechanikai, termikus és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. PEEK fröccsöntés nagy szilárdság/tömeg aránnyal, kiváló méretstabilitással, kopásállósággal és fáradásállósággal rendelkezik. A poliaril-éter-keton (PAEK) anyagcsoportba tartozik, amelyet lépcsőzetes polimerizációs eljárással állítanak elő. Bár ez a hőre lágyuló műanyag számos szintetikus anyaggal és vegyi anyaggal szemben ellenáll, ugyanakkor néhány sav mégis meg tudja korrodálni.
Emellett kevésbé ellenáll az UV sugárzásnak, viszont könnyedén fertőtleníthető és nagy kopásállóságot biztosít. Ezzel a módszerrel jó minőségű műanyag alkatrészek készülnek poliéter-éter-ketonból. Ez az eljárás olyan alkatrészeket állít elő, amelyek nagy méretpontossággal, nagy szilárdsággal, merevséggel. nagyszerű mechanikai tulajdonságokkal és biokompatibilitással rendelkeznek. Ezek az alkatrészek alapvető ágazatokban is alkalmazásra kerülnek, például sebészeti berendezések és magas hőmérsékletű tömítések repülőgépmotorokhoz, a gáz- és olajszektorban, az autóiparban és az elektronikai eszközökben.
A PEEK fröccsöntés folyamata
Ez az eljárás nagymértékben gépesített, és ezt a nagy teljesítményű hőre lágyuló anyagból készült alkatrészek előállítására használják. Ez a módszer magában foglalja a PEEK pelletek megolvasztását és a folyékony anyag nagy nyomáson történő befecskendezését egy szerszámüregbe. Ezt követően a szerszámot lehűtik, és a megszilárdult alkatrészt kilökik a szerszámból. Ez az eljárás lehetővé teszi bonyolult kialakítású, precíz és megismételhető alkatrészek gyártását nagyfokú pontossággal és konzisztenciával.
Ez a folyamat a következő főbb lépésekből áll.
Anyag előkészítés
Ez nagyon fontos lépés, figyelembe véve a PEEK higroszkópos jellegét, amely miatt a PEEK hajlamos a levegőből nedvességet felvenni. Ezt követően ez az öntési folyamat során hibák kialakulásához vezethet. Ennek megelőzése érdekében a gyantát a feldolgozás előtt alaposan meg kell szárítani. Általában a szárítás során a gyantát 3-4 órán keresztül kb. 150 °C-ra melegítik.
- Fröccsöntőgép beállítása
- a) A gép kiválasztása: A folyamat zökkenőmentes elvégzéséhez robusztus, magas hőmérséklet-állóképességű fröccsöntőgépre van szükség. A gépnek korrózióálló alkatrészekkel kell rendelkeznie, figyelembe véve a PEEK koptató jellegét. A PEEk koptató jellege miatt a gépalkatrészek kopása fokozódhat, ezért a gépek karbantartása és kopásálló anyagok használata válik szükségessé.
- b) A hordó hőmérséklete: Ez egy nagyon kritikus paraméter, amelyet a zavartalan működés és az optimális teljesítmény elérése érdekében ellenőrizni kell. A felhasznált PEEK minőségét figyelembe véve a fröccsöntőgép hordójának hőmérsékletét 360°C és 400°C között kell beállítani.
- c) A penész hőmérséklete: Az öntőforma hőmérséklete szintén nagyon fontos paraméter a megfelelő kristályosodás eléréséhez. A megfelelő szerkezet elérése érdekében a hőmérsékletet 160°C és 200°C között tartjuk.
- Formakialakítás
Anyagáramlás: Az öntőforma kialakítása nagyon fontos tényező, ezért az öntőformát úgy kell megtervezni, hogy megfeleljen a PEEK magas viszkozitásának. A megfelelő anyagáramlás biztosítása és a hibák elkerülése érdekében figyelembe kell venni az olyan elsődleges tényezőket, mint a kapuk kialakítása, a futórendszerek és a szellőztetés.
Hőkezelés: Az egyenletes hőmérséklet fenntartása és a ciklusidő csökkentése érdekében elengedhetetlenek a megfelelő hűtőcsatornák a szerszámon belül.
- Injektálási folyamat
Injekciós fázis: Ebben a fázisban a felmelegített PEEK-et nagy nyomás alatt fecskendezik a szerszámüregbe. A PEEK nagy viszkozitása miatt a nyomás jellemzően 100 és 200 MPa (14500 és 29000 psi) között mozog.
Csomagolás és tárolás: Miután az első fázis befejeződött és a kezdeti befecskendezés megtörtént, további nyomást alkalmaznak az anyagnak a szerszámüregbe való tömörítése érdekében, ezzel biztosítva, hogy az alkatrész teljesen megformált és hézagmentes legyen. Ezenkívül ez a tartási fázis kompenzálja a lehűlés során bekövetkező zsugorodás miatti anyaghiányt is.
Hűtés: Ez a lépés nagy jelentőségű, mivel befolyásolja a végeredmény kristályosságát és mechanikai tulajdonságait. Ebben a szakaszban a szerszámot és az alkatrészt megfelelően le kell hűteni a kilökés előtt. A hűtési idő azonban az alkatrész vastagságától és összetettségétől függően változik, mivel a vastagabb és összetettebb alkatrész több időt igényel e fázis befejezéséhez. Ezenkívül a PEEK-alkatrészek minőségének megőrzéséhez az öntési paraméterek következetes figyelemmel kísérése szükséges. Mivel az olyan paraméterek, mint a hőmérséklet, a nyomás vagy a hűtési sebesség eltérései hibás alkatrészeket eredményezhetnek.
- Alkatrész-kidobás
Kilövő rendszer: Ebben a fázisban, miután az alkatrész teljesen megszilárdult és kellően lehűlt, a szerszám kinyílik, és az alkatrész kilökődik. A kilökési folyamatot a PEEK merevségét figyelembe véve gondosan kell elvégezni. A rendszereket úgy kell megtervezni, hogy a kilökésre kerülő alkatrészre ható feszültséget korlátozzák.
- Utófeldolgozás
- a) Ellenőrzés: Az öntés után az alkatrészeket ellenőrzik, és a minőség garantálása érdekében ellenőrzik a tökéletlenségeket, például a vetemedést, az üregeket vagy a hiányos kitöltést.
- b) Izzítás: Az öntött PEEK-alkatrészeket gyakran lágyító hőkezelésnek vetik alá a belső feszültségek enyhítése és a méretstabilitás javítása érdekében. Ez a ciklus magában foglalja az alkatrészek bizonyos hőmérsékletre történő felmelegítését, majd szabályozott sebességgel történő lehűtését.
PEEK fröccsöntés Előnyök
A PEEK fröccsöntésnek számos előnye van, beleértve a következőket:
1.Excellent mechanikai tulajdonságok
Kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, beleértve a nagy szilárdságot, merevséget és tartósságot. Ez teszi jó választássá olyan alkalmazásokhoz, mint a fogaskerekek, csapágyak és klinikai betétek, ahol a kiváló teljesítmény jelentős előfeltétel.
- Ellenállás magas hőmérsékleten
A PEEK nagyszerű termikus tulajdonságokkal rendelkezik, és akár 250 °C-os magas hőmérsékletet is elvisel, miközben mechanikai tulajdonságait megtartja. Ez lehetővé teszi, hogy indokolt legyen a magas hőmérsékletű alkalmazásokban való felhasználása.
3.Chemical ellenállás
Ez az anyag mélységesen ellenáll a kémiai és szintetikus vegyületeknek, például savaknak, lúgoknak és oldószereknek. Ez a tulajdonság garantálja a hosszú élettartamot és megbízhatóságot, valamint a szélsőséges vegyi környezetben való felhasználást.
4.Dimenzionális stabilitás
A PEEK még magas hőmérsékleten is megőrzi alakját és méretét, és kiváló méretstabilitással rendelkezik. Ez a fontos tulajdonsága alkalmassá teszi olyan alkalmazásokhoz, ahol a szűk tűrések és a méretpontosság elsődleges követelmény.
5.Wear és kopásállóság
A PEEK kiváló kopás- és kopásállósággal rendelkezik, és jó választás olyan alkalmazásokban, ahol az alkatrészek nagyfokú súrlódásnak, mozgásnak és kopásnak vannak kitéve. Ez a fontos tulajdonsága meghosszabbítja az olyan alkatrészek élettartamát, mint a perselyek, tömítések és szivattyúalkatrészek.
6.Biokompatibilitás
A PEEK-et az orvosi alkalmazásokban alkalmazzák, mivel biokompatibilis és bioinert. Ez azt jelenti, hogy nem reagál hátrányosan a biológiai szövetekre. Ennek mentén ezt használják a beültethető klinikai eszközökben, beleértve a sebészeti eszközöket, a fogászati betéteket és az ortopédiai eszközöket, ahol a biokompatibilitás alapvető fontosságú.
7.Low nedvesség felszívódása
A PEEK minimális nedvességet vesz fel, ezért párás vagy nedves környezetben is biztosítja a méretstabilitást és a következetes teljesítményt. Ez a tulajdonság különösen fontos az elektromos és elektronikus alkatrészek esetében.
8.Excellent szigetelési tulajdonságok
A PEEK nagyszerű elektromos védelmi tulajdonságokkal rendelkezik, ezért ideális elektronikai alkatrészekhez és szigetelő alkatrészekhez elektromos alkalmazásokban. Emellett magas hőmérsékleten is megőrzi ezeket a tulajdonságait.
9.Lightweight
A PEEK viszonylag könnyű és a fémekhez képest nagy szilárdságú. Ez az előny rendkívül hasznos az olyan vállalkozásokban, ahol a súlycsökkentés növelheti az üzemanyag-hatékonyságot és a nagy teljesítményt az autóiparban és a repülőgépiparban.
10.Könnyű feldolgozás
A PEEK fröccsöntése nagy pontosságot biztosít összetett geometriák esetén. Így jó méretpontosságot és felületi kidolgozottságot tesz lehetővé, így ideálisan alkalmazható bonyolult alkatrészekhez. Ezenkívül ez az eljárás nagy gyártási mennyiségeket is támogat egyenletes minőség mellett.
11.Flame ellenálló
A PEEk tűzálló tulajdonságokkal rendelkezik, továbbá tűz hatására rendkívül alacsony füst- és mérgező gázok keletkeznek belőle. Így olyan alkalmazásokban alkalmazható, ahol szigorú tűzvédelmi előírásokra van szükség, például a szállításban és az építőanyagokban.
12.Sugárzási ellenállás
A PEEK rendkívül ellenálló a sugárzással szemben, beleértve a gamma- és röntgensugarakat is. Így a klinikai területen és az atomiparban talál alkalmazásra, ahol a sugárzásnak való kitettség normális.
13.Környezeti stabilitás
A környezeti stabilitást és a környezeti tényezőket figyelembe véve a PEEK a környezeti feltételek széles skáláján megőrzi tulajdonságait. Ez magában foglalja a szélsőséges hőmérsékleteket, a sugárzást, valamint a vízzel vagy vegyi anyagokkal való érintkezést. Ez a stabilitás biztosítja a hosszú távú megbízhatóságot számos igényes alkalmazásban.
PEEK fröccsöntés Korlátozások
A PEEK (poliéter-éter-éter-keton) fröccsöntés, bár számos előnnyel jár, az alábbi korlátozásokkal rendelkezik:
1.High anyagköltség
A PEEK sok más hőre lágyuló műanyaghoz képest jelentősen drágább. Ez költségessé teheti a teljes gyártási folyamatot, különösen, ha a gyártás nagy mennyiségben történik.
2.Processing Kihívások
A PEEK feldolgozása során magas hőmérsékletre van szükség, általában valahol 350°C és 400°C között, ami speciális berendezéseket igényel, ami nagyobb energiafelhasználást okozhat.
- Nedvességérzékenység
A PEEk rendkívül érzékeny a nedvességre, ezért kezelés előtt megfelelően meg kell szárítani. A végtermék hibás lenne, ha a PEEK-et feldolgozás előtt nem szárítanák meg.
PEEK fröccsöntés Alkalmazások
Rendkívüli tulajdonságai miatt számos vállalkozásban használják. Íme néhány részletes alkalmazás a különböző ágazatokban:
1.Aerospace
- a) Szerkezeti elemek: Nagy szilárdság/súly aránya és hőstabilitása alkalmassá teszi a repülőgépek és rakéták alapanyagául szolgáló alkatrészekhez.
- b) Tömítések és csapágyak: Alacsony kopás- és súrlódási ellenállással rendelkezik olyan alkatrészekhez, mint a tömítések, csapágyak és perselyek, amelyeknek magas terhelést és hőmérsékletet kell elviselniük.
- c) Szigetelő alkatrészek: Ragyogó dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy alkalmas legyen a repülési alkalmazásokban használt elektromos szigetelő alkatrészekhez.
- Autóipar
- a) Motoralkatrészek: A motoralkatrészekhez vegyszerálló anyagra van szükség, amely a magas hőmérsékletnek is ellenáll. Ezért a PEEK-et fogaskerekek, tömítések és tömítések gyártására használják.
- b) Átviteli alkatrészek: Az erőátviteli részek PEEK-ből készülnek, mivel alacsony súrlódást és tartósságot biztosít.
- c) A motorháztető alatti alkalmazások: A PEEK-ből készült alkatrészek képesek elviselni a motorban uralkodó szélsőséges körülményeket, beleértve a magas hőmérsékletet és az autóipari folyadékoknak való kitettséget.
- Orvosi
- a) Implantátumok: Biokompatibilitása ésszerűvé teszi, hogy olyan betétekhez használják, mint a gerincfúziós készülékek, fogászati betétek és izomrészek.
- b) Sebészeti műszerek: A PEEK képes elviselni a folyamatos autoklávozást, amelyet a gondos, tisztítást igénylő eszközökhöz használnak.
- c) Orvostechnikai eszközök alkatrészei: Ezt különböző klinikai készülékalkatrészek készítésénél használják, tekintettel a kémiai ellenállóságára és méretstabilitására.
- Elektronika
- a) Csatlakozók és szigetelők: Kiváló dielektromos tulajdonságai és hőstabilitása kiválóan alkalmas elektromos csatlakozók és burkolatok gyártására.
- b) Félvezetőgyártó berendezések: Vegyszerekkel szembeni ellenálló képessége és jó mechanikai tulajdonságai előnyösek a félvezetőgyártó berendezések és gépek szigorú körülményei között.
- c) Kábelszigetelés: Ezenkívül nagy teljesítményű kábelszigeteléshez használják nagy igénybevételű alkalmazásokban.
- Olaj- és gázipari ágazat
- a) Tömítések és tömítések: A PEEK ellenáll a vegyi anyagoknak és a magas hőmérsékletnek. Ez teszi alkalmassá az olaj- és gázfeltárásban és -kitermelésben használt tömítésekhez, tömítésekhez és szelepülésekhez.
- b) Lefelé irányuló komponensek: Mechanikai szilárdsága és szélsőséges körülményekkel szembeni ellenálló képessége miatt használják fúrólyuk alatti alkatrészekben.
- Ipari alkalmazások
- a) Szivattyú alkatrészek: A PEEK kémiai ellenállósága és tartóssági tulajdonságai indokolttá teszik a szifonok és fúvók alkatrészeinek túlnyomó többségét.
- b) Kopó alkatrészek: Ugyancsak nagy kopás esetén használják olyan alkatrészeknél, mint a fogaskerekek, perselyek és csapágyak.
Vegyipari feldolgozó berendezések: Számos szintetikus vegyülettől való védelme miatt a vegyi feldolgozó berendezések különböző alkatrészeihez használható.
7.Élelmiszer-ágazat
- a) Élelmiszer-feldolgozó berendezések: A PEEK-ből készült alkatrészek ellenállnak a magas hőmérsékletnek, az élelmiszersavaknak és a tisztító vegyszereknek. Ezt követően ezeket az alkatrészeket élelmiszer-feldolgozó berendezésekben használják.
- b) Csomagológépek: A PEEK-ből készült alkatrészek jó mechanikai szilárdsággal és vegyi ellenállással rendelkeznek, és a csomagológépekben használják őket.
- 3D nyomtatás
Nagy teljesítményű prototípusok: Ezt 3D nyomtatáshoz is használják. A nagy szilárdságot és hőstabilitást igénylő prototípusok és végfelhasználói termékek készülnek belőle.
- Fogyasztási cikkek
- a) Csúcskategóriás sportfelszerelések: Könnyű súlya és nagy szilárdsága miatt ideális a legjobb kültéri kellékek, például kerékpáralkatrészek és ütőkeretek gyártásához.
- b) Tartós szórakoztató elektronika: Sok tartós fogyasztói elektronikai alkatrész készül belőle.
Következtetés
A csúcsminőségű hőre lágyuló alkatrészek PEEK fröccsöntéssel készülnek. Ez a módszer nagyon hatékonyan biztosítja a mechanikai szilárdság, a kémiai ellenállás és a nagy hőstabilitás figyelemre méltó tulajdonságait. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező termékek később olyan vállalatoknál találnak alkalmazást, mint a repülés, a klinika, az autóipar és az elektronika.
A továbbfejlesztett fröccsöntési folyamat figyelembe veszi az összetett és pontos termékek létrehozását, fenomenális ismételhetőséggel és elhanyagolható anyaghulladékkal. A legjobb eredmények elérése érdekében rendkívül alapvető fontosságú a kezelési határok, például a hőmérséklet, a nyomás és a hűtési sebesség szabályozása.A PEEk kivételes tulajdonságainak felhasználásával, egy szervezett fröccsöntési folyamat révén, formagyártók kiváló minőségű alkatrészeket tud létrehozni, amelyek megfelelnek a rendkívüli megjelenési és szilárdsági irányelveknek.
