Polieter eter keton, olağanüstü mukavemet ve esneklik ile elit termoplastik performansa sahip yarı cam benzeri bir polimerdir. Yaklaşık 343°C'lik yüksek erime noktası ile biyouyumludur ve mükemmel mekanik, termal ve kimyasal özelliklere sahiptir. PEEK enjeksiyon kalıplama yüksek mukavemet-ağırlık oranına, mükemmel boyutsal kararlılığa, aşınma direncine ve yorulma direncine sahiptir. Poli Aril Eter Keton (PAEK) grubuna ait olup, basamaklı polimerizasyon prosesi ile üretilmektedir. Bu termoplastik birçok sentetik ve kimyasal maddeye karşı olmasına rağmen, aynı zamanda birkaç asit onu korozyona uğratabilir.
Ek olarak, daha az UV muhalefeti taşır, ancak zahmetsizce dezenfekte edilebilir ve yüksek aşınma direnci sunar. Bu yöntem, polieter eter ketondan kaliteli plastik parçalar yapmak için kullanılır. Bu işlem, yüksek boyutsal doğruluğa, yüksek mukavemete, sertliğe, mükemmel mekanik özelliklere ve biyouyumluluğa sahip parçalar üretir. Bu parçalar aynı zamanda cerrahi ekipmanlar ve uçak motorları için yüksek sıcaklık contaları, gaz ve petrol sektörü, otomotiv ve elektronik aletler gibi temel sektörlerde de uygulama alanı bulmaktadır.
PEEK Enjeksiyon Kalıplama Süreci
Bu işlem, bu yüksek performanslı termoplastik malzemeden parçalar yapmak için kullanılan oldukça mekanize bir yöntemdir. Bu yöntem PEEK peletlerinin eritilmesini ve sıvı malzemenin yüksek basınçta bir kalıp boşluğuna enjekte edilmesini içerir. Bundan sonra kalıp soğutulur ve katılaşmış parça kalıptan çıkarılır. Bu süreç, karmaşık tasarımlı, hassas ve tekrarlanabilir parçaların yüksek derecede doğruluk ve tutarlılıkla üretilmesine izin verir.
Bu süreç aşağıdaki ana adımlardan oluşmaktadır.
Malzeme Hazırlama
PEEK'in havadaki nemi emmeye eğilimli olmasını sağlayan higroskopik yapısı göz önüne alındığında bu çok önemli bir adımdır. Daha sonra bu, kalıplama işlemi sırasında kusurların oluşmasına yol açabilir. Bunun olmasını önlemek için reçine işlenmeden önce iyice kurutulmalıdır. Genel olarak kurutma, reçinenin 3 ila 4 saatlik bir süre boyunca yaklaşık 150°C sıcaklığa kadar ısıtılmasını içerir.
- Enjeksiyon Kalıplama Makinesi Kurulumu
- a) Makine Seçimi: Süreci sorunsuz bir şekilde yürütmek için yüksek sıcaklığa dayanma kabiliyetine sahip sağlam bir enjeksiyon kalıplama makinesi gereklidir. Makine, PEEK'in aşındırıcı doğasını göz önünde bulundurarak korozyona dayanıklı parçalara sahip olmalıdır. PEEK'in aşındırıcı yapısı makine parçalarındaki aşınmayı artırmaya başlayabilir, bu nedenle makinelerin bakımı ve aşınmaya dayanıklı malzeme kullanımı gerekli hale gelir.
- b) Namlu Sıcaklığı: Düzgün çalışması ve optimum çıktı elde edilmesi için kontrol edilmesi gereken çok kritik bir parametredir. Kullanılan PEEK sınıfı göz önünde bulundurularak, enjeksiyon kalıplama makinesinin namlusunun sıcaklığı 360°C ila 400°C arasında ayarlanır.
- c) Kalıp Sıcaklığı: Kalıp sıcaklığı da uygun kristalleşmeyi elde etmek için çok önemli bir parametredir. Uygun yapıyı elde etmek için sıcaklık 160°C ila 200°C arasında tutulur.
- Kalıp Tasarımı
Malzeme Akışı: Kalıp tasarımı çok önemli bir faktördür, bu nedenle kalıp PEEK'in yüksek viskozitesini karşılayacak şekilde tasarlanmalıdır. Uygun malzeme akışını sağlamak ve kusurları önlemek için kapı tasarımı, yolluk sistemleri ve havalandırma gibi temel faktörler göz önünde bulundurulmalıdır.
Termal Yönetim: Eşit sıcaklıkları korumak ve döngü sürelerini azaltmak için kalıp içinde uygun soğutma kanalları gereklidir.
- Enjeksiyon İşlemi
Enjeksiyon Aşaması: Bu aşamada ısıtılmış PEEK yüksek basınç altında kalıp boşluğuna enjekte edilir. PEEK'in yüksek viskozitesi nedeniyle, basınçlar tipik olarak 100 ila 200 MPa (14500 ila 29000 psi) arasında değişir.
Paketleme ve Bekletme: İlk aşama tamamlandıktan ve ilk enjeksiyon gerçekleştirildikten sonra, malzemeyi kalıp boşluğuna paketlemek için ek basınç uygulanır, böylece parçanın tamamen şekillendirilmesi ve boşluksuz olması sağlanır. Ayrıca, bu bekletme aşaması, soğudukça büzülme nedeniyle malzeme eksikliğini de telafi eder.
Soğutma: Bu adım, nihai sonucun kristalliğini ve mekanik özelliklerini etkilediği için büyük önem taşır. Bu aşamada kalıp ve parça fırlatılmadan önce yeterince soğutulmalıdır. Bununla birlikte, soğutma süresi parçanın kalınlığına ve karmaşıklığına bağlı olarak değişir, çünkü daha kalın ve daha karmaşık parçalar bu aşamanın tamamlanması için daha fazla zaman gerektirecektir. Ayrıca, PEEK parçalarının kalitesini korumak için kalıplama parametrelerinin tutarlı bir şekilde izlenmesi gereklidir. Çünkü sıcaklık, basınç veya soğutma hızları gibi parametrelerdeki sapmalar kusurlu parçalara neden olabilir
- Parça Fırlatma
Fırlatma Sistemi: Bu aşamada, parça tamamen katılaştıktan ve yeterince soğuduktan sonra kalıp açılır ve parça dışarı atılır. Ejeksiyon işleminin PEEK'in sertliği göz önünde bulundurularak dikkatli bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekir. Sistemler, fırlatılan parça üzerindeki gerilimi sınırlayacak şekilde planlanmalıdır.
- İşlem Sonrası
- a) Muayene: Kalıplamadan sonra parçalar incelenir ve kaliteyi garanti altına almak için çarpıklık, boşluklar veya eksik dolgu gibi kusurlara karşı kontrol edilir.
- b) Tavlama: Genellikle kalıplanmış PEEK parçaları, iç gerilimleri hafifletmek ve boyutsal kararlılığı artırmak için bir tavlama ısıl işleminden geçer. Bu döngü, parçaların belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılmasını ve daha sonra kontrollü bir hızda soğutulmasını içerir.
PEEK Enjeksiyon Kalıplamanın Faydaları
PEEK enjeksiyon kalıplama, aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli avantajlara sahiptir:
1. Mükemmel Mekanik Özellikler
Yüksek mukavemet, sertlik ve dayanıklılık gibi üstün mekanik özelliklere sahiptir. Bu da onu üstün performansın önemli bir ön koşul olduğu dişliler, rulmanlar ve klinik kesici uçlar gibi uygulamalar için iyi bir seçim haline getirir.
- Direnç Yüksek Sıcaklıkta
PEEK mükemmel termal özelliklere sahiptir ve mekanik özelliklerini korurken 250°C'ye kadar yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Bu, yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanım için makul olmasını sağlar.
3. Kimyasal Direnç
Bu malzeme asitler, bazlar ve çözücüler gibi kimyasal ve sentetik bileşiklere karşı son derece dayanıklıdır. Bu özellik, uzun ömür ve güvenilirliği ve aşırı kimyasal ortamlarda kullanılmasını garanti eder.
4. Boyutsal Kararlılık
PEEK, yüksek sıcaklıklarda bile şeklini ve boyutunu korur ve mükemmel boyutsal kararlılığa sahiptir. Bu önemli özellik, sıkı toleransların ve boyutsal doğruluğun birincil gereksinim olduğu uygulamalar için uygun olmasını sağlar.
5. Aşınma ve Yıpranma Direnci
PEEK olağanüstü aşınma ve aşınma direnci taşır ve parçaların yüksek düzeyde sürtünme, hareket ve aşınmaya maruz kaldığı uygulamalarda kullanılmak için iyi bir seçenektir. Bu önemli özellik burçlar, contalar ve pompa bileşenleri gibi parçaların ömrünü uzatır.
6. Biyouyumluluk
PEEK, biyouyumlu ve biyoinert olduğu için tıbbi uygulamalarda kullanım alanı bulur. Bu, biyolojik dokularla olumsuz etkileşime girmediği anlamına gelir. Bu doğrultuda, biyouyumluluğun temel olduğu cerrahi aletler, diş ekleri ve ortopedik cihazlar dahil olmak üzere implante edilebilir klinik cihazlarda kullanılır.
7. Düşük Nem Emme
PEEK minimum nem emer ve bunun sonucunda nemli veya ıslak ortamlarda boyutsal kararlılık ve tutarlı performans sağlar. Bu özellik özellikle elektrikli ve elektronik bileşenler için çok önemlidir.
8. Mükemmel Yalıtım Özellikleri
PEEK mükemmel elektrik koruma özelliklerine sahiptir, bu da onu elektronik parçalar ve elektrik uygulamalarındaki yalıtım parçaları için ideal kılar. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda bile bu özelliklerini korur.
9.Hafif
PEEK nispeten hafiftir ve metallere kıyasla yüksek mukavemete sahiptir. Bu avantaj, ağırlığın azaltılmasının yakıt verimliliğini ve otomotiv ve havacılık endüstrisinde yüksek performansı artırabileceği girişimlerde son derece kazançlıdır.
10. İşlem Kolaylığı
PEEK enjeksiyon kalıplama, karmaşık geometrilerle uğraşırken yüksek hassasiyet sunar. Bu nedenle, iyi boyutsal doğruluk ve yüzey kalitesi sağlar, bu da karmaşık parçalar için kullanılmasını ideal hale getirir. Ayrıca, bu süreç tutarlı kalitede yüksek üretim hacimlerini de destekler.
11. Aleve Dayanıklı
PEEk yangına dayanıklı özelliklere sahiptir ve ayrıca yangına maruz kaldığında son derece düşük derecede duman ve zehirli gazlar oluşturur. Bu nedenle, ulaşım ve yapı malzemeleri gibi katı yangın güvenliği standartlarının gerekli olduğu uygulamalar için uygundur.
12. Radyasyon Direnci
PEEK, gama ışınları ve X ışınları da dahil olmak üzere radyasyona karşı son derece dayanıklıdır. Bu nedenle, radyasyona açıklığın normal olduğu klinik alanda ve atom endüstrisinde uygulamalarını bulur.
13. Çevresel Kararlılık
Çevresel kararlılık ve çevresel faktörler göz önüne alındığında PEEK, çok çeşitli çevresel koşullarda özelliklerini korur. Buna aşırı sıcaklıklar, radyasyon ve su veya kimyasallara maruz kalma dahildir. Bu kararlılık, çok sayıda zorlu uygulamada uzun vadeli güvenilirlik sağlar.
PEEK Enjeksiyon Kalıplama Sınırlamaları
PEEK (Polieter Eter Keton) enjeksiyon kalıplama, çok sayıda avantaj sunarken aşağıdaki gibi bazı sınırlamalara sahiptir:
1. Yüksek Malzeme Maliyeti
PEEK, diğer birçok termoplastikle karşılaştırıldığında önemli ölçüde pahalıdır. Bu durum, özellikle üretim büyük ölçekli olduğunda, genel üretim sürecini maliyetli hale getirebilir.
2. İşleme Zorlukları
PEEK işlendiğinde, normalde 350°C ve 400°C aralığında yüksek sıcaklıklar gerektirir ve bu da daha fazla enerji kullanımına neden olabilecek özel ekipman gerektirir.
- Neme Karşı Hassasiyet
PEEK neme karşı son derece hassastır, bu nedenle işlemden önce uygun şekilde kurutulmalıdır. PEEK işlenmeden önce kurutulmazsa nihai ürün kusurlu olacaktır.
PEEK enjeksiyon kalıplama Uygulamaları
Olağanüstü özellikleri nedeniyle çeşitli işletmelerde kullanılmaktadır. İşte farklı sektörlerdeki bazı ayrıntılı uygulamalar:
1.Havacılık ve Uzay
- a) Yapısal Bileşenler: Yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve termal kararlılığı, uçak ve roketlerdeki temel parçalar için uygun olmasını sağlar.
- b) Contalar ve Rulmanlar: Yüksek yüklere ve sıcaklıklara dayanması gereken contalar, rulmanlar ve burçlar gibi parçalar için düşük ve aşınma ve sürtünme direncine sahiptir.
- c) İzolasyon Parçaları: Havacılık uygulamalarındaki elektrik yalıtım parçaları için uygun olmasını sağlayan parlak dielektrik özelliklere sahiptir.
- Otomotiv
- a) Motor Bileşenleri: Motor parçaları, yüksek sıcaklığa da dayanabilen kimyasallara dayanıklı malzeme gerektirir. Bu nedenle PEEK dişliler, contalar ve keçeler üretmek için kullanılır.
- b) Şanzıman Parçaları: Şanzıman parçaları, düşük sürtünme ve dayanıklılık sağladığı için PEEK'ten yapılır.
- c) Kaput Altı Uygulamaları: PEEK'ten yapılan parçalar, yüksek sıcaklıklar ve otomotiv sıvılarına maruz kalma dahil olmak üzere motordaki aşırı koşullara dayanabilir.
- Tıbbi
- a) İmplantlar: Biyouyumluluğu, spinal füzyon aletleri, diş ekleri ve kas parçaları gibi ekler için kullanılmasını makul kılar.
- b) Cerrahi Aletler: PEEK, temizlik gerektiren dikkatli aletler için kullanılan sürekli otoklavlamaya dayanma kapasitesine sahiptir.
- c) Tıbbi Cihaz Bileşenleri: Bu, kimyasal direnci ve boyutsal kararlılığı nedeniyle çeşitli klinik cihaz parçalarının oluşturulmasında kullanılır.
- Elektronik
- a) Konnektörler ve İzolatörler: Olağanüstü dielektrik özellikleri ve termal kararlılığı, elektrik konektörleri ve kılıfları üretmek için mükemmeldir.
- b) Yarı İletken Üretim Ekipmanları: Kimyasallara karşı dirençli olması ve iyi mekanik özelliklere sahip olması, yarı iletken üreten ekipman ve makinelerin zorlu koşullarında avantajlıdır.
- c) Kablo İzolasyonu: Ayrıca yüksek talep gören uygulamalarda yüksek performanslı kablo yalıtımı için de kullanılır.
- Petrol ve Gaz Sektörü
- a) Contalar ve Contalar: PEEK, kimyasallara ve yüksek sıcaklıklara dayanma özelliklerine sahiptir. Bu, onu petrol ve gaz arama ve çıkarma işlemlerinde kullanılan contalar, contalar ve valf yuvaları için uygun hale getirir.
- b) Kuyu İçi Bileşenler: Mekanik mukavemeti ve aşırı koşullara dayanma kabiliyeti nedeniyle kuyu içi bileşenlerde kullanılır.
- Endüstriyel Uygulamalar
- a) Pompa Bileşenleri: PEEK'in kimyasal direnç ve dayanıklılık özellikleri, sifon ve üfleyicilerdeki parçaların büyük çoğunluğu için makul olmasını sağlar.
- b) Aşınma Parçaları: Aynı şekilde pinyon çarkları, burçlar ve rulmanlar gibi parçalar için yüksek aşınma koşullarında kullanılır.
Kimyasal İşleme Ekipmanları: Birçok sentetik bileşiğe karşı koruması, kimyasal işleme ekipmanındaki çeşitli parçalar için makul olmasını sağlar.
7. Gıda Sektörü
- a) Gıda İşleme Ekipmanları: PEEK'ten üretilen bileşenler yüksek sıcaklıklara, gıda asitlerine ve temizlik kimyasallarına dayanma özelliğine sahiptir. Daha sonra bu bileşenler gıda işleme ekipmanlarında kullanılır.
- b) Paketleme Makineleri: PEEK'ten yapılan bileşenler iyi mekanik mukavemete ve kimyasal dirence sahiptir ve paketleme makinelerinde kullanılır.
- 3D Baskı
Yüksek Performanslı Prototipler: 3D baskı için de kullanılır. Yüksek mukavemet ve termal stabilite gerektiren prototipler ve son kullanım ürünleri üretilir.
- Tüketim Malları
- a) Üst Düzey Spor Ekipmanları: Hafif ve yüksek mukavemetli olma özellikleri, bisiklet parçaları ve raket çerçeveleri dahil olmak üzere birinci sınıf dış mekan malzemeleri üretmek için idealdir.
- b) Dayanıklı Tüketici Elektroniği: Dayanıklı olan birçok tüketici elektronik bileşeni ondan üretilmektedir.
Sonuç
Birinci sınıf performansa sahip termoplastik bileşenler PEEK'in enjeksiyon kalıplamasından üretilir. Bu yöntem, mekanik mukavemet, kimyasal direnç ve yüksek termal stabilite gibi olağanüstü özelliklerin kazandırılmasında çok etkilidir. Daha sonra bu özellikleri taşıyan ürünler havacılık, klinik, otomotiv ve elektronik gibi işletmelerde uygulama alanı bulur.
Geliştirilmiş enjeksiyon kalıplama süreci, olağanüstü tekrarlanabilirlik ve ihmal edilebilir malzeme israfı ile karmaşık ve doğru ürünlerin oluşturulmasını dikkate alır. En iyi sonuçları elde etmek için, sıcaklık, basınç ve soğutma oranları gibi işleme sınırlarını kontrol etmek son derece önemlidir.PEEk'in olağanüstü özelliklerini organize bir enjeksiyon kalıplama işlemi ile kullanarak, kalıp üreticileri olağanüstü sunum ve mukavemet kurallarını karşılayan birinci sınıf parçalar oluşturabilir.
