Attrezzatura: Macchine per stampaggio a iniezione standard

Il PEEK può essere stampato su macchine per stampaggio a iniezione standard fornite dalla maggior parte dei principali produttori di macchine. A seconda del grado di PEEK che si intende stampare, le temperature di lavorazione sul cilindro di stampaggio a iniezione saranno comprese tra 350 °C e 400 °C (662 °F e 752 °F). Queste temperature possono essere raggiunte sulla maggior parte delle macchine per stampaggio a iniezione standard con riscaldatori del cilindro senza la necessità di modifiche. Se sono necessarie modifiche, queste riguardano solitamente le fasce riscaldanti o le termocoppie/i regolatori. Consigliamo di utilizzare fasce riscaldanti in ceramica, poiché garantiscono la massima uniformità di lavorazione. Inoltre, si consiglia di utilizzare coperture per cilindri, poiché forniscono isolamento termico, con il vantaggio di un risparmio energetico. Una vite multiuso è efficace. Si consiglia di evitare rame e leghe di rame (a contatto con la massa fusa). Tutti i componenti metallici devono essere lisci e lucidati a specchio per evitare blocchi.

L'importanza dell'essiccazione del polimero PEEK

I pellet di PEEK vengono forniti nominalmente asciutti, ma possono assorbire umidità dall'atmosfera. Nella nostra letteratura scientifica, forniamo alcune indicazioni sull'essiccazione. In breve, suggeriamo di essiccare i pellet su vassoi in forni circolari per 2-3 ore a 150-160 °C (302-320 °F) o, in alternativa, di essiccarli per tutta la notte. L'obiettivo è/dovrebbe essere quello di ridurre il contenuto di umidità residua a <0,02%. È possibile utilizzare anche essiccatori deumidificatori o essiccatori ad adsorbimento, che devono essere in grado di mantenere un punto di rugiada o una temperatura di saturazione di -40 °C (-40 °F).

La pulizia è fondamentale

Durante la lavorazione del PEEK, è necessario evitare qualsiasi contaminazione. La maggior parte degli altri polimeri si degrada alle temperature di lavorazione del PEEK, pertanto è fondamentale iniziare con forni di essiccazione, tramogge, macchine per stampaggio a iniezione e qualsiasi altro contenitore utilizzato per contenere canali di colata o componenti puliti. Estrarre le viti e pulire e spazzolare accuratamente il cilindro e la vite prima di iniziare a stampare il PEEK. Verificare la presenza di eventuali blocchi nelle tramogge. Il rimacinato può essere una grande fonte di contaminazione e si consiglia di utilizzare attrezzature dedicate per la rimacinazione dei materiali PEEK. Qualsiasi contaminazione durante il processo di stampaggio a iniezione si manifesterà come macchie nere sul componente finale.

Utilizzare i cancelli più grandi possibili

Il PEEK predilige i punti di iniezione di grandi dimensioni. Le dimensioni dei punti di iniezione dipendono dal volume del pezzo, dal numero di cavità e dalla geometria del componente. Il PEEK è un polimero semicristallino e presenta un ritiro molto più elevato rispetto a un termoplastico amorfo. Inoltre, il raffreddamento da una temperatura di lavorazione molto più elevata a quella ambiente causa un ritiro maggiore rispetto ai polimeri lavorati a temperature più basse. L'utilizzo di punti di iniezione più grandi possibili consentirà di riempire completamente il componente. In Victrex, applichiamo una regola generale chiamata "regola dei 2/3" per lo spessore massimo della sezione del componente. A seconda del grado di PEEK che si intende stampare, questo potrebbe essere un minimo di 1 mm (0,04 pollici) per il PEEK non caricato e 2 mm (0,08 pollici) per i composti. I tipi di punti di iniezione più comunemente utilizzati sono quelli a linguetta, laterali o a ventaglio. I punti di iniezione sottomarini o a tunnel possono essere presi in considerazione per pareti molto sottili o pezzi di piccole dimensioni, ma tendono a causare congelamenti durante lo stampaggio di pezzi più grandi.

Buon controllo della temperatura

La temperatura dello stampo è fondamentale per ottenere un componente semicristallino che possa sfruttare appieno le proprietà uniche del PEEK. Diamo un'occhiata ad alcuni componenti che non vengono stampati correttamente.

Le sezioni marroni sono in PEEK amorfo, mentre le sezioni beige sono in PEEK semicristallino. Per stampare con successo il PEEK e i suoi composti, è necessario essere in grado di mantenere la temperatura dello stampo tra 170 °C e 200 °C (170 °F - 392 °F), per evitare il raffreddamento per tempra fino allo stato amorfo, a seconda del grado da stampare. È importante notare che questa non dovrebbe essere solo la temperatura impostata sullo stampo, ma anche la temperatura superficiale dello stampo. Questo può essere ottenuto utilizzando riscaldatori elettrici per parti più piccole e riscaldatori a olio con linee di flusso isolate per dimensioni di iniezione maggiori o utensili con anime grandi/profonde. Si consiglia di utilizzare pannelli isolanti tra lo stampo e il piano della macchina, nonché di riempire l'utensile con isolante termico per una distribuzione uniforme della temperatura in tutto lo stampo.

In sintesi, sono molti gli altri fattori che incidono sul successo dello stampaggio del PEEK, ma i cinque sopra descritti rappresentano una buona introduzione a ciò che è importante quando si inizia a stampare il PEEK.

1. Per stampare il PEEK è possibile utilizzare le normali attrezzature di stampaggio.
2. Asciugare bene i pellet PEEK prima di iniziare il processo di stampaggio.
3. Mantenere il processo pulito: qualsiasi contaminazione potrebbe causare problemi durante il processo di stampaggio.
4. Utilizza cancelli di grandi dimensioni per riempire adeguatamente lo stampo e imballare il componente.
5. Avere un buon controllo sulla temperatura dello stampo per garantire componenti PEEK semicristallini.

INFORMAZIONI SULL'AUTRICE: Carin Burger è una scienziata dei materiali che lavora presso Victrex da 14 anni. Ha esperienza in R&S e servizi tecnici e apprezza il suo lavoro come parte del team di assistenza tecnica, collaborando con i clienti per risolvere i loro problemi e fornendo supporto nella progettazione, nella lavorazione e nella produzione.   E-mail: cburger@victrex.com ; Telefono: +(44) 1253 897700. Per saperne di più, visita www.victrex.com .