Quais são as diretrizes para moldagem por injeção de PEEK?

 

Propriedades, características e aplicações do PEEK  

Os desenvolvedores de produtos e engenheiros muitas vezes se sentem sobrecarregados pela quantidade de plásticos para moldagem por injeção que precisam escolher para encontrar o material ideal para a fabricação.

Existem milhares de variações de plástico disponíveis, desde plásticos comuns do dia a dia até polímeros de alto desempenho usados em ambientes operacionais muito exigentes. Na Ming-Li, temos mais de 40 resinas em estoque para você escolher e dedicamos especial atenção à consultoria de nossos clientes na seleção de materiais.

Dentre o pequeno número de polímeros de alto desempenho, a família PAEK (Poli-aril-éter-cetona) lidera o caminho e, dentre eles, o PEEK (Poli-éter-éter-cetona) é o mais popular.

Eis o motivo: muitos polímeros de alto desempenho atendem a um ou dois requisitos, como a capacidade de suportar temperaturas extremas ou exposição a produtos químicos. No entanto, a maioria deles fica aquém das expectativas em relação a outras exigências, como resistência ao desgaste ou resistência mecânica.

O PEEK, no entanto, possui várias dessas propriedades, incluindo resistência mecânica, resistência ao desgaste, resistência ao calor e resistência química. É facilmente processado e reciclável.

Suas outras propriedades incluem isolamento elétrico, resistência à corrosão e alta pureza.

E como o PEEK pode ser produzido em massa por moldagem por injeção sem envolver a usinagem de metais e a cura de termofixos, há menos etapas de processamento. Isso resulta em vantagens de tempo e custo.

O PEEK geralmente apresenta desempenho superior ao metal quando utilizado em ambientes agressivos. Isso o torna uma escolha popular na fabricação de componentes aeroespaciais e automotivos, dispositivos médicos, peças de máquinas, semicondutores e equipamentos elétricos e eletrônicos.

 

Exemplos de componentes PEEK:  

• Automotivo: Peças de motor, peças de transmissão de velocidade variável, peças de direção, componentes de freio.
• Equipamentos de escritório: Garras para copiadoras, rolamentos especiais resistentes ao calor, correntes, engrenagens.
• Dispositivos médicos: peças de endoscópio e produtos de limpeza dentária, implantes, dispositivos cirúrgicos, próteses articulares.
• Aeroespacial: Isoladores e isoladores elétricos, conectores de bateria, alojamentos de luzes externas, juntas, vedações, acessórios, suportes, braçadeiras e isolamento termoacústico.

Aqui está o que nossos especialistas da Ming-Li acham que você deve saber sobre o PEEK para ajudá-lo a decidir se é o material certo para suas necessidades.

 

Propriedades do plástico PEEK

O PEEK é um material semicristalino e opaco pertencente à família de polímeros policetona, também conhecida como PAEK, que compreende grupos moleculares arila, éter e cetona. As porções arila e cetona conferem ao PEEK rigidez e resistência, o que significa bom desempenho mecânico e um alto ponto de fusão. O grupo éter no PEEK proporciona flexibilidade (tornando-o resistente) e o torna não reativo (proporcionando resistência à exposição química).

Vamos analisar mais de perto suas propriedades, seu comportamento e a influência que exerce na seleção de materiais em diversos setores industriais:

• Alta resistência ao calor . Testes mostram que o PEEK possui um alto ponto de fusão de 341 °C, uma alta temperatura de transição vítrea de 143 °C e uma temperatura de uso contínuo de até 260 °C. Isso levou ao seu amplo uso em ambientes termicamente agressivos, como nas indústrias de petróleo e gás e automotiva.
• Resistência química e à corrosão . O PEEK é altamente resistente à água e a muitos solventes (mesmo quando submetido a eles em condições de vapor de alta temperatura e alta pressão). Portanto, ele pode suportar condições quimicamente agressivas na indústria de petróleo e gás — em tubulações submarinas, engrenagens e máquinas. Também pode resistir a combustível de aviação, fluidos hidráulicos e agentes descongelantes na indústria aeroespacial.
• Resistência ao desgaste. Testes mostram que o PEEK é mais durável do que muitos outros polímeros e até mesmo alguns metais. O PEEK suporta altas cargas em temperaturas elevadas sem deformação permanente, também conhecida como fluência. Ele também possui um baixo coeficiente de atrito, o que significa menos desgaste, ruído, vibração e emissões. Isso o torna um excelente material para uso em peças automotivas. Outra medida de desgaste é a fadiga resultante de pressão e tensão repetidas, e o PEEK também apresenta um desempenho excepcional nesse quesito. Além disso, ele é mais leve do que metais comparáveis, o que o torna popular nas indústrias automotiva e aeroespacial, pois melhora a eficiência energética dos veículos. Sua excepcional resistência ao desgaste também torna o PEEK muito valioso na produção de implantes médicos.
• Biocompatibilidade . O PEEK não é prejudicial nem tóxico para o tecido vivo e pode apresentar desempenho consistente dentro do corpo humano por longos períodos. Essa característica o torna popular para uso em componentes e implantes de dispositivos médicos. No entanto, devido à sua estrutura química biologicamente inerte, o PEEK apresenta baixa capacidade de adesão ao tecido ósseo implantado in vivo.
• Resistência à tração. Quando reforçados com fibras de carbono, os materiais à base de PEEK podem atingir uma resistência à tração de 29.000 psi a até 299 °C. Isso os torna uma opção mais resistente e rígida do que náilons, acetal (polioximetileno ou POM), poliésteres e policarbonatos.
• Baixa inflamabilidade. O PEEK, que possui classificação de inflamabilidade UL 94 V-0, resiste à combustão até quase 600 °C. Além disso, emite pouca fumaça mesmo quando submetido a temperaturas extremas. Essa é uma das razões pelas quais é comumente utilizado na fabricação de peças para aeronaves comerciais.
• Bom isolamento. O PEEK possui alta resistividade volumétrica e superficial, mantendo um bom desempenho de isolamento mesmo sob variações significativas de temperatura e condições ambientais.
• Reciclável . As moléculas de PEEK são muito estáveis, permitindo que sejam reprocessadas diversas vezes sem que suas propriedades sejam afetadas. Isso possibilita aos fabricantes reduzir os custos de gerenciamento de resíduos e atingir metas de sustentabilidade.

 

Quais são os tipos de plástico PEEK?

O PEEK é apresentado em cinco graus de qualidade, com base na composição e nas variações de propriedades que influenciam as aplicações para as quais é mais adequado:

1. O PEEK sem carga não é reforçado com nenhum outro material e é a versão mais básica desse polímero. É o tipo mais resistente a produtos químicos.

2. O PEEK reforçado com fibra de carbono possui 30% de fibras com carga de carbono adicionadas à sua composição, sendo o tipo mais resistente e rígido. Além disso, é 7% mais leve que o PEEK reforçado com fibra de vidro.

3. O PEEK reforçado com fibra de vidro possui 30% de fibra de vidro em sua composição, sendo mais resistente e rígido do que o PEEK sem reforço. Além disso, oferece excelente isolamento elétrico e térmico.

4. O rolamento em PEEK é preenchido com 20% de PTFE e reforçado com carbono e grafite para reduzir o coeficiente de atrito, oferecendo maior resistência ao desgaste e melhor capacidade de dissipação de calor por atrito.

5. PEEK dissipativo de estática, detectável por metais e por raios X, além de modelos personalizados . Esses tipos de PEEK foram criados para atender aos requisitos específicos dos clientes para uma ou mais aplicações. Por exemplo, o PEEK dissipativo de estática é projetado para ser usado com segurança em atmosferas onde são necessários materiais não condutores.

 

Considerações especiais para moldagem por injeção de PEEK

Embora o PEEK apresente muitas vantagens em termos de desempenho, seu uso também traz alguns desafios.

• Preço elevado. O PEEK custa mais do que os plásticos de engenharia padrão.
• A rigidez do PEEK pode significar que certos níveis de contorno podem ser difíceis ou impossíveis de alcançar.
• Dependendo do tipo, o PEEK pode vir impregnado com alguns ácidos, como o ácido sulfúrico concentrado, o ácido nítrico ou o ácido crômico. Isso o torna menos adequado para certas aplicações.
• O PEEK possui baixa resistência à luz UV, mas essa fragilidade pode ser compensada pela adição de um aditivo de carbono à formulação do material, conferindo-lhe resistência aos raios UV.

 

O PEEK é o melhor material para as suas necessidades?

Se você busca uma solução em material para moldagem por injeção que equilibre suas necessidades de desempenho, orçamento e objetivos ambientais e de sustentabilidade, o PEEK estará no topo da lista (ou muito perto disso!).

Mas será que é para você?

Embora o PEEK permita fabricar peças mais leves, resistentes e com maior resistência química, que duram mais tempo, é preciso avaliar o retorno do investimento que esse material proporcionará, considerando seu custo adicional. Conversar com um especialista em seleção de materiais da Ming-Li ajudará você a tomar essa decisão. Orientaremos você em um processo eficiente de design e fabricação que permitirá que até mesmo seus produtos mais complexos cheguem ao mercado em poucas semanas.

Ming-Li irá:

✓ Oferecemos uma variedade de opções de materiais plásticos.

✓ Orientá-lo na avaliação dessas opções de materiais com base nas necessidades da sua aplicação.

✓ Trabalhe de acordo com as melhores práticas para garantir que você projete e lance seu produto no mercado com sucesso.

Se você precisa de ajuda com um projeto, envie-o aqui e nossa equipe terá prazer em fornecer consultoria especializada.

Sobre Ming-Li

Fundada em 1983, a Ming-Li Precision é uma empresa inovadora em manufatura digital sob demanda e continua liderando os avanços em moldagem por injeção e prototipagem rápida. Sabemos o que é preciso para entregar um produto de alta qualidade, dentro do prazo e do orçamento. A Ming-Li foi projetada para ser ágil, conta com uma equipe de especialistas em moldagem por injeção e adota uma abordagem centrada na engenharia em tudo o que fazemos. Dezenas de milhares de desenvolvedores de produtos e engenheiros de nossos clientes confiam na Ming-Li para dar vida aos seus projetos.

Saiba mais sobre o que a Ming-Li pode fazer por você aqui .

Tem alguma dúvida? Entre em contato com nossa equipe de vendas aqui .