Каковы руководящие принципы литья под давлением PEEK?

 

Свойства, характеристики и области применения полиэфиркетона (PEEK).  

Разработчики и инженеры часто оказываются в затруднительном положении из-за огромного количества пластмасс, используемых для литья под давлением, и им приходится выбирать именно тот материал, который идеально подходит для производства.

Существуют тысячи разновидностей пластмасс, от обычных пластиков до высокоэффективных полимеров, используемых в очень сложных условиях эксплуатации. В компании Ming-Li мы имеем на складе более 40 видов полимерных смол и уделяем особое внимание консультированию наших клиентов по вопросам выбора материалов.

Среди небольшого числа высокоэффективных полимеров лидирует семейство полиарилэфиркетона (PAEK), и среди них наиболее популярен полиэфирэфиркетон (PEEK).

Вот почему: многие высокоэффективные полимеры соответствуют одному или двум требованиям, например, способности выдерживать экстремальные температуры или воздействие химических веществ. Однако большинство из них не оправдывают ожиданий, когда дело доходит до других требований, таких как износостойкость или механическая прочность.

Однако полиэфирэфиркетон (PEEK) обладает рядом таких свойств, включая механическую прочность, износостойкость, термостойкость и химическую стойкость. Он легко поддается обработке и вторичной переработке.

К другим его свойствам относятся электроизоляция, коррозионная стойкость и высокая чистота.

А поскольку PEEK можно производить серийно методом литья под давлением без механической обработки металлов и отверждения термореактивных полимеров, количество технологических этапов сокращается. Это обеспечивает экономию времени и средств.

Полиэфирэфиркетон (PEEK) часто превосходит металл по своим характеристикам при использовании в агрессивных средах. Это делает его популярным выбором при производстве аэрокосмических и автомобильных компонентов, медицинских приборов, деталей машин, полупроводников, а также электротехнического и электронного оборудования.

 

Примеры компонентов из полиэфирэфиркетона (PEEK):  

• Автомобильная промышленность: детали двигателя, детали вариаторных трансмиссий, детали рулевого управления, компоненты тормозной системы.
• Офисная техника: зажимы для копировальных аппаратов, специальные термостойкие подшипники, цепи, шестерни.
• Медицинские изделия: детали эндоскопов и средства для чистки зубов, имплантаты, хирургические инструменты, протезы суставов.
• Аэрокосмическая отрасль: электрические изоляторы и изоляторы, разъемы для батарей, корпуса наружных светильников, прокладки, уплотнения, фитинги, кронштейны, зажимы и тепло- и звукоизоляция.

Вот что, по мнению наших экспертов из Ming-Li, вам следует знать о PEEK, чтобы решить, подходит ли этот материал для ваших нужд.

 

Свойства пластика PEEK

PEEK — это полукристаллический непрозрачный материал, принадлежащий к семейству поликетоновых полимеров, называемых PAEK, который состоит из арильных, эфирных и кетонных групп. Арильные и кетонные части его структуры придают PEEK жесткость и прочность, что обеспечивает хорошие механические характеристики и высокую температуру плавления. Эфирная группа в PEEK обеспечивает гибкость (делая его прочным) и делает его нереактивным (обеспечивая устойчивость к химическому воздействию).

Давайте подробнее рассмотрим его свойства, а также то, как он ведет себя и влияет на выбор материалов в различных отраслях промышленности:

• Высокая термостойкость . Испытания показывают, что PEEK имеет высокую температуру плавления 341 °C, высокую температуру стеклования 143 °C и рабочую температуру до 260 °C. Это обусловило его широкое применение в агрессивных термических средах, таких как нефтегазовая и автомобильная промышленность.
• Химическая и коррозионная стойкость . Полиэфирэфиркетон (PEEK) обладает высокой устойчивостью к воде и многим растворителям (даже при воздействии высоких температур и давления пара). Поэтому он может выдерживать химически агрессивные условия в нефтегазовой промышленности — в подводных трубах, редукторах и механизмах. Он также устойчив к воздействию авиационного топлива, гидравлических жидкостей и противообледенительных средств в аэрокосмической отрасли.
• Износостойкость. Испытания показывают, что PEEK более долговечен, чем многие другие полимеры и даже некоторые металлы. PEEK может выдерживать высокие нагрузки при повышенных температурах без необратимой деформации, также известной как ползучесть. Он также имеет низкий коэффициент трения, что означает меньший износ, шум, вибрацию и выбросы. Это делает его отличным материалом для использования в автомобильных деталях. Еще одним показателем износа является усталость, возникающая в результате многократного давления и напряжения, и PEEK также демонстрирует здесь исключительно хорошие результаты. Он также легче, чем сопоставимые металлы, что делает его популярным в автомобильной и аэрокосмической промышленности, поскольку он повышает энергоэффективность транспортных средств. Исключительная износостойкость делает PEEK также очень ценным материалом в производстве медицинских имплантатов.
• Биосовместимость . Полиэфирэфиркетон (PEEK) не вреден и не токсичен для живых тканей и может стабильно функционировать внутри человеческого организма в течение длительного времени. Эта характеристика делает его популярным для использования в деталях медицинских устройств и имплантатах. Однако из-за своей биологически инертной химической структуры PEEK обладает плохой способностью к сцеплению с костной тканью, имплантированной in vivo.
• Прочность на растяжение. При армировании углеродными волокнами материалы на основе PEEK могут достигать прочности на растяжение 29000 фунтов на квадратный дюйм при температуре до 299 °C. Это делает их более прочными и жесткими, чем нейлоны, ацеталь (полиоксиметилен или POM), полиэфиры и поликарбонаты.
• Низкая воспламеняемость. Полиэфирэфиркетон (PEEK), имеющий класс огнестойкости UL 94 V-0, выдерживает горение почти до 600°C. Он также выделяет мало дыма даже при горении при экстремальных температурах. Это одна из причин, по которой его часто используют при производстве деталей для коммерческих самолетов.
• Хорошая теплоизоляция. Полиэфирэфиркетон (PEEK) обладает высоким объемным и поверхностным сопротивлением, что позволяет сохранять хорошие теплоизоляционные характеристики даже при значительных изменениях температуры и окружающей среды.
• Пригоден для вторичной переработки . Молекулы PEEK очень стабильны, поэтому его можно перерабатывать многократно без ущерба для его свойств. Это позволяет производителям снизить затраты на утилизацию отходов и достичь целей в области устойчивого развития.

 

Какие существуют типы пластика PEEK?

Полиэфирэфиркетон (PEEK) выпускается в пяти вариантах в зависимости от состава и различий в свойствах, которые определяют, для каких областей применения он лучше всего подходит:

1. Неармированный PEEK не содержит каких-либо других материалов и является самой простой версией этого полимера. Это наиболее химически стойкий тип.

2. Полиэфирэфиркетон (PEEK), армированный углеродным волокном, содержит 30% углеродных волокон и является самым прочным и жестким типом. Он также на 7% легче, чем PEEK, армированный стекловолокном.

3. PEEK, армированный стекловолокном, содержит 30% стекловолокна и является более прочным и жестким, чем неармированный PEEK. Он также обеспечивает превосходную электрическую и тепловую изоляцию.

4. Подшипник PEEK наполнен 20% ПТФЭ и армирован графитом для снижения коэффициента трения, что обеспечивает повышенную износостойкость и более высокую теплоемкость при трении.

5. PEEK с антистатическими свойствами, металлодетектируемый и рентгеновски обнаруживаемый, а также изготовленный на заказ . Эти типы PEEK созданы для удовлетворения конкретных требований заказчиков в отношении одной или нескольких областей применения. Например, антистатический PEEK разработан для безопасного использования в средах, где требуются непроводящие материалы.

 

Особые соображения при литье под давлением PEEK.

Несмотря на множество преимуществ, связанных с высокими эксплуатационными характеристиками, использование PEEK сопряжено с определенными трудностями.

• Высокая цена. PEEK стоит дороже, чем стандартные конструкционные пластмассы.
• Жесткость полиэфиркетона (PEEK) может означать, что достижение определенных уровней контурной обработки может быть затруднительным или невозможным.
• В зависимости от типа, в состав PEEK могут входить различные кислоты, такие как концентрированная серная, азотная или хромовая кислота. Это делает его менее подходящим для некоторых применений.
• Полиэфирэфиркетон (PEEK) обладает низкой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, но этот недостаток можно компенсировать добавлением углеродной добавки в состав материала для повышения его УФ-стойкости.

 

Подходит ли PEEK для ваших нужд?

Если вы ищете решение для литья под давлением, которое обеспечит баланс между вашими потребностями в производительности, бюджетом и целями в области охраны окружающей среды и устойчивого развития, то PEEK возглавит список кандидатов (или будет близок к этому!).

Но подходит ли это вам?

Хотя PEEK позволит вам изготавливать более легкие, прочные и химически стойкие детали с более длительным сроком службы, вам необходимо оценить, насколько окупятся ваши инвестиции в этот материал, учитывая его дополнительные затраты. Консультация со специалистом по выбору материалов из компании Ming-Li поможет вам принять решение. Мы проведем вас через эффективный процесс проектирования и производства, который позволит вывести на рынок даже самые сложные ваши изделия за считанные недели.

Мин-Ли будет:

✓ Мы предлагаем широкий выбор пластиковых материалов.

✓ Мы поможем вам оценить эти варианты материалов в соответствии с потребностями вашего применения.

✓ Следуйте передовым практикам, чтобы обеспечить успешный дизайн и вывод вашего продукта на рынок.

Если у вас есть проект, с которым вам нужна помощь, отправьте его сюда , и наша команда с удовольствием предоставит вам экспертную консультацию.

О Мин-Ли

Компания Ming-Li Precision, основанная в 1983 году, является новатором в области цифрового производства по запросу и продолжает лидировать в развитии литья под давлением и быстрого прототипирования. Мы знаем, что нужно для своевременной и бюджетной поставки высококачественной продукции. Ming-Li отличается гибкостью, в компании работает команда экспертов в области литья под давлением, и во всем, что мы делаем, мы придерживаемся инженерно-ориентированного подхода. Десятки тысяч разработчиков и инженеров наших клиентов доверяют Ming-Li воплощение своих проектов в жизнь.

Узнайте больше о том, чем Мин-Ли может вам помочь, здесь .

Есть вопросы? Свяжитесь с нашей дружелюбной командой продаж здесь .