Moldeo por inyección de PEEK

PEEK Productos con resistencia a altas temperaturas, resistencia química y alta resistencia y rigidez.

¿Qué es PEEK?

El PEEK es un material termoplástico de ingeniería rígido, semicristalino y de alto rendimiento con diversas propiedades y una excelente resistencia a los productos químicos agresivos. La primera síntesis de PEEK se produjo en 1977 y la producción industrial se alcanzó en 1981.

Aunque el PEEK se suele agrupar con fluoropolímeros como el PFA o el PTFE, no contiene flúor. El PEEK tiene excelentes propiedades mecánicas y eléctricas, con una temperatura máxima de funcionamiento continuo de 250 °C, y un excelente comportamiento mecánico en entornos de vapor o agua a alta presión de hasta 300 °C.

El PEEK (poliéter éter cetona) es un polímero termoplástico de ingeniería de alto rendimiento conocido por sus excepcionales propiedades mecánicas, térmicas y químicas. Su cadena molecular contiene enlaces éter y enlaces cetona. Estos enlaces químicos especiales permiten al PEEK mantener un buen rendimiento a altas temperaturas. rendimiento.

¿Se pueden moldear por inyección los materiales PEEK?

Sí, se puede moldear por inyección PEEK (poliéter éter cetona). El PEEK tiene un punto de fusión elevado (alrededor de 343°C/649°F), por lo que se necesitan equipos y condiciones de procesamiento especializados. Además, el PEEK tiene una viscosidad elevada y un índice de fluidez relativamente bajo, por lo que es difícil rellenar geometrías y cavidades complejas. Pero, con el equipo, los conocimientos y las condiciones de procesamiento adecuados, se puede moldear PEEK por inyección.

He aquí algunas consideraciones clave:

1. Equipo de la máquina de inyección:

Necesita máquinas de moldeo por inyección de alta temperatura con una gran fuerza de cierre y un control preciso de la temperatura.El tornillo de la máquina de moldeo por inyección necesita un tornillo resistente a altas temperaturas que pueda soportar temperaturas superiores a 350 grados.

2. Consideraciones sobre el diseño:

Hay que tener cuidado al diseñar las piezas de PEEK para evitar defectos como alabeos, grietas y marcas de hundimiento. Esto significa que hay que tener en cuenta el diseño de la guía, el tamaño de la compuerta y los ángulos de desmoldeo. El canal, la compuerta y el ángulo de desmoldeo deben ser lo más grandes posible.

3. Herramientas para moldes de inyección:

Hay que fabricar el molde con materiales de acero resistentes a altas temperaturas, como H13 o S136. Debido a PEEK procesamiento necesita altas temperaturas y presiones.

4. PEEK Selección de material:

Hay que elegir el grado de PEEK adecuado. Algunos grados de PEEK son mejores que otros para el moldeo por inyección. Busque grados que fluyan mejor y tengan menor viscosidad.

5. Preparación del material:

El PEEK debe secarse a fondo antes del moldeo para eliminar la humedad residual, normalmente mediante un secado de 2 a 4 horas a temperaturas en torno a 150°C a 160°C.

6. Condiciones de procesamiento:

Hay que tener cuidado con las condiciones de procesamiento, como la temperatura, la presión y la velocidad de inyección, para poder llenar y enfriar el molde correctamente. Sus condiciones de procesamiento: temperatura del barril 370~390℃, presión de inyección 120MPa. La temperatura del molde es de 170℃.

7. Refrigeración:

Las piezas de PEEK requieren un enfriamiento lento y controlado para evitar alabeos o distorsiones. Esto puede implicar el uso de sistemas de refrigeración o retrasar la expulsión de la pieza del molde.

8. Post-procesamiento:

Como la compuerta de inyección es bastante grande, o no se pueden hacer algunos moldes estructurales, hay que hacer un postprocesado. Las piezas de PEEK pueden necesitar pasos adicionales, como corte, esmerilado o tratamiento de la superficie, para obtener la superficie y el tamaño deseados.

¿Cuáles son las características del material de moldeo por inyección PEEK?

El PEEK combina una elevada resistencia química y térmica, excelentes propiedades mecánicas, biocompatibilidad y aislamiento eléctrico. Es un material polivalente. Algunas de las propiedades clave de los materiales PEEK son:

Resistencia a altas temperaturas: El PEEK puede soportar altas temperaturas de hasta 250°C (482°F) sin perder su resistencia ni su estabilidad dimensional.

Resistencia química: El PEEK presenta una gran resistencia a diversos productos químicos, como ácidos, álcalis y disolventes orgánicos, lo que lo hace adecuado para su uso en entornos químicos agresivos.

Excelentes propiedades mecánicas: El PEEK tiene una elevada relación resistencia-peso, una excelente resistencia a la fatiga y al desgaste y una buena estabilidad dimensional, por lo que es ideal para aplicaciones que requieren una gran resistencia y durabilidad.

Biocompatibilidad: El PEEK es biocompatible y se ha aprobado su uso en implantes y dispositivos médicos.

Resistencia a la hidrólisis: El PEEK presenta una buena resistencia a la hidrólisis y es apto para entornos con agua y vapor.

Aislamiento eléctrico: El PEEK tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y es adecuado para aplicaciones eléctricas y electrónicas.

Baja inflamabilidad: El PEEK tiene una baja inflamabilidad, lo que lo hace adecuado para su uso en aplicaciones que requieren resistencia al fuego.

Resistencia a la fluencia: El PEEK mantiene sus propiedades bajo esfuerzos prolongados, especialmente a altas temperaturas.

Resistencia a la radiación: La capacidad de soportar la radiación gamma es muy fuerte, superando la del poliestireno, que tiene la mejor resistencia a la radiación entre las resinas de uso general. Puede someterse a una dosis de irradiación γ de hasta 1100 Mrad y seguir siendo seguro Alambres de alto rendimiento con buena capacidad de aislamiento.

Baja absorción de humedad: El PEEK tiene una excelente resistencia a la hidrólisis térmica y muy baja absorción de agua en entornos de alta temperatura y humedad. No provocará cambios de tamaño significativos debido a la absorción de agua, como ocurre con los plásticos en general, como el nailon.

¿Cuáles son las propiedades del moldeo por inyección de PEEK?

La materia prima plástica PEEK (polieteretercetona) es un material polimérico termoplástico cristalino aromático con alta resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas, resistencia al impacto, retardante de llama, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a la hidrólisis, resistencia al desgaste, resistencia a la fatiga, resistencia a la radiación y buenas propiedades eléctricas.

Propiedad	Característica
Resistencia a altas temperaturas	Tiene una alta temperatura de transición vítrea (Tg=143℃) y punto de fusión (Tm=343℃), su temperatura de deformación térmica de carga es tan alta como 316℃, y su temperatura de uso instantáneo puede alcanzar los 300℃.
Propiedades mecánicas	Posee rigidez y flexibilidad, especialmente su extraordinaria resistencia a la fatiga bajo tensión alterna, que es comparable a la de los materiales de aleación.
Autolubricante	Tiene excelentes características de deslizamiento y es adecuado para aplicaciones que requieren estrictamente un bajo coeficiente de fricción y resistencia al desgaste. En particular, el PEEK modificado con cierta proporción de fibra de carbono y grafito tiene mejores propiedades autolubricantes.
Resistencia a la corrosión	A excepción del ácido sulfúrico concentrado, el PEEK es insoluble en cualquier disolvente, ácido fuerte y álcali fuerte, y es resistente a la hidrólisis y tiene una gran estabilidad química.
Ignifugación	Es autoextinguible y puede alcanzar la norma UL 94V-0 incluso sin añadir ningún retardante de llama.
Facilidad de procesamiento	Posee las características de buena fluidez a altas temperaturas y alta temperatura de descomposición térmica, y puede procesarse de diversas formas: moldeo por inyección, moldeo por extrusión, moldeo por compresión, hilatura por fusión, etc.
Resistencia al pelado	Tiene una buena resistencia al pelado, por lo que puede fabricarse en alambres con revestimiento fino o alambres imantados y puede utilizarse en condiciones duras.
Resistencia a la fatiga	La mejor resistencia a la fatiga de todas las resinas.
Resistencia a la radiación	Tiene una gran resistencia a la radiación, superando al poliestireno, que tiene la mejor resistencia a la radiación entre las resinas de uso general. Se puede fabricar con un alto rendimiento que puede seguir manteniendo una buena capacidad de aislamiento cuando la dosis de irradiación gamma alcanza los 1100 Mrad.
Resistencia a la hidrólisis	El PEEK y sus materiales compuestos no se ven afectados químicamente por el agua y el vapor de agua a alta presión. Los productos fabricados con este material pueden seguir manteniendo excelentes propiedades cuando se utilizan continuamente en agua a alta temperatura y alta presión.
Smoky	El PEEK tiene la menor generación de humo entre los plásticos.
Disipación de gases tóxicos	El PEEK es igual que muchos materiales orgánicos. Cuando se descompone a alta temperatura, el PEEK produce principalmente dióxido de carbono y monóxido de carbono. Utilizando la norma británica de pruebas aeronáuticas BSS 7239, se pueden detectar concentraciones extremadamente bajas de escape de gases venenosos. Este proceso de detección requiere un espacio de 1 metro cúbico. Se queman completamente 100 gramos de muestra y, a continuación, se analiza el gas venenoso producido. El índice de toxicidad se define como la relación entre la concentración de gas venenoso producida en circunstancias normales y la dosis que puede ser mortal en 30 minutos. El índice del PEEK450G es de 0,22, y no se detecta acidez. gas.
Estabilidad del aislamiento	Tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico y se mantiene a temperaturas muy elevadas. Su pérdida dieléctrica también es muy pequeña a altas frecuencias.
Estabilidad	Tiene excelentes propiedades de estabilidad dimensional, lo que es importante para algunas aplicaciones. Los cambios en las condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad, afectan poco al tamaño de las piezas de PEEK, y puede cumplir los requisitos de uso en condiciones con requisitos de precisión dimensional relativamente altos.
	El moldeo por inyección de materias primas plásticas de PEEK tiene un índice de contracción pequeño, lo que es muy beneficioso para controlar el rango de tolerancia dimensional de las piezas moldeadas por inyección de PEEK, haciendo que la precisión dimensional de las piezas de PEEK sea mucho mayor que la de los plásticos generales.
	El coeficiente de dilatación térmica es pequeño. A medida que cambia la temperatura (lo que puede deberse a cambios en la temperatura ambiente o al calor por fricción durante el funcionamiento), el tamaño de las piezas de PEEK cambia muy poco.
	Buena estabilidad dimensional. La estabilidad dimensional de los plásticos se refiere a la estabilidad dimensional de los productos plásticos de ingeniería durante su uso o almacenamiento. Este cambio de tamaño se debe principalmente al aumento de la energía de activación de las moléculas de polímero, que hace que los segmentos de la cadena tengan un cierto grado de estabilidad. Causada por el curvado.
	El PEEK tiene una excelente resistencia a la hidrólisis térmica y muy baja absorción de agua en entornos de alta temperatura y humedad. No provocará cambios de tamaño significativos debido a la absorción de agua, como ocurre con los plásticos en general, como el nailon.

¿Por qué es tan caro el moldeo por inyección de PEEK?

El PEEK (Polieteretercetona) es un polímero de alto rendimiento conocido por sus excepcionales propiedades mecánicas, térmicas y químicas. Su elevado coste puede atribuirse a varios factores, entre ellos:

① Fabricar PEEK es complicado: se fabrica mezclando productos químicos especiales. Esto lleva mucho tiempo y dinero porque se necesitan máquinas especiales y personas que sepan lo que hacen.

② Materias primas de primera calidad: La producción de PEEK requiere materias primas de gran pureza, como diaminas aromáticas y ácidos dicarboxílicos aromáticos, que son caros de producir y comprar.

③ Las condiciones de reacción son duras y el coste elevado: El proceso de polimerización del PEEK debe garantizar la reacción en un estado libre de oxígeno, y la temperatura de reacción alcanza los 310-340°C. Para obtener resina PEEK con mayor pureza, el producto bruto debe someterse a decenas de procesos de refinamiento con alcohol y procesos de lavado con agua.

④ Altos requisitos técnicos: El PEEK tiene un buen rendimiento de procesamiento, pero como se funde a 343°C y se pega a las cosas, se necesitan barriles, tornillos y moldes especiales para las máquinas, y hay que controlar bien la temperatura.

⑤ Hay muchos productos y elevados costes iniciales de investigación y desarrollo: Con el fin de satisfacer las diversas condiciones de trabajo de los clientes, no sólo se necesitan los grados básicos comúnmente utilizados, como el refuerzo de fibra de carbono y el refuerzo de fibra de vidrio, sino también el desarrollo de grados antiestáticos, grados conductores, grados resistentes al desgaste, grados de alta resistencia, etc. ;Al mismo tiempo, también requiere mucho trabajo de I + D, como el diseño estructural, el diseño del molde, el diseño del proceso y la prueba del molde en la etapa inicial.

⑥ El lote de productos es pequeño y las especificaciones no estándar son muchas: Dado que el PEEK tiene un excelente rendimiento integral, puede utilizarse en una amplia gama de industrias. Sin embargo, la mayoría de ellos se utilizan en ocasiones especiales en equipos. Por lo tanto, las dimensiones totales, las características estructurales, las especificaciones y los modelos son diferentes. En la actualidad, contamos con más de 1.500 productos que utilizan PEEK.

⑦ La mayoría están en fase de prueba, y el coste de promoción es elevado: La síntesis de PEEK ha sido monopolizada por Victrex en el Reino Unido. El PEEK lleva 30 años promocionándose y utilizándose en el extranjero. Sin embargo, el conocimiento y la aplicación de los materiales PEEK en el mercado nacional acaban de empezar, y muchos clientes están en fase de prueba. El coste de promoción es relativamente alto.

⑧ Los requisitos del producto son elevados y las fases de transformación, muchas: Dado que el material PEEK es caro, los requisitos del cliente para el producto acabado son relativamente altos. Hay que controlar estrictamente la calidad del aspecto, las tolerancias, el acabado superficial, etc. Algunos productos tienen estructuras complejas, lo que implica demasiados pasos de procesamiento y la participación de demasiadas personas, con el consiguiente aumento de costes.

¿Cuáles son las aplicaciones del moldeo por inyección de PEEK?

El PEEK es un material con excelentes propiedades integrales. Puede sustituir a materiales tradicionales como los metales y la cerámica en muchos campos especiales. Su resistencia a altas temperaturas, autolubricación, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga lo convierten en uno de los plásticos de ingeniería de alto rendimiento más populares en la actualidad. Se utiliza principalmente en la industria aeroespacial, de automoción, electrónica y eléctrica, equipos médicos y otros campos.

Ámbitos de aplicación	Situaciones específicas de aplicación
Sector aeroespacial	Puede transformarse en diversas piezas aeronáuticas de alta precisión. Debido a su buena resistencia a la hidrólisis, resistencia a la corrosión y propiedades ignífugas, puede procesarse en piezas internas/externas de aeronaves y muchas piezas de motores de cohetes.
Industria del automóvil	La polieteretercetona PEEK se ha utilizado con éxito en la industria de fabricación de automóviles. Gracias a su buena resistencia a la fricción, puede sustituir a los metales (incluidos el acero inoxidable y el titanio) para fabricar cubiertas interiores de motores, cojinetes de automóviles, juntas, pastillas de freno, etc.
Campo industrial	Debido a sus buenas propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste y resistencia a altas presiones, se utiliza a menudo para fabricar placas de válvulas de compresores, anillos de pistón, juntas, etc.
Instrumentos médicos	Puede soportar 3.000 ciclos de esterilización en autoclave a 134°C. Esta característica puede satisfacer los requisitos de fabricación de equipos quirúrgicos y dentales que requieren altos requisitos de esterilización y necesitan ser utilizados repetidamente. Junto con su resistencia a la fluencia y a la hidrólisis, puede utilizarse para fabricar diversos dispositivos médicos que requieren esterilización por vapor a alta temperatura. Lo más importante es que el PEEK no es tóxico, es ligero y resistente a la corrosión. Es el material más parecido a los huesos humanos. Por lo tanto, el PEEK puede utilizarse para sustituir al metal en la fabricación de huesos humanos.
Materiales de aislamiento	Gracias a sus excelentes propiedades eléctricas, el PEEK puede mantener sus propiedades aislantes en condiciones adversas, como altas temperaturas y elevada humedad. Es un material aislante eléctrico ideal y se utiliza mucho en la industria de los semiconductores.
	Es un nuevo tipo de plástico de ingeniería que puede utilizarse como material estructural resistente a altas temperaturas y material de aislamiento eléctrico. Puede combinarse con fibra de vidrio o de carbono para preparar materiales reforzados.
	La polieteretercetona modificada incluye la polieteretercetona conductora reforzada con fibra de carbono negra, la polieteretercetona conductora reforzada con fibra de carbono roja, la polieteretercetona reforzada con minerales, la polieteretercetona reforzada con fibra de vidrio y la resina PEEK. Aunque la polieteretercetona tiene muchas propiedades excelentes, es cara, lo que limita su aplicación en algunos campos. Además, su resistencia al impacto es escasa. Con el fin de mejorar aún más su rendimiento para satisfacer las amplias prestaciones y las necesidades diversificadas de diversos campos, se puede modificar mediante relleno, mezcla, reticulación, injerto y otros métodos para obtener un mejor rendimiento. Aleación de plástico PEEK más excelente o material compuesto PEEK. Por ejemplo: la mezcla de PEEK con poliéter puede obtener mejores propiedades mecánicas y retardancia de llama; la mezcla de PEEK con PTFE para formar materiales compuestos tiene una excelente resistencia al desgaste y puede utilizarse para fabricar cojinetes deslizantes, anillos de sellado dinámicos y otras piezas; el PEEK se modifica con fibra de carbono y otros rellenos para hacer materiales compuestos de PEEK reforzado, lo que puede mejorar en gran medida la dureza, la rigidez y la estabilidad dimensional del material.
Campo de fabricación de TI	Se prevé que la fabricación de semiconductores y las industrias electrónica y eléctrica se conviertan en otro punto de crecimiento para las aplicaciones de la resina PEEK. En la industria de los semiconductores, para conseguir una alta funcionalidad y un bajo coste, se exige que las obleas de silicio tengan un tamaño mayor y una tecnología de fabricación más avanzada. Bajo contenido en polvo, baja liberación de gases, baja disolución de iones y baja absorción de agua son los requisitos que deben cumplir los distintos materiales del equipo en el proceso de fabricación de semiconductores. Para requisitos especiales, será aquí donde entre en juego la resina PEEK.
Piezas de maquinaria de oficina	Para las garras de separación de copiadoras, cojinetes especiales resistentes al calor, cadenas, engranajes, etc., el uso de resina PEEK en lugar de metal como material puede hacer que las piezas sean ligeras, resistentes a la fatiga y no necesiten lubricación con aceite.
Campo de cobertura del cable	El revestimiento de PEEK tiene una buena retardancia de llama. Sin añadir ningún retardante de llama, su nivel de retardante de llama puede alcanzar el nivel UL94 V-0. La resina PEEK también tiene las ventajas de resistencia al pelado y resistencia a la radiación (109 rad), por lo que se utiliza en alambres especiales en la industria militar, la energía nuclear y otros campos relacionados.

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