폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)은 우수한 기계적 특성, 내화학성 및 내열성을 가진 또 다른 고성능 열가소성 소재입니다. PEEK 사출 성형은 PEEK 소재를 원하는 모양으로 사출하는 기술로 항공 우주 산업 비즈니스, 의료 분야, 자동차 분야 및 전자 분야에서 광범위하게 사용되는 고도의 기술입니다. 이 기사에서는 PEEK 소재의 특성과 성형 공정, 금형 설계, 파라미터 사양 및 솔루션의 문제점에 대해 설명합니다. PEEK 사출 성형 에 대해 설명합니다.

PEEK 머티리얼 속성

기계적 특성

PEEK는 우수한 기계적 특성을 가지고 있으며이 소재는 고강도, 고 강성 및 우수한 내 피로성을 가지고 있으므로이 소재는 고하중 및 고 응력 조건에 적합합니다. 인장 강도는 90-100 Mpa이고 굴곡 강도는 150-200 Mpa입니다. 또한 PEEK는 마모율이 낮고 마찰 계수가 낮기 때문에 내마모성이 필요한 베어링, 기어, 씰 등에 사용할 수 있습니다.

내화학성

PEEK는 일반적인 강산, 알칼리, 식염수 및 유기 용매가 혼합된 방대한 양의 화학 물질에 대해 높은 수준의 내화학성을 가지고 있습니다. 따라서 화학 장비 및 의료 기기에서 높은 가치를 지니고 있습니다. PEEK는 고온에서도 화학적 성질이 저하되거나 변하지 않기 때문에 까다롭고 가혹한 조건에서도 오랜 기간 동안 견딜 수 있습니다.

열 속성

유리 전이 온도가 143°C이고 녹는점이 343°C인 PEEK는 기계적 특성과 치수 안정성을 잃지 않고 250°C에서 지속적으로 사용할 수 있습니다. 또한 PEEK는 열팽창 계수가 낮기 때문에 조건이 변해도 치수 안정성이 우수합니다.

전기적 특성

PEEK의 고유한 특성은 뛰어난 전기 절연성입니다. PEEK는 높은 유전체 강도, 낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실을 가지고 있습니다. 이 소재는 전력 및 전자 산업에서 사용할 수 있습니다. 이 소재의 온도 안정성, 높은 유전체 강도 및 낮은 유전체 손실은 이상적인 고성능 전기 절연 소재입니다. 광범위한 작동 온도와 주파수에서 고성능 전기 절연체로 사용하기에 매우 적합합니다.

생체 적합성

생체 적합성이 높기 때문에 의료 기기 및 임플란트 제작에 사용되는 재료로 PEEK가 선택됩니다. PEEK는 면역 반응이나 독성 반응을 일으키지 않고 생체 내 환경에 더 오래 머무를 수 있습니다. PEEK의 생물학적 및 화학적 불활성은 생체 내 및 시험관 환경 모두에서 안정적인 특성을 제공하여 정형외과 임플란트, 치과 수복 재료 및 수술 기구를 제작하는 데 사용할 수 있습니다.

PEEK 사출 성형 공정

원자재 취급

PEEK 플라스틱 소재는 먼저 소재에서 수분을 제거하지 않고는 성형할 수 없습니다. 권장 건조 온도는 최소 3시간 동안 150°C이며, 상대 습도는 0. 02% 미만으로 유지해야 합니다. 적절한 건조가 이루어지지 않으면 용융물에 기포가 발생할 수 있으며 이는 제품의 기계적 특성 및 표면 마감에 영향을 미칠 수 있습니다.

사출 성형기 선택

PEEK는 융점이 높고 용융 점도가 높기 때문에 사출 성형기는 고온 저항성, 고압 및 우수한 온도 제어 성능의 특성을 가져야합니다. 표준을 사용하는 것이 좋습니다. 사출 성형 용융 사전 가소화 및 고압 사출 시스템을 갖춘 기계. 배럴과 나사는 사출 성형기의 장기적인 안정적인 작동을 보장하기 위해 고온 내성 및 내마모성 재료로 만들어져야 합니다.

금형 설계

1. 금형 재료: 금형 재료는 매우 강하고 단단해야 하며 고열을 견딜 수 있어야 합니다. 잘 알려진 금형 재료로는 열간 가공용 강철과 H13 강철, 스테인리스강이 있습니다. 금형 표면은 금형 수명과 제품 표면을 늘리기 위해 점진적으로 경화 및 연마되어야 합니다.

2. 러너 디자인: 또한 러너 설계는 용융물이 어떤 부분에서는 정체되는 경향 없이 용융물이 캐비티로 균일하게 흐르고 다른 부분에서는 냉각하는 데 더 오래 걸리는 경향 없이 용융물이 균일하게 흐르도록 해야 합니다. 러너 단면은 원형 또는 사다리꼴일 수 있으며, 러너 직경은 제품 크기와 기계의 매개 변수를 참조하여 결정됩니다. 또한 용융물 흐름 저항과 압력 강하를 제거하여 러너 설계의 충진 균일성을 향상시킵니다.

3. 환기 설계: 용융물의 가스 및 휘발성 물질이 금형 캐비티에 갇혀 표면 불규칙성이 형성되고 결과적으로 제품 성능이 저하되는 것을 방지하려면 우수한 환기 시스템이 필수적입니다. 통풍구는 러너의 끝이나 가스가 축적되기 쉬운 부분에 위치해야 하며, 배출 깊이는 일반적으로 0. 02~0. 04mm가 적당합니다. 통풍구가 잘 설계되어 있으면 기포나 은색 줄무늬와 같은 결함을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

사출 성형 공정 파라미터

1. 주입 온도: PEEK 소재의 용융 온도는 비교적 높으며 권장 사출 온도는 350-400℃입니다. 온도가 너무 낮으면 용융 흐름이 나빠지고 불완전하게 충진되며, 온도가 너무 높으면 재료가 열화될 수 있습니다. 제품 두께(두꺼운 벽 또는 얇은 벽) 또는 모양에 따라 사출 온도를 조절하는 것이 좋습니다.

2. 금형 온도: 금형 온도는 제품의 결정성과 부품의 표면 마감에 큰 영향을 미칩니다. 제품의 두께와 모양에 따라 권장 금형 온도는 160~200°C입니다. 금형 온도가 낮으면 표면 마감이 좋지 않고 주물의 내부 구조가 제대로 발달하지 않습니다. 온도가 높으면 변형, 특히 뒤틀림이 발생하고 치수 제어가 제대로 되지 않습니다.

3. 3. 주입 압력: PEEK 폴리머는 성형 시 사출 압력이 비교적 높으며, 가장 권장되는 압력은 100-150MPa입니다. 압력이 낮으면 충진 부족 및 표면 품질과 같은 문제가 발생할 수 있고 압력이 높으면 금형 손상 및 제품 변형과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 종속 파라미터는 용융 흐름과 금형 설계에 따라 사출 압력을 변경해야 합니다.

4. 유지 압력 및 시간: 유지 압력은 사출 압력보다 약간 낮은 80-100MPa 정도여야 하며, 유지 시간은 제품의 두께, 모양에 따라 약 30-60초 정도입니다. 즉, 압력과 시간은 제품의 내부 구조와 표면 품질에 영향을 미치며 이러한 매개 변수를 적절히 선택하려면 약간의 실험이 필요합니다.

5. 냉각 시간: 냉각 시간은 제품 결정의 특성과 전체 크기에 직접적인 영향을 미칩니다. 임펙트 냉각 시간은 제품 유형, 두께 및 금형 온도에 따라 2~5분 정도입니다. 냉각 시간이 짧으면 내부 응력과 변형이 발생하고, 반대로 냉각 시간이 길면 생산 효율에 영향을 미칩니다.

프로세스 최적화

1. 금형 흐름 분석: 금형 유동 분석은 사출 성형 시 중요한 공정 중 하나로, 금형 캐비티 내부의 용융물의 흐름을 시뮬레이션하여 특정 종류의 결함을 예측하고 공정의 일부 파라미터를 최적화할 수 있습니다. 금형 유동 해석을 수행하면 러너 설계, 게이트 위치, 사출 파라미터를 최적화하여 제품 품질과 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

2. 실험 설계: 실험 설계는 사출 성형 공정을 연구하고 최적화하기 위한 체계적인 방법입니다. 이 방법을 사용하면 다른 공정 파라미터가 제품 품질에 미치는 영향을 파악하고 최적의 파라미터 조합을 결정할 수도 있습니다. 몇 가지 일반적인 실험 설계 방법에는 완전 요인 실험, 부분 요인 실험 및 반응 표면 분석이 있습니다.

3. 지속적인 개선: 사출 성형에서 최적의 솔루션을 실현하려면 다음을 지속적으로 최적화해야 합니다. 사출 성형 공정. 생산 공정의 데이터를 정기적으로 모니터링하고 분석하여 제품 품질과 공정 매개변수 간의 상관관계를 파악하고 그에 따른 공정의 조정 및 개선을 통해 제품 품질과 생산 효율성을 개선할 수 있습니다.

PEEK 사출 성형의 일반적인 문제와 해결책

불완전한 채우기

언더필링은 다음에서 흔히 발생하는 문제입니다. PEEK 사출 성형. 낮은 사출 온도, 압력 또는 금형 온도로 인해 금형 또는 사출 성형기에 PEEK가 채워지지 않아 발생합니다. 해결책으로는 사출 온도, 사출 압력, 금형 온도 및 러너 시스템을 높이는 것이 있습니다. 또한 게이트도 중요한 요소입니다. 게이트 수가 많고 게이트 위치가 더 잘 변경될수록 충진 효과가 더 좋아집니다.

표면 결함

표면의 연소 및 은색 줄무늬, 기포 등과 같은 현상은 용융물의 가스 및 휘발성 물질과 관련이 있습니다. 가능한 원인으로는 원료 건조 문제, 통풍구, 사출 속도, 압력 및 금형 온도 등이 있습니다. 적절한 금형 환기 설계, 사출 공정에 사용되는 좋은 매개 변수를 통해 표면 결함을 쉽게 최소화할 수 있습니다.

제품 휨

제품 뒤틀림의 일반적인 원인은 고르지 않은 재료 냉각과 부적절한 압력 유지입니다. 해결책으로는 균일한 냉각, 압력 유지 파라미터 최적화, 합리적인 금형 냉각 시스템 설계, 제품 구조 최적화 등이 있습니다. 적절한 냉각 시간과 냉각 속도로 내부 응력과 뒤틀림을 줄일 수 있습니다.

내부 결함

재료 내에서 발생하는 보이드, 용접선, 박리 등의 결함은 대부분 용융물의 흐름 불량과 차등 냉각으로 인해 발생합니다. 금형 설계, 사출 온도, 사출 압력 및 유지 파라미터를 각각 개선하여 제공합니다. 금형 유동 해석과 실험 최적화를 통해 내부 결함을 크게 줄이고 기계적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 밝혀냈습니다.

치수 정확도

치수 정확도는 금형의 부적절한 설계와 사출 공정의 기술 파라미터의 불안정성에 영향을 받습니다. 가능한 해결책으로는 금형 최적화, 사출 조건의 제목 지정, 고정밀 사출 장비 적용 등이 있습니다. 실험 설계의 아이디어와 특히 생산 공정의 지속적인 개선을 통해 제품 치수의 정확성과 균일성을 향상시킬 수 있습니다.

품질 관리

원자재 품질 관리

PEEK 원료를 조달할 때는 사용 과정에서 수분이나 불순물이 제품 성능에 영향을 미치지 않도록 고품질의 원료를 선택해야 합니다. 원재료의 성분을 분석하고 원재료의 물리적 특성을 테스트하는 것은 원재료 품질과 균일성을 보장합니다.

프로세스 품질 관리

첨단 사출 성형기와 금형을 사용하고 사출 공정 파라미터를 엄격하게 제어하여 제품의 일관성과 안정성을 보장합니다. 온라인, 모니터링 및 데이터 수집 시스템을 사용하여 생산 공정 중 온도, 압력, 시간 및 기타 측면을 측정하고 문제가 발생하면 즉시 수정할 수 있습니다.

제품 품질 검사

인장, 굴곡, 충격 테스트를 통해 기계적 특성을 검사하고 광학 현미경과 SEM을 사용하여 미세 구조와 표면 마감을 관찰합니다. 제품의 품질과 내구성에 대한 광범위한 품질 검사 결과를 제공합니다.

품질 관리 시스템

품질 경영 시스템으로 ISO 9001 및 ISO 13485를 수립하고 구현하면 효과적인 관리를 통해 사출 성형 공정의 품질을 보장하고 모니터링할 수 있습니다.

PEEK 사출 성형의 응용 분야

항공우주

PEEK는 항공우주 분야에서 고강도 경량 요소와 상부 구조물, 시타파스, 전자 부속품 또는 커버와 하우징 등의 하위 어셈블리 제작에 적용되는 등 다양한 용도로 사용됩니다. PEEK는 고온에서 열화되지 않고 화학 물질에 대한 내성이 있으며 기계적 특성이 우수하여 항공우주 공학에서 매우 중요합니다.

의료 기기

PEEK는 인체와의 호환성 및 멸균에 대한 내성으로 인해 임플란트, 수술 도구 및 치과 용품을 제작하는 데 이상적입니다. 화학적 불활성 및 체내 환경에서의 분해 저항성으로 인해 PEEK는 의료 기기 생산에 필수적인 소재로 간주됩니다.

자동차 제조

PEEK는 고온, 고성능 엔진 부품, 내마모성이 높은 기어 및 내화학성이 있는 배기 시스템을 제조하는 데 사용됩니다. PEEK는 매우 가볍고 매우 강하기 때문에 이러한 특성으로 인해 차량의 연비와 성능도 향상됩니다.

전자 및 전기

PEEK는 전기적 특성과 열 안정성이 우수하여 전자 및 전기 분야에서 고절연 커넥터, 센서의 케이스, 케이블 재킷을 제작하는 데 사용됩니다. 고온 및 내화학성으로 인해 PEEK는 전자 및 전기 분야에 권장됩니다.

산업 장비

펌프, 밸브, 씰링과 같이 내마모성, 고온 및 내화학성이 요구되는 산업용 부품 및 구성 요소 중 일부는 PEEK로 제작됩니다. PEEK는 고성능으로 인해 열악한 환경에서 사용해도 안정성과 신뢰성을 유지합니다.

기타 애플리케이션

PEEK는 스포츠 용품, 가전제품, 전자제품 등 다른 분야에서도 활용되고 있습니다. 높은 성능과 다용도로 인해 PEEK는 새로운 시장에서 큰 잠재력을 보여줍니다.

결론

이러한 특성으로 인해 PEEK 수지는 고성능 엔지니어링 플라스틱으로 다양한 산업 분야에서 큰 수요가 있습니다. 엄격한 품질 보증과 함께 과학적인 제조 방법으로 사출 성형을 사용하면 고품질 PEEK 부품을 제조할 수 있습니다. 이 글의 대상은 PEEK 사출 성형 공정에 종사하는 기술자로, 주어진 참조 및 권장 사항의 이점을 활용할 수 있습니다. 지속적인 기술 혁신과 시장 잠재력 증가로 인해 PEEK 사출 성형 기술 는 향후 전망이 밝습니다.