PEEK는 높은 기계적 강도, 고온 저항성, 내충격성, 난연성, 산 및 알칼리 저항성, 단단한 질감, 긴 서비스 수명 등의 장점이 있으며 자동차 산업, 항공 우주, 의료 기기 및 기타 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다.
PEEK 수지는 항공우주 산업에서 처음 사용되어 다양한 항공기 부품 제조에 알루미늄 및 기타 금속 소재를 대체했습니다.
자동차 산업에서는 PEEK 수지가 마찰 저항성과 기계적 특성이 우수하기 때문에 엔진 커버 제조의 원료로 베어링, 개스킷, 씰, 클러치 링 및 자동차의 변속기, 브레이크 및 공조 시스템의 기타 부품을 제조하는 데 널리 사용됩니다.
PEEK 수지는 고온, 고압, 고습 및 기타 열악한 작업 조건에서 이상적인 전기 절연체이지만 여전히 우수한 전기 절연 특성을 유지하므로 전자 정보 분야는 점차 PEEK 수지의 두 번째로 큰 응용 분야가되었습니다.
반도체 산업에서 초순수 이송 파이프, 밸브 및 펌프 제조는 일반적으로 웨이퍼 베어러, 전자 절연 다이어프램 및 다양한 연결 장치를 제조하는 데 사용됩니다.
반결정성 엔지니어링 플라스틱인 PEEK는 농축 황산을 제외한 거의 모든 용매에 용해되지 않으므로 압축기 밸브, 피스톤 링, 씰, 다양한 화학 펌프 본체 및 밸브 부품을 만드는 데 일반적으로 사용됩니다.
PEEK 레진은 134°C에서 최대 3,000회의 고압 멸균을 견딜 수 있어 멸균 요구 사항이 높고 반복적으로 사용하는 수술 및 치과용 장비 생산에 사용할 수 있습니다. PEEK 성형 온도 320도 ~ 390도 C.
건조 온도는 160~185℃, 건조 시간은 5~8시간, 금형 온도는 140~180℃입니다. 이 소재는 사출 성형 온도가 매우 높아 스크루 손상이 심하므로 스크루 속도를 너무 빠르게 설정해서는 안 됩니다. 사출 압력은 100~130MPa, 사출 속도는 40~80으로 설정합니다. 성형이 끝나면 PEEK가 스크루에 남지 않도록 PE 왁스로 즉시 세척해야 합니다.
PEEK 소재는 여러 분야에서 매우 뛰어난 성능을 발휘하며 PEEK 사출 성형품의 발전 가능성도 큽니다. 그러나 콜드 슬러그, 실버 스트릭, 기공, 웰드 라인, 휨 등 다양한 결함이 발생할 수 있습니다.
저자는 항공기 객실 제어 링 도어를 예로 들어 사출 성형 공정의 결함과 PEEK 사출 성형 부품의 공정 최적화를 논의합니다.
PEEK 제품 성형 결함 분석
아래 그림은 빅트렉스 PEEK 450G를 사용하여 사출 성형한 밸브용 인서트가 있는 검은색 PEEK 제품을 보여줍니다. 이 제품의 직경은 110mm, 두께는 15mm이며 M6 x 1 강철 인서트가 있습니다.
성형 공정에서 이 제품의 가장 큰 어려움은 차가운 소재, 은색 패턴, 에어홀 및 융착 자국 등 외관 결함이 있다는 것입니다. 전면 피드 중간에 게이팅 흔적이 있습니다.
외관 결함을 사람, 기계, 재료, 방법 및 환경 측면에서 분석하고 해당 조치를 취하여 좋은 결과를 얻었습니다. 게이트 마크는 성형 후 가공을 통해 제거하여 전면이 평평하고 두께가 설계 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
차가운 재료 문제
차가운 재료 문제에는 다음과 같은 두 가지 주요 이유가 있습니다.
생산 과정에서 사출금형의 콜드 슬러그 웰이 규격에 맞게 설계되지 않았거나 콜드 슬러그 웰이 제거되었습니다.
생산에서 폴리머의 용융 상태와 저온 금형이 접촉하면 용융 상태의 앞부분이 열 전달되고 온도가 급격히 감소하므로 PEEK 343 ℃의 용융점까지 낮아져 PEEK의 용융 단계에 있어야 차가운 재료로 빠르게 응고됩니다.
생산 과정에서 러너 끝에 콜드 슬러그 웰이 없으면 콜드 슬러그가 제품 안으로 쉽게 유입되어 사출 성형품에 결함을 일으킵니다.
PEEK 소재는 특수 공정으로 만들어집니다. 제품의 두께가 두꺼운 경우 제품을 장시간 냉각해야 합니다. 노즐의 온도는 400°C까지 올라갈 수 있지만 재료 주변의 온도는 그 값에 도달하지 못하고 큰 온도 차이로 인해 열이 빠르게 발산됩니다.
게이트 슬리브의 온도가 낮고 사출 성형기 노즐과 오래 접촉하면 온도가 PEEK 융점까지 떨어진 뒤 용융 재료가 매우 쉽게 응고하여 사출 성형 공정을 방해합니다. 따라서 재료 사출과 보압이 끝나면 배럴을 즉시 후퇴시켜 금형과 노즐 사이의 거리를 유지해야 합니다(충전 전).
노즐의 흐름 지연 현상을 방지하기 위해 적절한 고무 추출을 설정해야합니다. 온도 차이로 인해 용융물이 공기와 직접 접촉하면 응고되기 쉽고, 처리가 부족하면 응고 된 PEEK가 금형에 들어가면서 스프링의 도움으로 제품 표면에 나타나 냉간 재료 결함을 초래합니다.
실버 패턴 문제
일부 PEEK 사출 성형 부품의 경우, 게이트 근처의 은색 줄무늬는 일반적으로 습기나 가스로 인해 발생합니다. 제품의 가소화 과정에는 가스 발생이 수반되므로 제품에 은색 줄무늬가 생길 가능성이 매우 높습니다.
사출 성형기의 스크루 속도가 높으면 가스가 가소화 과정에 유입되고 분수 흐름을 따라 사출 성형품 표면으로 이동합니다. 이 가스가 고압으로 게이트를 통과하면서 제품 표면에 실버 스트릭이 생깁니다. 성형 공정에서 배압을 설정하면 가소화 중 용융 수지에 가스가 갇히는 현상을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
적절하게 건조되지 않은 원재료의 수분도 은줄무늬가 생기기 쉬우며, PEEK 소재는 앉아있는 동안 공기 중의 수분을 최대 0.4%까지 흡수할 수 있습니다.
생산 중에 흡수 된 수분이 용융물을 통해 게이트로 들어가고 금형 캐비티 벽과 용융 된 재료 사이의 온도 차이가 커서 은색 줄무늬가 생깁니다. 은색 패턴을 피하기 위해 실제 생산에서 0.2% 이내의 수분을 제어하는 데주의를 기울여야합니다.
재료는 쌓아두지 말고 고르게 보관해야 하며, 재료 층의 높이는 20~30mm로 조절해야 합니다. 사용하기 전에 PEEK는 150-160°C의 건조 오븐에서 6-8시간 동안 건조시켜야 합니다.
뒤틀림 문제
수축, 냉각 불균일 제품 및 금형 캐비티가 어긋나면 뒤틀림 현상이 발생합니다. 사실 수축 자체는 주로 차이에 의해 발생하는 수축 과정에서 그다지 큰 영향을 미치지 않습니다.
일반적으로 수축이 균일하면 PEEK 사출 성형품은 부피만 변합니다. 수축이 불균일하면 사출 성형품에 휨과 변형이 발생합니다.
세 가지 주요 요인이 있습니다:
(1) 사출 성형 부품의 벽 두께가 고르지 않아 발생하는 휨.
(2) 사출 성형 부품의 급격한 굽힘 각도로 인한 뒤틀림.
(3) 스트레스로 인한 뒤틀림 및 균열.
PEEK 사출 성형 공정 최적화 권장 사항
금형 온도와 냉각 속도 권장 사항: PEEK를 사출 성형할 때 금형 온도와 냉각 속도를 제어하면 제품의 기계적 특성을 바꿀 수 있습니다. 대부분의 경우 PEEK 성형용 금형 온도는 약 175°C로 제어해야 합니다.
금형 온도가 140°C보다 높으면 금형 온도를 약 175°C로 제어해야 합니다. 금형 온도가 140°C보다 높으면 PEEK 결정이 더 잘 성장하고, 더 완전하며, 비교적 안정적인 구조를 갖습니다.
적절한 냉각 속도는 제품의 기계적 특성을 향상시키는 데 도움이되며, 느린 냉각과 빠른 냉각은 제품의 기계적 특성을 감소시킵니다. 특정 온도에서 PEEK의 결정 모양은 균일 한 핵이며, 저속 냉각 방법을 사용하면 큰 불균일 한 결정을 쉽게 형성 할 수 있습니다.
그러나 제품 표면이 빠르게 냉각되면 내부 냉각 속도가 충분히 빠르지 않아 내부 응력 및 균열이 발생하기 쉬워 재료의 기계적 특성이 저하됩니다.
사출 압력 선택
고압 사출을 사용하면 재료가 단단히 채워지고 성형 효과가 좋아져 PEEK의 기계적 특성을 개선하는 데 도움이됩니다. 그러나 압력이 너무 높으면 제품이 방출되기 어려워 제품 표면이 마모되므로 사출 압력을 적당히 조절해야 합니다. 사출 압력이 9.5MPa, 홀딩 실린더 압력이 7.5MPa, 배압이 0.5 ~ 1.5MPa 인 경우 제품이 원활하게 성형됩니다.
온도 권장 사항
PEEK는 열가소성 결정성 플라스틱의 특수한 유형입니다. 유리 전이 온도는 약 143°C, 녹는점은 약 343°C입니다.
제품 표면이 매끄럽고 광택이 있을 때 배럴 온도의 최적 범위는 360~400℃입니다. 550 ℃ PEEK 열분해 온도. 그러나 고온 (410 ℃ 이상) 성형에서는 기계적 작용과 소량의 공기 존재, 분해되기 쉬운 가교 반응으로 인해 이러한 반응이 용융 점도의 변화로 직접 이어져 제품 광택이 달라집니다.
시간 추천
사출 시간은 가공 제품의 두께가 크기 때문에 전체 캐비티가 충분한 용융 재료로 채워지도록 6 초가되어야하며, 캐비티의 용융 온도 감소로 인한 부피 감소를 보충하고 스프 루에서 응축 된 재료를 제거한 후 공기 구멍이 생기지 않도록 유지 시간은 8 초가되어야합니다.
취출할 때 제품 외관에 긁힘이 생기지 않아야 합니다. 캐비티 압력이 대기압보다 높거나 낮은 상태에서 금형을 열면 모두 제품 외관에 영향을 줍니다. 제품 외관의 변화를 기준으로 조정한 결과 냉각 시간은 35 s로 결정되었습니다. 전반적인 내용은 사출 성형 완벽 가이드를 참조하세요.
