Formowanie wtryskowe PEEK

Produkty PEEK o wysokiej odporności na temperaturę, odporność chemiczną oraz wysoką wytrzymałość i sztywność.

Co to jest PEEK?

PEEK to półkrystaliczny, wysokowydajny, sztywny termoplastyczny materiał inżynieryjny o różnorodnych właściwościach i doskonałej odporności na agresywne chemikalia. Pierwsza synteza PEEK miała miejsce w 1977 roku, a produkcja przemysłowa została osiągnięta w 1981 roku.

Chociaż PEEK jest często grupowany z fluoropolimerami, takimi jak PFA lub PTFE, nie zawiera fluoru. PEEK ma doskonałe właściwości mechaniczne i elektryczne, z maksymalną ciągłą temperaturą roboczą 250°C i doskonałą wydajnością mechaniczną w środowisku pary wodnej lub wody pod wysokim ciśnieniem do 300°C.

PEEK (polieteroeteroketon) to wysokowydajny termoplastyczny polimer inżynieryjny znany z wyjątkowych właściwości mechanicznych, termicznych i chemicznych. Jego łańcuch molekularny zawiera wiązania eterowe i ketonowe. Te specjalne wiązania chemiczne pozwalają PEEK zachować dobre właściwości w wysokich temperaturach.

Czy materiały PEEK mogą być formowane wtryskowo?

Tak, można formować wtryskowo PEEK (polieteroeteroketon). PEEK ma wysoką temperaturę topnienia (około 343°C/649°F), więc potrzebny jest specjalistyczny sprzęt i warunki przetwarzania. Ponadto PEEK ma wysoką lepkość i stosunkowo niskie natężenie przepływu, więc trudno jest wypełnić złożone geometrie i wnęki. Jednak dzięki odpowiedniemu sprzętowi, know-how i warunkom przetwarzania można formować wtryskowo PEEK.

Oto kilka kluczowych kwestii:

1. Wyposażenie wtryskarki:

Potrzebne są wtryskarki wysokotemperaturowe z dużą siłą zacisku i precyzyjną kontrolą temperatury. Śruba wtryskarki musi być odporna na wysoką temperaturę, która może wytrzymać temperatury powyżej 350 stopni.

2. Rozważania projektowe:

Podczas projektowania części PEEK należy zachować ostrożność, aby uniknąć wad, takich jak wypaczenia, pęknięcia i ślady zapadania się. Oznacza to, że należy zastanowić się nad konstrukcją prowadnicy, rozmiarem bramki i kątami pochylenia. Prowadnica, brama i kąt pochylenia powinny być jak największe.

3. Oprzyrządowanie do form wtryskowych:

Formę należy wykonać z materiałów stalowych odpornych na wysokie temperatury, takich jak H13 lub S136. Ponieważ przetwarzanie PEEK wymaga wysokich temperatur i ciśnień.

4. Wybór materiału PEEK:

Należy wybrać odpowiedni gatunek PEEK. Niektóre gatunki PEEK są lepsze do formowania wtryskowego niż inne. Należy szukać gatunków o lepszym przepływie i niższej lepkości.

5. Przygotowanie materiału:

PEEK musi być dokładnie wysuszony przed formowaniem w celu usunięcia wilgoci resztkowej, zazwyczaj poprzez suszenie przez 2 do 4 godzin w temperaturze około 150°C do 160°C.

6. Warunki przetwarzania:

Należy uważać na warunki przetwarzania, takie jak temperatura, ciśnienie i prędkość wtrysku, aby można było prawidłowo wypełnić i schłodzić formę. Warunki przetwarzania: temperatura cylindra 370 ~ 390 ℃, ciśnienie wtrysku 120 MPa. Temperatura formy wynosi 170 ℃.

7. Chłodzenie:

Części PEEK wymagają powolnego i kontrolowanego chłodzenia, aby zapobiec wypaczeniu lub zniekształceniu. Może to wymagać zastosowania systemów chłodzenia lub opóźnienia wyrzucenia części z formy.

8. Przetwarzanie końcowe:

Ponieważ brama wtryskowa jest dość duża lub nie można wykonać niektórych form strukturalnych, należy wykonać obróbkę końcową. Części PEEK mogą wymagać dodatkowych kroków, takich jak cięcie, szlifowanie lub obróbka powierzchni, aby uzyskać żądaną powierzchnię i rozmiar.

Jakie są właściwości materiału do formowania wtryskowego PEEK?

PEEK łączy w sobie wysoką odporność termiczną i chemiczną, doskonałe właściwości mechaniczne, biokompatybilność i izolację elektryczną. Jest to materiał wielofunkcyjny. Niektóre z kluczowych właściwości materiałów PEEK obejmują:

Odporność na wysokie temperatury: PEEK może wytrzymać wysokie temperatury do 250°C (482°F) bez utraty wytrzymałości lub stabilności wymiarowej.

Odporność chemiczna: PEEK charakteryzuje się wysoką odpornością na różne chemikalia, w tym kwasy, zasady i rozpuszczalniki organiczne, dzięki czemu nadaje się do stosowania w trudnych warunkach chemicznych.

Doskonałe właściwości mechaniczne: PEEK charakteryzuje się wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy, doskonałą odpornością na zmęczenie i zużycie oraz dobrą stabilnością wymiarową, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań wymagających wysokiej wytrzymałości i trwałości.

Biokompatybilność: PEEK jest biokompatybilny i został zatwierdzony do stosowania w implantach i urządzeniach medycznych.

Odporność na hydrolizę: PEEK ma dobrą odporność na hydrolizę i nadaje się do środowisk wodnych i parowych.

Izolacja elektryczna: PEEK ma doskonałe właściwości izolacji elektrycznej i nadaje się do zastosowań elektrycznych i elektronicznych.

Niska palność: PEEK charakteryzuje się niską palnością, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających odporności ogniowej.

Odporność na pełzanie: PEEK zachowuje swoje właściwości przy długotrwałym obciążeniu, zwłaszcza w wysokich temperaturach.

Odporność na promieniowanie: Odporność na promieniowanie gamma jest bardzo wysoka i przewyższa odporność polistyrenu, który ma najlepszą odporność na promieniowanie wśród żywic ogólnego przeznaczenia. Może być poddany dawce promieniowania γ do 1100 Mrad i nadal być bezpieczny Wysokowydajne przewody o dobrych właściwościach izolacyjnych.

Niska absorpcja wilgoci: PEEK charakteryzuje się wyjątkową odpornością na hydrolizę termiczną i bardzo niską absorpcją wody w środowiskach o wysokiej temperaturze i wilgotności. Nie powoduje znaczących zmian rozmiaru z powodu absorpcji wody, tak jak ogólne tworzywa sztuczne, takie jak nylon.

Jakie są właściwości PEEK do formowania wtryskowego?

Surowiec z tworzywa sztucznego PEEK (polieteroeteroketon) jest aromatycznym krystalicznym termoplastycznym materiałem polimerowym o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, odporności na wysoką temperaturę, odporności na uderzenia, trudnopalności, odporności na kwasy i zasady, odporności na hydrolizę, odporności na zużycie, odporności na zmęczenie, odporności na promieniowanie i dobrych właściwościach elektrycznych.

Własność	Charakterystyka
Odporność na wysokie temperatury	Ma wysoką temperaturę zeszklenia (Tg = 143 ℃) i temperaturę topnienia (Tm = 343 ℃), jego temperatura odkształcenia termicznego obciążenia wynosi aż 316 ℃, a jego chwilowa temperatura użytkowania może osiągnąć 300 ℃.
Właściwości mechaniczne	Charakteryzuje się sztywnością i elastycznością, a zwłaszcza wyjątkową odpornością na zmęczenie przy zmiennym obciążeniu, która jest porównywalna z materiałami stopowymi.
Samosmarujące	Ma doskonałe właściwości ślizgowe i nadaje się do zastosowań, które ściśle wymagają niskiego współczynnika tarcia i odporności na zużycie. W szczególności PEEK zmodyfikowany pewną proporcją włókna węglowego i grafitu ma lepsze właściwości samosmarujące.
Odporność na korozję	Z wyjątkiem stężonego kwasu siarkowego, PEEK jest nierozpuszczalny w żadnym rozpuszczalniku, silnym kwasie i silnych zasadach, jest odporny na hydrolizę i ma wysoką stabilność chemiczną.
Trudnopalność	Jest samogasnący i może osiągnąć standard UL 94V-0 nawet bez dodawania środków zmniejszających palność.
Łatwość przetwarzania	Charakteryzuje się dobrą płynnością w wysokiej temperaturze i wysoką temperaturą rozkładu termicznego i może być przetwarzany na różne sposoby: formowanie wtryskowe, wytłaczanie, formowanie tłoczne, przędzenie w stanie stopionym itp.
Odporność na zdzieranie	Charakteryzuje się dobrą odpornością na zdzieranie, dzięki czemu może być stosowany w cienkich drutach lub drutach magnetycznych i może być używany w trudnych warunkach.
Odporność na zmęczenie	Najlepsza odporność na zmęczenie spośród wszystkich żywic.
Odporność na promieniowanie	Charakteryzuje się wysoką odpornością na wysokie promieniowanie, przewyższając polistyren, który ma najlepszą odporność na promieniowanie wśród żywic ogólnego przeznaczenia. Może być wykonany z wysoką wydajnością, która może nadal utrzymywać dobrą zdolność izolacji, gdy dawka promieniowania gamma osiąga 1100 Mrad.
Odporność na hydrolizę	PEEK i jego materiały kompozytowe nie ulegają chemicznemu oddziaływaniu wody i pary wodnej pod wysokim ciśnieniem. Produkty wykonane z tego materiału mogą nadal zachowywać doskonałe właściwości, gdy są stale używane w wodzie o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem.
Smoky	PEEK generuje najmniej dymu wśród tworzyw sztucznych.
Rozpraszanie toksycznych gazów	PEEK jest taki sam jak wiele materiałów organicznych. Podczas rozkładu w wysokiej temperaturze PEEK wytwarza głównie dwutlenek węgla i tlenek węgla. Korzystając z brytyjskiego standardu testowania samolotów BSS 7239, można wykryć bardzo niskie stężenia ulatniającego się trującego gazu. Ten proces wykrywania wymaga przestrzeni 1 metra sześciennego. Należy całkowicie spalić 100 gramów próbki, a następnie przeanalizować wytworzony trujący gaz. Wskaźnik toksyczności definiuje się jako stosunek stężenia trującego gazu wytwarzanego w normalnych warunkach do dawki, która może być śmiertelna w ciągu 30 minut. Indeks PEEK450G wynosi 0,22 i nie wykryto kwasowości gazu.
Stabilność izolacji	Ma dobre właściwości izolacji elektrycznej i utrzymuje się w bardzo wysokim zakresie temperatur. Jego straty dielektryczne są również bardzo małe przy wysokich częstotliwościach.
Stabilność	Charakteryzuje się doskonałą stabilnością wymiarową, co jest ważne w przypadku niektórych zastosowań. Zmiany warunków środowiskowych, takich jak temperatura i wilgotność, mają niewielki wpływ na rozmiar części PEEK i mogą spełniać wymagania dotyczące stosowania w warunkach o stosunkowo wysokich wymaganiach dotyczących dokładności wymiarowej.
	Formowanie wtryskowe surowca z tworzywa sztucznego PEEK ma niewielki współczynnik skurczu, co jest bardzo korzystne dla kontrolowania zakresu tolerancji wymiarowej części formowanych wtryskowo PEEK, dzięki czemu dokładność wymiarowa części PEEK jest znacznie wyższa niż w przypadku ogólnych tworzyw sztucznych.
	Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest niewielki. Wraz ze zmianą temperatury (która może być spowodowana zmianami temperatury otoczenia lub ciepła tarcia podczas pracy), rozmiar części PEEK zmienia się bardzo nieznacznie.
	Dobra stabilność wymiarowa. Stabilność wymiarowa tworzyw sztucznych odnosi się do stabilności wymiarowej inżynieryjnych produktów z tworzyw sztucznych podczas użytkowania lub przechowywania. Ta zmiana rozmiaru wynika głównie ze wzrostu energii aktywacji cząsteczek polimeru, co powoduje, że segmenty łańcucha mają pewien stopień stabilności. Spowodowane zwijaniem się.
	PEEK charakteryzuje się wyjątkową odpornością na hydrolizę termiczną i bardzo niską absorpcją wody w środowiskach o wysokiej temperaturze i wilgotności. Nie powoduje znaczących zmian rozmiaru z powodu absorpcji wody, tak jak ogólne tworzywa sztuczne, takie jak nylon.

Dlaczego formowanie wtryskowe PEEK jest tak drogie?

PEEK (polieteroeteroketon) to wysokowydajny polimer znany z wyjątkowych właściwości mechanicznych, termicznych i chemicznych. Jego wysoki koszt można przypisać kilku czynnikom, w tym:

① Wytwarzanie PEEK jest skomplikowane: Jest on wytwarzany poprzez mieszanie ze sobą specjalnych substancji chemicznych. Zajmuje to dużo czasu i pieniędzy, ponieważ potrzebne są specjalne maszyny i ludzie, którzy wiedzą, co robią.

② Najwyższej jakości surowce: Produkcja PEEK wymaga surowców o wysokiej czystości, takich jak aromatyczne diaminy i aromatyczne kwasy dikarboksylowe, które są drogie w produkcji i zakupie.

③ Warunki reakcji są trudne, a koszty wysokie: Proces polimeryzacji PEEK musi zapewniać reakcję w stanie wolnym od tlenu, a temperatura reakcji wynosi nawet 310-340°C. Aby uzyskać żywicę PEEK o wyższej czystości, surowy produkt musi zostać poddany dziesiątkom procesów rafinacji alkoholowej i procesom mycia wodą.

④ Wysokie wymagania techniczne: PEEK ma dobrą wydajność przetwarzania, ale ponieważ PEEK topi się w temperaturze 343°C, a PEEK przykleja się do rzeczy, potrzebujesz specjalnych beczek, śrub i form do swoich maszyn i musisz dobrze kontrolować temperaturę.

⑤ Istnieje wiele produktów i wysokie początkowe koszty badań i rozwoju: Aby sprostać różnym warunkom pracy klientów, potrzebne są nie tylko powszechnie stosowane podstawowe gatunki, takie jak wzmocnienie włóknem węglowym i wzmocnienie włóknem szklanym, ale także opracowanie gatunków antystatycznych, przewodzących, odpornych na zużycie, o wysokiej wytrzymałości itp. Jednocześnie wymaga to również wielu prac badawczo-rozwojowych, takich jak projektowanie strukturalne, projektowanie form, projektowanie procesów i testowanie form na wczesnym etapie.

⑥ Partia produktu jest niewielka, a niestandardowych specyfikacji jest wiele: Ponieważ PEEK ma doskonałe wszechstronne właściwości, może być stosowany w wielu gałęziach przemysłu. Jednak większość z nich jest używana w specjalnych okazjach na sprzęcie. Dlatego też ogólne wymiary, cechy konstrukcyjne, specyfikacje i modele są różne. Obecnie mamy do czynienia z ponad 1500 produktami wykorzystującymi PEEK.

⑦ Większość z nich znajduje się w fazie testowej, a koszty promocji są wysokie: Synteza PEEK została zmonopolizowana przez firmę Victrex w Wielkiej Brytanii. PEEK jest promowany i używany za granicą od 30 lat. Jednak zrozumienie i zastosowanie materiałów PEEK na rynku krajowym dopiero się rozpoczęło, a wielu klientów jest na etapie prób. Koszt promocji jest stosunkowo wysoki.

⑧ Wymagania dotyczące produktu są wysokie, a etapów przetwarzania jest wiele: Ponieważ materiał PEEK jest drogi, wymagania klienta dotyczące gotowego produktu są stosunkowo wysokie. Jakość wyglądu, tolerancje, wykończenie powierzchni itp. muszą być ściśle kontrolowane. Niektóre produkty mają złożoną strukturę, co skutkuje zbyt dużą liczbą etapów przetwarzania i udziałem zbyt wielu osób, co przekłada się na wzrost kosztów.

Jakie są zastosowania formowania wtryskowego PEEK?

PEEK to materiał o doskonałych, wszechstronnych właściwościach. Może zastąpić tradycyjne materiały, takie jak metale i ceramika, w wielu specjalnych dziedzinach. Odporność na wysokie temperatury, samosmarowność, odporność na zużycie i zmęczenie sprawiają, że jest to obecnie jedno z najpopularniejszych wysokowydajnych tworzyw konstrukcyjnych. Stosowany jest głównie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, elektronicznym i elektrycznym, sprzęcie medycznym i innych dziedzinach.

Obszary zastosowań	Specyficzne sytuacje zastosowania
Lotnictwo i kosmonautyka	Może być przetwarzany na różne precyzyjne części samolotów. Ze względu na dobrą odporność na hydrolizę, odporność na korozję i właściwości zmniejszające palność, może być przetwarzany na wewnętrzne/zewnętrzne części samolotów i wiele części silników rakietowych.
Przemysł motoryzacyjny	Polieteroeteroketon PEEK jest z powodzeniem stosowany w przemyśle motoryzacyjnym. Ze względu na dobrą odporność na tarcie może zastąpić metale (w tym stal nierdzewną i tytan) w produkcji wewnętrznych pokryw silnika, łożysk samochodowych, uszczelek, klocków hamulcowych itp.
Pole przemysłowe	Ze względu na dobre właściwości mechaniczne, odporność na wysoką temperaturę, odporność na zużycie i odporność na wysokie ciśnienie, jest często stosowany do produkcji płytek zaworowych sprężarek, pierścieni tłokowych, uszczelek itp.
Instrumenty medyczne	Wytrzymuje 3000 cykli sterylizacji w autoklawie w temperaturze 134°C. Ta cecha może spełnić wymagania produkcyjne sprzętu chirurgicznego i dentystycznego, który wymaga wysokich wymagań sterylizacyjnych i musi być używany wielokrotnie. W połączeniu z odpornością na pełzanie i hydrolizę, może być stosowany do produkcji różnych urządzeń medycznych, które wymagają sterylizacji parą wodną w wysokiej temperaturze. Co szczególnie ważne, PEEK jest nietoksyczny, lekki i odporny na korozję. Jest to materiał najbardziej zbliżony do ludzkich kości. Dlatego PEEK może być stosowany do zastępowania metalu w produkcji ludzkich kości.
Materiały izolacyjne	Dzięki doskonałym właściwościom elektrycznym PEEK może zachować swoje właściwości izolacyjne w trudnych warunkach, takich jak wysoka temperatura i wysoka wilgotność. Jest to idealny materiał do izolacji elektrycznej i jest szeroko stosowany w przemyśle półprzewodników.
	Jest to nowy rodzaj tworzywa konstrukcyjnego, które może być stosowane jako odporne na wysokie temperatury materiały konstrukcyjne i materiały do izolacji elektrycznej. Może być łączony z włóknem szklanym lub węglowym w celu przygotowania wzmocnionych materiałów.
	Modyfikowany polieteroeteroketon obejmuje czarny polieteroeteroketon przewodzący wzmocniony włóknem węglowym, czerwony polieteroeteroketon przewodzący wzmocniony włóknem węglowym, polieteroeteroketon wzmocniony minerałami, polieteroeteroketon wzmocniony włóknem szklanym i żywicę PEEK. Chociaż polieteroeteroketon ma wiele doskonałych właściwości, jest drogi, co ogranicza jego zastosowanie w niektórych dziedzinach. Ponadto jego udarność jest niska. W celu dalszej poprawy jego wydajności, aby sprostać kompleksowej wydajności i zróżnicowanym potrzebom różnych dziedzin, można go modyfikować poprzez napełnianie, mieszanie, sieciowanie, szczepienie i inne metody w celu uzyskania lepszej wydajności. Bardziej doskonały stop tworzyw sztucznych PEEK lub materiał kompozytowy PEEK. Na przykład: mieszanie PEEK z polieterem może uzyskać lepsze właściwości mechaniczne i ognioodporność; mieszanie PEEK z PTFE w celu utworzenia materiałów kompozytowych ma wyjątkową odporność na zużycie i może być stosowane do produkcji łożysk ślizgowych, dynamicznych pierścieni uszczelniających i innych części; PEEK jest modyfikowany włóknem węglowym i innymi wypełnieniami w celu uzyskania wzmocnionych materiałów kompozytowych PEEK, co może znacznie poprawić twardość, sztywność i stabilność wymiarową materiału.
Dziedzina produkcji IT	Oczekuje się, że produkcja półprzewodników oraz przemysł elektroniczny i elektryczny staną się kolejnym punktem wzrostu dla zastosowań żywicy PEEK. W przemyśle półprzewodników, w celu osiągnięcia wysokiej funkcjonalności i niskich kosztów, wafle krzemowe muszą być większe i bardziej zaawansowane w technologii produkcji. Niski poziom pyłu, niskie uwalnianie gazów, niskie rozpuszczanie jonów i niska absorpcja wody to wymagania dotyczące różnych materiałów wyposażenia w procesie produkcji półprzewodników. W przypadku specjalnych wymagań w grę wchodzi żywica PEEK.
Części do maszyn biurowych	W przypadku pazurów oddzielających kopiarki, specjalnych łożysk odpornych na ciepło, łańcuchów, kół zębatych itp. zastosowanie żywicy PEEK zamiast metalu jako materiału może sprawić, że części będą lekkie, odporne na zmęczenie i bezolejowe.
Pole pokrycia przewodów	Powłoka PEEK ma dobrą ognioodporność. Bez dodawania jakichkolwiek środków zmniejszających palność, jej poziom ognioodporności może osiągnąć poziom UL94 V-0. Żywica PEEK ma również zalety odporności na łuszczenie i promieniowanie (109 rad), dlatego jest stosowana w specjalnych przewodach w przemyśle wojskowym, energetyce jądrowej i innych powiązanych dziedzinach.

Więcej informacji na temat form wtryskowych i formowania wtryskowego →

Samodzielne formowanie wtryskowe: Jak samodzielnie formować części z tworzyw sztucznych?

Wprowadzenie: Formowanie wtryskowe jest wszędzie. W rzeczywistości większość produktów z tworzyw sztucznych na świecie jest obecnie wytwarzana przy użyciu formowania wtryskowego. Chociaż jest to świetne rozwiązanie do produkcji na dużą skalę, tradycyjne formy metalowe obrabiane CNC

Czytaj więcej "

Mike Tang wrzesień 1, 2025

Czym jest dwukolorowe formowanie wtryskowe?

Wprowadzenie: Dwukolorowe formowanie wtryskowe to klasyczny proces formowania. Wykorzystuje dwa materiały do wtryskiwania do produktu, co pozwala uzyskać różne kolory i efekty dotykowe. W tym artykule,

Czytaj więcej "

Mike Tang sierpień 29, 2025

Dołącz do nas na targach Advanced Design & Manufacturing Expo 2025 - stoisko Zetarmold 706!

Czytaj więcej "

Mike Tang sierpień 28, 2025

Formowanie wtryskowe PEEK

Produkty PEEK o wysokiej odporności na temperaturę, odporność chemiczną oraz wysoką wytrzymałość i sztywność.

Zasoby dla Kompletnego przewodnika po formowaniu wtryskowym PEEK

Co to jest PEEK?