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Moldagem por injeção de PEEK
Produtos PEEK com resistência a altas temperaturas, resistência química e alta resistência e rigidez.
Recursos para O guia completo da moldagem por injeção de PEEK
O que é PEEK?
O PEEK é um material termoplástico de engenharia rígido, semi-cristalino, de elevado desempenho, com uma variedade de propriedades e uma excelente resistência a produtos químicos agressivos. A primeira síntese de PEEK ocorreu em 1977, e a produção industrial foi alcançada em 1981.
Embora o PEEK seja frequentemente agrupado com fluoropolímeros como o PFA ou o PTFE, não contém flúor. O PEEK tem excelentes propriedades mecânicas e eléctricas, com uma temperatura máxima de funcionamento contínuo de 250°C, e um excelente desempenho mecânico em ambientes de vapor ou água a alta pressão até 300°C.
O PEEK (poliéter éter cetona) é um polímero termoplástico de engenharia de elevado desempenho, conhecido pelas suas excepcionais propriedades mecânicas, térmicas e químicas. A sua cadeia molecular contém ligações de éter e ligações de cetona. Estas ligações químicas especiais permitem ao PEEK manter um bom desempenho a altas temperaturas. desempenho.
Os materiais PEEK podem ser moldados por injeção?
Sim, é possível moldar por injeção PEEK (Poliéter Éter Cetona). O PEEK tem um ponto de fusão elevado (cerca de 343°C/649°F), pelo que é necessário equipamento e condições de processamento especializados. Além disso, o PEEK tem uma viscosidade elevada e uma taxa de fluxo relativamente baixa, pelo que é difícil preencher geometrias e cavidades complexas. Mas, com o equipamento, o know-how e as condições de processamento corretos, é possível moldar PEEK por injeção.
Eis algumas considerações fundamentais:
1. Equipamento da máquina de injeção:
O parafuso da máquina de moldagem por injeção necessita de um parafuso resistente a altas temperaturas que possa suportar temperaturas superiores a 350 graus.
2. Considerações sobre a conceção:
É necessário ter cuidado ao conceber peças PEEK para não obter defeitos como deformações, fissuras e marcas de afundamento. Isto significa que tem de pensar no design do corredor, no tamanho da porta e nos ângulos de inclinação. Deve fazer com que o corredor, a porta e o ângulo de inclinação sejam tão grandes quanto possível.
3. Ferramentas para moldes de injeção:
É necessário fabricar o molde com materiais de aço resistentes a altas temperaturas, como H13 ou S136. Devido ao facto de o processamento do PEEK necessitar de temperaturas e pressões elevadas.
4. PEEK Seleção do material:
É necessário escolher o tipo correto de PEEK. Alguns tipos de PEEK são melhores para a moldagem por injeção do que outros. Procure os tipos que fluem melhor e têm menor viscosidade.
5. Preparação do material:
O PEEK deve ser completamente seco antes da moldagem para remover a humidade residual, normalmente por secagem durante 2 a 4 horas a temperaturas de cerca de 150°C a 160°C.
6. Condições de processamento:
Você tem que ter cuidado com as condições de processamento, como temperatura, pressão e velocidade de injeção, para que você possa preencher e esfriar o molde direito. Suas condições de processamento: temperatura do barril 370 ~ 390 ℃, pressão de injeção 120MPa. A temperatura do molde é de 170 ℃.
7. Arrefecimento:
As peças em PEEK requerem um arrefecimento lento e controlado para evitar deformações ou distorções. Isto pode implicar a utilização de sistemas de arrefecimento ou o atraso da ejeção da peça do molde.
8. Pós-processamento:
Uma vez que a porta de injeção é bastante grande, ou não é possível fazer alguns moldes estruturais, é necessário fazer o pós-processamento. As peças em PEEK podem necessitar de passos adicionais, como corte, retificação ou tratamento da superfície, para obter a superfície e o tamanho pretendidos.
Quais são as caraterísticas do material de moldagem por injeção PEEK?
O PEEK combina alta temperatura e resistência química, excelentes propriedades mecânicas, biocompatibilidade e isolamento elétrico. É um material polivalente. Algumas das principais propriedades dos materiais PEEK incluem:
Resistência a altas temperaturas: O PEEK pode suportar temperaturas elevadas até 250°C (482°F) sem perder a sua resistência ou estabilidade dimensional.
Resistência química: O PEEK tem uma forte resistência a vários produtos químicos, incluindo ácidos, álcalis e solventes orgânicos, o que o torna adequado para utilização em ambientes químicos agressivos.
Excelentes propriedades mecânicas: O PEEK tem uma elevada relação força/peso, excelente resistência à fadiga e ao desgaste e boa estabilidade dimensional, o que o torna ideal para aplicações que exigem elevada resistência e durabilidade.
Biocompatibilidade: O PEEK é biocompatível e foi aprovado para utilização em implantes e dispositivos médicos.
Resistência à hidrólise: O PEEK tem uma boa resistência à hidrólise e é adequado para ambientes com água e vapor.
Isolamento elétrico: O PEEK tem excelentes propriedades de isolamento elétrico e é adequado para aplicações eléctricas e electrónicas.
Baixa inflamabilidade: O PEEK tem baixa inflamabilidade, o que o torna adequado para utilização em aplicações que requerem resistência ao fogo.
Resistência à deformação: O PEEK mantém as suas propriedades sob tensão a longo prazo, especialmente a altas temperaturas.
Resistência à radiação: A capacidade de resistir à radiação gama é muito forte, excedendo a do poliestireno, que tem a melhor resistência à radiação entre as resinas de utilização geral. Pode ser submetido a uma dose de irradiação γ até 1100 Mrad e continuar a ser seguro Fios de elevado desempenho com boas capacidades de isolamento.
Baixa absorção de humidade: O PEEK tem uma excelente resistência à hidrólise térmica e tem uma absorção de água muito baixa em ambientes de alta temperatura e alta humidade. Não provoca alterações significativas no tamanho devido à absorção de água, como acontece com os plásticos em geral, como o nylon.
Quais são as propriedades da moldagem por injeção de PEEK?
A matéria-prima plástica PEEK (poliéter-éter-cetona) é um material polimérico termoplástico cristalino aromático com elevada resistência mecânica, resistência a altas temperaturas, resistência ao impacto, retardador de chama, resistência a ácidos e álcalis, resistência à hidrólise, resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à radiação e boas propriedades eléctricas.
| Imóveis | Caraterística |
|---|---|
| Resistência a altas temperaturas | Ele tem uma alta temperatura de transição vítrea (Tg = 143 ℃) e ponto de fusão (Tm = 343 ℃), sua temperatura de deformação térmica de carga é tão alta quanto 316 ℃ e sua temperatura de uso instantâneo pode chegar a 300 ℃. |
| Propriedades mecânicas | Tem rigidez e flexibilidade, especialmente a sua excelente resistência à fadiga sob tensão alternada, que é comparável aos materiais de liga. |
| Autolubrificante | Tem excelentes caraterísticas de deslizamento e é adequado para aplicações que exigem rigorosamente um baixo coeficiente de atrito e resistência ao desgaste. Em particular, o PEEK modificado com uma certa proporção de fibra de carbono e grafite tem melhores propriedades auto-lubrificantes. |
| Resistência à corrosão | Com exceção do ácido sulfúrico concentrado, o PEEK é insolúvel em qualquer solvente, ácido forte e alcalino forte, é resistente à hidrólise e tem uma elevada estabilidade química. |
| Retardador de chama | É auto-extinguível e pode atingir a norma UL 94V-0 mesmo sem adicionar qualquer retardador de chama. |
| Facilidade de processamento | Tem as caraterísticas de boa fluidez a alta temperatura e alta temperatura de decomposição térmica, e pode ser processado de várias formas: moldagem por injeção, moldagem por extrusão, moldagem por compressão, fiação por fusão, etc. |
| Resistência ao descasque | Tem boa resistência à descamação, pelo que pode ser transformado em fios com revestimento fino ou fios magnéticos e pode ser utilizado em condições difíceis. |
| Resistência à fadiga | A melhor resistência à fadiga de todas as resinas. |
| Resistência à radiação | Tem uma forte resistência à radiação elevada, ultrapassando o poliestireno, que tem a melhor resistência à radiação entre as resinas de utilização geral. Pode ser fabricado com alto desempenho que ainda pode manter uma boa capacidade de isolamento quando a dose de irradiação gama atinge 1100 Mrad. |
| Resistência à hidrólise | O PEEK e os seus materiais compósitos não são quimicamente afectados pela água e pelo vapor de água a alta pressão. Os produtos fabricados com este material podem ainda manter excelentes propriedades quando utilizados continuamente em água a alta temperatura e alta pressão. |
| Fumado | O PEEK tem a mais baixa produção de fumo entre os plásticos. |
| Dissipação de gases tóxicos | O PEEK é o mesmo que muitos materiais orgânicos. Quando decomposto a alta temperatura, o PEEK produz principalmente dióxido de carbono e monóxido de carbono. Utilizando a norma britânica de ensaio de aeronaves BSS 7239, podem ser detectadas concentrações extremamente baixas de fuga de gases venenosos. Este processo de deteção requer um espaço de 1 metro cúbico. Queima-se completamente 100 gramas de amostra e, em seguida, analisa-se o gás venenoso produzido. O índice de toxicidade é definido como a razão entre a concentração de gás venenoso produzido em circunstâncias normais e a dose que pode ser fatal em 30 minutos. O índice do PEEK450G é de 0,22 e não é detectada acidez. gás. |
| Estabilidade do isolamento | Tem boas propriedades de isolamento elétrico e mantém-se a uma gama de temperaturas muito elevada. A sua perda dieléctrica é também muito pequena a altas frequências. |
| Estabilidade | Possui excelentes propriedades de estabilidade dimensional, o que é importante para algumas aplicações. As alterações nas condições ambientais, como a temperatura e a humidade, têm pouco efeito no tamanho das peças PEEK e podem cumprir os requisitos para utilização em condições com requisitos de precisão dimensional relativamente elevados. |
| A moldagem por injeção de matérias-primas plásticas PEEK tem uma pequena taxa de encolhimento, o que é muito benéfico para controlar a gama de tolerância dimensional das peças moldadas por injeção PEEK, tornando a precisão dimensional das peças PEEK muito superior à dos plásticos em geral. | |
| O coeficiente de expansão térmica é pequeno. À medida que a temperatura muda (o que pode ser causado por mudanças na temperatura ambiente ou calor de fricção durante o funcionamento), o tamanho das peças PEEK muda muito pouco. | |
| Boa estabilidade dimensional. A estabilidade dimensional dos plásticos refere-se à estabilidade dimensional dos produtos de plástico de engenharia durante a utilização ou armazenamento. Esta alteração no tamanho deve-se principalmente ao aumento da energia de ativação das moléculas de polímero, o que faz com que os segmentos da cadeia tenham um certo grau de estabilidade. Causada por enrolamento. | |
| O PEEK tem uma excelente resistência à hidrólise térmica e tem uma absorção de água muito baixa em ambientes de alta temperatura e alta humidade. Não provoca alterações significativas no tamanho devido à absorção de água, como acontece com os plásticos em geral, como o nylon. |
Porque é que a moldagem por injeção de PEEK é tão cara?
O PEEK (poliéter-éter-cetona) é um polímero de alto desempenho conhecido pelas suas excepcionais propriedades mecânicas, térmicas e químicas. O seu elevado custo pode ser atribuído a vários factores, incluindo:
① O fabrico de PEEK é complicado: é feito através da mistura de químicos especiais. Isto exige muito tempo e dinheiro porque são necessárias máquinas especiais e pessoas que sabem o que estão a fazer.
② Matérias-primas de primeira qualidade: A produção de PEEK necessita de matérias-primas de elevada pureza, como diaminas aromáticas e ácidos dicarboxílicos aromáticos, cuja produção e aquisição são dispendiosas.
③ As condições de reação são difíceis e o custo é elevado: O processo de polimerização do PEEK deve assegurar a reação num estado livre de oxigénio, e a temperatura da reação é tão elevada como 310-340°C. Para obter resina PEEK com maior pureza, o produto em bruto tem de ser sujeito a dezenas de processos de refinamento de álcool e processos de lavagem com água.
④ Requisitos técnicos elevados: O PEEK tem um bom desempenho de processamento, mas como o PEEK funde a 343°C, e o PEEK adere ao material, são necessários cilindros, parafusos e moldes especiais para as suas máquinas, e tem de ser bom a controlar a temperatura.
⑤ Existem muitos produtos e elevados custos iniciais de investigação e desenvolvimento: A fim de satisfazer as várias condições de trabalho dos clientes, são necessários não só os tipos básicos normalmente utilizados, como o reforço de fibra de carbono e o reforço de fibra de vidro, mas também o desenvolvimento de tipos anti-estáticos, tipos condutores, tipos resistentes ao desgaste, tipos de alta resistência, etc.; ao mesmo tempo, também requer muito trabalho de I&D, como a conceção estrutural, a conceção do molde, a conceção do processo e o ensaio do molde na fase inicial.
⑥ O lote de produtos é pequeno e as especificações não normalizadas são muitas: Uma vez que o PEEK tem um excelente desempenho global, pode ser utilizado numa vasta gama de indústrias. No entanto, a maioria é utilizada em ocasiões especiais no equipamento. Por conseguinte, as dimensões gerais, as caraterísticas estruturais, as especificações e os modelos são diferentes. Atualmente, estamos expostos a mais de 1.500 produtos que utilizam PEEK.
⑦ A maior parte deles está em fase de teste e o custo de promoção é elevado: A síntese de PEEK foi monopolizada pela Victrex no Reino Unido. O PEEK tem sido promovido e utilizado no estrangeiro há 30 anos. No entanto, a compreensão e a aplicação dos materiais PEEK no mercado nacional estão apenas a começar, e muitos clientes estão na fase de teste. Por conseguinte, o custo da promoção é relativamente elevado.
⑧ Os requisitos para o produto são elevados e as etapas de processamento são muitas: Devido ao facto de o material PEEK ser caro, os requisitos do cliente para o produto acabado são relativamente elevados. A qualidade do aspeto, as tolerâncias, o acabamento da superfície, etc. têm de ser rigorosamente controlados. Alguns produtos têm estruturas complexas, o que resulta em demasiados passos de processamento e na participação de demasiadas pessoas, resultando num aumento dos custos.
Quais são as aplicações da moldagem por injeção PEEK?
O PEEK é um material com excelentes propriedades abrangentes. Pode substituir os materiais tradicionais, como os metais e a cerâmica, em muitos domínios especiais. A sua resistência a altas temperaturas, auto-lubrificação, resistência ao desgaste e resistência à fadiga fazem dele um dos plásticos de engenharia de alto desempenho mais populares atualmente. É utilizado principalmente nos sectores aeroespacial, automóvel, eletrónico e elétrico, equipamento médico e outros.
| Áreas de aplicação | Situações de aplicação específicas |
|---|---|
| Setor aeroespacial | Pode ser transformado em várias peças de aeronaves de alta precisão. Devido à sua boa resistência à hidrólise, resistência à corrosão e propriedades retardadoras de chama, pode ser transformado em peças internas/externas de aeronaves e em muitas peças de motores de foguetões. |
| Indústria automóvel | A poliéter-éter-cetona PEEK tem sido utilizada com sucesso na indústria automóvel. Devido à sua boa resistência à fricção, pode substituir os metais (incluindo o aço inoxidável e o titânio) no fabrico de coberturas interiores de motores, rolamentos para automóveis, vedantes, pastilhas de travão, etc. |
| Campo industrial | Devido às suas boas propriedades mecânicas, resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste e resistência a altas pressões, é frequentemente utilizado no fabrico de placas de válvulas de compressores, anéis de pistão, vedantes, etc. |
| Instrumentos médicos | Pode suportar 3.000 ciclos de esterilização em autoclave a 134°C. Esta caraterística pode satisfazer os requisitos de fabrico de equipamento cirúrgico e dentário que exija elevados requisitos de esterilização e que tenha de ser utilizado repetidamente. Juntamente com a sua resistência à fluência e à hidrólise, pode ser utilizado para fabricar vários dispositivos médicos que requerem esterilização a vapor a alta temperatura. O que é particularmente importante é o facto de o PEEK não ser tóxico, ser leve e resistente à corrosão. É o material mais próximo dos ossos humanos. Por conseguinte, o PEEK pode ser utilizado para substituir o metal no fabrico de ossos humanos. |
| Materiais de isolamento | Devido às suas excelentes propriedades eléctricas, o PEEK consegue manter as suas propriedades de isolamento em condições adversas, como temperaturas elevadas e humidade elevada. É um material de isolamento elétrico ideal e é amplamente utilizado na indústria de semicondutores. |
| É um novo tipo de plástico de engenharia que pode ser utilizado como materiais estruturais resistentes a altas temperaturas e materiais de isolamento elétrico. Pode ser combinado com fibra de vidro ou fibra de carbono para preparar materiais reforçados. | |
| A polieteretercetona modificada inclui a polieteretercetona condutora reforçada com fibra de carbono preta, a polieteretercetona condutora reforçada com fibra de carbono vermelha, a polieteretercetona reforçada com minerais, a polieteretercetona reforçada com fibra de vidro e a resina PEEK. Embora a polieteretercetona tenha muitas propriedades excelentes, é dispendiosa, o que limita a sua aplicação em alguns domínios. Além disso, a sua resistência ao impacto é fraca. A fim de melhorar ainda mais o seu desempenho para satisfazer o desempenho abrangente e as necessidades diversificadas de vários domínios, pode ser modificada por enchimento, mistura, reticulação, enxerto e outros métodos para obter um melhor desempenho. Liga plástica PEEK mais excelente ou material compósito PEEK. Por exemplo: a mistura de PEEK com poliéter pode obter melhores propriedades mecânicas e retardamento de chama; a mistura de PEEK com PTFE para formar materiais compósitos tem uma excelente resistência ao desgaste e pode ser utilizada para fabricar rolamentos deslizantes, anéis de vedação dinâmicos e outras peças; o PEEK é modificado com fibra de carbono e outros enchimentos para fabricar materiais compósitos PEEK reforçados, o que pode melhorar significativamente a dureza, a rigidez e a estabilidade dimensional do material. | |
| Domínio da produção de TI | Prevê-se que o fabrico de semicondutores e as indústrias eletrónica e eléctrica se tornem outro ponto de crescimento para as aplicações da resina PEEK. Na indústria de semicondutores, para se conseguir uma elevada funcionalidade e um baixo custo, é necessário que as bolachas de silício sejam maiores em tamanho e mais avançadas em termos de tecnologia de fabrico. Pouca poeira, pouca libertação de gases, pouca dissolução de iões e pouca absorção de água são os requisitos para vários materiais de equipamento no processo de fabrico de semicondutores. Para requisitos especiais, é aqui que a resina PEEK entra em ação. |
| Campo de peças para máquinas de escritório | Para garras de separação de fotocopiadoras, rolamentos especiais resistentes ao calor, correntes, engrenagens, etc., a utilização de resina PEEK em vez de metal como material pode tornar as peças leves, resistentes à fadiga e com lubrificação sem óleo. |
| Campo de cobertura de fios | O revestimento PEEK tem boa retardância de chama. Sem adicionar qualquer retardador de chama, o seu nível de retardador de chama pode atingir o nível UL94 V-0. A resina PEEK também tem as vantagens de resistência à descamação e resistência à radiação (109 rad), pelo que é utilizada em fios especiais na indústria militar, energia nuclear e outros domínios relacionados. |
What is Mold Flow Analysis?
Mold flow analysis simulates the injection molding process to predict potential defects and optimize part design, enhancing efficiency and quality in production. Mold flow analysis aids engineers in detecting issues
How to Improve the Precision of Injection Molds?
Achieving high precision in injection molding is key to ensuring product quality. Fine-tuning mold design, material choice, and processing parameters can all enhance mold accuracy. Improving precision in injection molds
What are the Requirements for Standardized Mold Making for Injection Molds?
Standardized mold making in injection molds is vital for ensuring consistency, efficiency, and cost-effectiveness in production processes across various industries. Standardized mold making requires precise engineering, material quality selection, adherence
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