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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. |
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