A poliéter-éter-cetona PEEK é resistente a altas temperaturas, autolubrificante, de fácil processamento, com elevada resistência mecânica e outros excelentes desempenhos de plásticos de engenharia especiais, podendo ser fabricada e transformada numa variedade de peças mecânicas, tais como engrenagens para automóveis, ecrãs de óleo, discos de arranque de mudanças; peças de motores de aeronaves, rotor de máquinas de lavar automáticas, peças de dispositivos médicos, etc.

O material PEEK, devido ao preço geral ser relativamente elevado e relativamente difícil de moldar, tornou-se muito moldagem por injeçãoA Comissão Europeia tem uma preocupação muito grande em relação a esta questão, que é uma das principais áreas de preocupação das empresas.

O PEEK tem as vantagens de uma elevada resistência mecânica, resistência a altas temperaturas, resistência ao impacto, retardador de chama, resistência a ácidos e álcalis, textura dura, longa vida útil, etc., e tem um grande número de aplicações na indústria automóvel, aeroespacial, dispositivos médicos e outros campos.

A resina PEEK foi utilizada pela primeira vez na indústria aeroespacial, substituindo o alumínio e outros materiais metálicos no fabrico de várias peças de aeronaves.

Na indústria automóvel, devido ao facto de a resina PEEK ter boa resistência ao atrito e boas propriedades mecânicas, é amplamente utilizada como matéria-prima para o fabrico de coberturas de motores, bem como para o fabrico de rolamentos, juntas, vedantes, anéis de embraiagem e outras peças do sistema de transmissão, travões e ar condicionado do automóvel.

A resina PEEK é o isolante elétrico ideal, em alta temperatura, alta pressão e alta humidade e outras condições de trabalho adversas, mas ainda mantém boas propriedades de isolamento elétrico, pelo que o campo da informação eletrónica se torna gradualmente a segunda maior área de aplicação da resina PEEK.

O fabrico de tubos de transporte de água ultra-pura, válvulas e bombas, na indústria de semicondutores, é normalmente utilizado para fabricar suportes de bolachas, diafragmas de isolamento eletrónico e uma variedade de dispositivos ligados.

Sendo um plástico de engenharia semi-cristalino, o PEEK é insolúvel em quase todos os solventes, com exceção do ácido sulfúrico concentrado, pelo que é normalmente utilizado para fabricar válvulas de compressores, anéis de pistão, vedantes e vários corpos de bombas químicas e componentes de válvulas.

A resina PEEK também pode suportar até 3.000 ciclos de autoclavagem a 134 graus C. Esta caraterística permite-lhe ser utilizada na produção de equipamento cirúrgico e dentário com elevados requisitos de esterilização e utilização repetida. Temperatura de moldagem do PEEK 320 graus ~ 390 graus C.

Temperatura de cozedura 160 ~ 1855H ~ 8H temperatura do molde 140 ~ 180 Este material moldagem por injeção a temperatura é demasiado elevada, os danos no parafuso são mais graves, na definição da velocidade do parafuso não pode ser demasiado rápida, pressão de injeção em 100 ~ 130MPa velocidade de injeção 40 ~ 80. a moldagem deve ser concluída prontamente com cera PE para limpar rapidamente o parafuso, não pode deixar o material de PEEK ficar no parafuso.

O material PEEK tem um desempenho extremamente elevado em muitas áreas, e a sua peças moldadas por injeção têm grandes perspectivas de desenvolvimento. No entanto, as peças moldadas por injeção PEEK podem também apresentar uma variedade de defeitos, incluindo pontos de material frio, linhas prateadas, porosidade, marcas de fusão, empenos, etc.

O autor toma como exemplo uma porta de anel de controlo da cabina de uma aeronave e discute os defeitos no processo de moldagem por injeção e a otimização do processo de Peças moldadas por injeção PEEK.

Análise de defeitos de moldagem de produtos PEEK

A figura abaixo mostra um produto PEEK preto com inserções para uma válvula, que foi moldado por injeção utilizando Victrex PEEK 450G. O produto tem 110mm de diâmetro e 15mm de espessura com inserções de aço M6 x 1.

A principal dificuldade deste produto no processo de moldagem é o facto de o produto ter defeitos de aparência, incluindo material frio, padrão prateado, orifícios de ar e marcas de fusão, etc. Existem vestígios de gating no meio da alimentação frontal.

Os defeitos de aparência foram analisados do ponto de vista humano, da máquina, do material, do método e do ambiente, e foram tomadas as medidas correspondentes, tendo sido obtidos bons resultados. As marcas do portão são removidas por maquinação após a moldagem para garantir que a superfície frontal é plana e a espessura cumpre os requisitos do projeto.

Problema de material frio

O problema do material frio tem duas razões principais, como segue：

Durante o processo de produção, o poço de material frio do molde de injeção não é concebido de acordo com as especificações ou o poço de material frio é removido.

De modo que o estado fundido do polímero na produção e o contato do molde de temperatura mais baixa, a parte frontal do estado fundido estará em transferência de calor e a temperatura diminuirá rapidamente, e assim menor para o ponto de fusão do PEEK 343 ℃, deve estar no estágio fundido do PEEK irá solidificar rapidamente em material frio.

No processo de produção, se não houver um poço de material frio no final do corredor, o produto fluirá facilmente para o material frio, causando defeitos no peças moldadas por injeção.

Os materiais PEEK são fabricados num processo especial. Quando a espessura do produto é grande, o produto precisa de ser arrefecido durante muito tempo. A temperatura do bocal pode atingir os 400°C, mas a temperatura à volta do material não atinge esse valor, e a grande diferença de temperatura faz com que o calor se dissipe rapidamente.

Se a baixa temperatura da manga do portão e o tempo de contacto do bocal da máquina de moldagem por injeção for longo, depois de a temperatura cair para o ponto de fusão PEEK, o material fundido é muito fácil de solidificar, interferindo assim com o progresso da moldagem por injeção processo. Por conseguinte, quando o material é injetado e a retenção da pressão está concluída, o cilindro deve ser retirado imediatamente para manter o molde e o bocal à distância (antes do enchimento).

Para evitar que o bocal sofra o fenómeno de atraso de fluxo, deve ser definida uma extração de borracha adequada. O contacto direto da massa fundida com o ar, devido à diferença de temperatura, é propenso à solidificação. Se não houver tratamento, o PEEK solidificado entrará no molde, aparecendo na superfície do produto com a ajuda de molas, resultando em defeitos de material frio.

Problema do padrão prateado

Em algumas peças moldadas por injeção PEEK, as riscas prateadas junto à porta são normalmente causadas por humidade ou gás. O processo de plastificação do produto será acompanhado pela geração de gás, o que é muito provável que cause as riscas prateadas do produto.

Quando a velocidade do parafuso do moldagem por injeção Se a pressão da máquina de moldagem por injeção for elevada, o gás entrará no processo de plastificação e fluirá para a superfície da peça moldada por injeção com a ajuda do fluxo da fonte, que produzirá linhas prateadas na superfície da peça moldada por injeção porque flui através do portão sob alta pressão. O ajuste da contrapressão no processo de moldagem pode evitar eficazmente que o material fundido retenha gás durante o processo de plastificação.

A humidade proveniente de matérias-primas que não tenham sido adequadamente secas também é suscetível de provocar estrias prateadas, e os materiais PEEK podem absorver até 0,4% da humidade do ar enquanto estão sentados.

Durante a produção, a humidade absorvida entra na porta através da fusão, e a diferença de temperatura entre a parede da cavidade do molde e o material fundido é grande, resultando em estrias prateadas. Para evitar o padrão prateado, devemos prestar atenção ao controlo da humidade dentro de 0,2% na produção real.

O material deve ser armazenado uniformemente e não empilhado, e a altura da camada de material deve ser controlada em 20-30 mm. Antes da utilização, o PEEK deve ser seco numa estufa a 150-160°C durante 6-8 horas.

Problema de empeno

Quando o encolhimento, o arrefecimento de produtos desiguais e a cavidade do molde serão desviados, produzindo então o fenómeno de empenamento. De facto, o encolhimento em si não tem muito impacto, principalmente no processo de encolhimento gerado pela diferença.

Em circunstâncias normais, quando o encolhimento é uniforme, Peças moldadas por injeção PEEK só mudará em volume. Quando o encolhimento não é uniforme, a peça moldada por injeção fica empenada e deformada.

Existem três factores principais, que são:

(1) Deformação causada pela espessura irregular da parede da peça moldada por injeção.

(2) Deformação causada por um ângulo de flexão acentuado da peça moldada por injeção.

(3) Deformações e fissuras causadas por tensões.

Recomendações de otimização do processo de moldagem por injeção de PEEK

Recomendações de temperatura do molde e taxa de arrefecimento, em moldagem por injeção do PEEK, o controlo da temperatura do molde e da taxa de arrefecimento pode alterar as propriedades mecânicas do produto. Na maioria dos casos, a temperatura do molde para a moldagem de PEEK deve ser controlada a cerca de 175°C.

Quando a temperatura do molde é superior a 140°C, a temperatura do molde deve ser controlada a cerca de 175°C. Quando a temperatura do molde é superior a 140°C, os cristais PEEK crescem melhor, são mais completos e têm uma estrutura relativamente estável.

A taxa de arrefecimento adequada contribui para melhorar as propriedades mecânicas do produto; o arrefecimento lento e o arrefecimento rápido reduzem as propriedades mecânicas do produto. A forma cristalina do PEEK a uma determinada temperatura é um núcleo uniforme, se utilizar o método de arrefecimento lento, será fácil formar grandes cristais não homogéneos.

No entanto, quando a superfície do produto é arrefecida rapidamente, a taxa de arrefecimento interno não é suficientemente rápida e é propensa a tensões internas e fissuras, resultando numa diminuição das propriedades mecânicas do material.

Seleção da pressão de injeção

Quando a injeção de alta pressão é utilizada, o material é preenchido firmemente e o efeito de moldagem será bom, o que é propício para melhorar as propriedades mecânicas do PEEK. Mas a pressão é demasiado elevada, o produto será difícil de libertar, resultando na abrasão da superfície do produto, pelo que a pressão de injeção deve ser moderada. Quando a pressão de injeção é de 9,5 MPa, a pressão do cilindro de retenção é de 7,5 MPa e a contrapressão é de 0,5 a 1,5 MPa, o produto será moldado sem problemas.

Recomendações de temperatura

O PEEK é um tipo especial de plástico cristalino termoplástico. A sua temperatura de transição vítrea é de cerca de 143°C e o ponto de fusão é de cerca de 343°C.

A melhor faixa de temperatura do barril é 360 ~ 400 ℃, quando a superfície do produto é lisa e brilhante. 550 ℃ PEEK temperatura de decomposição térmica. Mas em altas temperaturas (acima de 410 ℃) de moldagem, devido à ação mecânica e à presença de uma pequena quantidade de ar, propensa à degradação e reações de reticulação, essas reações levam diretamente a mudanças em sua viscosidade de fusão, de modo que o brilho do produto varia.

Recomendação de tempo

O tempo de injeção deve ser de 6 s para assegurar que toda a cavidade é preenchida com material fundido suficiente, porque a espessura do produto processado é grande, e o tempo de retenção deve ser de 8 s para assegurar a reposição da redução de volume causada pela diminuição da temperatura de fusão na cavidade e para evitar a geração de buracos de ar após a remoção do material condensado do jito.

A aparência do produto não será riscada pela libertação. A pressão da cavidade é maior do que a pressão atmosférica ou menor do que a pressão atmosférica para abrir o molde, ambas têm um impacto na aparência dos produtos. De acordo com a alteração do aspeto do produto, o tempo de arrefecimento foi determinado em 35 s após a depuração.