Processo de moldagem por injeção PEEK

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.

PEEK material due to the general price is relatively high, and relatively difficult to mold, and become many injections molding, one of the key areas of concern for companies.

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 molde de injeçãoing temperature is too high, the damage to the screw is more serious, in setting the Screw speed can not be too fast, injection pressure in 100 ~ 130MPa injection speed 40 ~ 80. molding should be completed promptly with PE wax to quickly clean the screw, can not let the material of PEEK stay in the screw.

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.

The author takes an aircraft cabin control ring door as an example and discusses defects in the injection molding process and process optimization of PEEK injection molded parts.

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：

During the production process, the cold material well of the injection mold is not designed according to the specifications or the cold material well is removed.

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.

If the low temperature of the gate sleeve and injection molding machine nozzle contact time is long, after the temperature drops to the PEEK melting point, the molten material is very easy to solidify, thus interfering with the progress of the injection molding process. Therefore, when the material is injected and pressure-holding is completed, the barrel should be removed immediately to keep the mold and nozzle at a distance (before filling).

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.

The appearance of the product will not be scratched by the release. The cavity pressure is greater than atmospheric pressure or less than atmospheric pressure to open the mold, both have an impact on the appearance of the products. According to the change of product appearance, the cooling time was determined to be 35 s after debugging. See our Injection Molding Complete Guide for a comprehensive overview.