PEEK, yüksek mekanik mukavemet, yüksek sıcaklık direnci, darbe direnci, alev geciktirici, asit ve alkali direnci, sert doku, uzun hizmet ömrü vb. avantajlara sahiptir ve otomotiv endüstrisinde, havacılıkta, tıbbi cihazlarda ve diğer alanlarda çok sayıda uygulamaya sahiptir.
PEEK reçinesi ilk olarak havacılık endüstrisinde, çeşitli uçak parçalarının üretiminde alüminyum ve diğer metal malzemelerin yerine kullanılmıştır.
Otomotiv endüstrisinde, PEEK reçinesi iyi sürtünme direncine ve mekanik özelliklere sahip olduğundan, motor kapakları üretimi için hammadde olarak, rulmanlar, contalar, contalar, debriyaj halkaları ve şanzımandaki diğer parçalar, frenler ve otomobildeki klima sistemi yaygın olarak kullanılmaktadır.
PEEK reçinesi, yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve yüksek nem ve diğer zorlu çalışma koşullarında ideal elektrik yalıtkanıdır, ancak yine de iyi elektrik yalıtım özelliklerini korur, bu nedenle elektronik bilgi alanı yavaş yavaş PEEK reçinesinin ikinci en büyük uygulama alanı haline gelir.
Yarı iletken endüstrisinde ultra saf su taşıma boruları, vanalar ve pompaların üretimi, gofret taşıyıcıları, elektronik yalıtım diyaframları ve çeşitli bağlı cihazların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yarı kristal bir mühendislik plastiği olan PEEK, konsantre sülfürik asit dışındaki hemen hemen tüm çözücülerde çözünmez ve bu nedenle kompresör valfleri, piston segmanları, contalar ve çeşitli kimyasal pompa gövdeleri ve valf bileşenleri yapmak için yaygın olarak kullanılır.
PEEK reçinesi ayrıca 134 derece C’de 3.000 döngüye kadar otoklavlamaya dayanabilir. Bu özellik, yüksek sterilizasyon gereksinimleri ve tekrarlanan kullanımı olan cerrahi ve dişçilik ekipmanlarının üretiminde kullanılmasına olanak tanır. PEEK kalıplama sıcaklığı 320 derece ~ 390 derece C.
Kurutma sıcaklığı 160~185°C, kurutma süresi 5~8 saat, kalıp sıcaklığı ise 140~180°C olmalıdır. Bu malzemenin enjeksiyon kalıplama sıcaklığı çok yüksek olduğundan vidaya ciddi zarar verebilir; bu nedenle vida hızı fazla yüksek ayarlanmamalıdır. Enjeksiyon basıncı 100~130 MPa, enjeksiyon hızı 40~80 olmalıdır. Kalıplama tamamlandıktan sonra vida derhâl PE vaksla temizlenmeli ve PEEK malzemesinin vida içinde kalmasına izin verilmemelidir.
PEEK malzemesi birçok alanda son derece yüksek performans gösterir ve PEEK enjeksiyonla kalıplanmış parçalar önemli bir gelişme potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte bu parçalarda soğuk malzeme izleri, gümüş çizgiler, gözeneklilik, birleşme izleri ve çarpılma gibi çeşitli kusurlar oluşabilir.
Yazar, bir uçak kabini kontrol halkası kapağını örnek alarak enjeksiyon kalıplama işlemindeki kusurları ve PEEK enjeksiyon kalıplı parçaların proses optimizasyonunu ele almaktadır.
PEEK ürünleri kalıplama hataları analizi
Aşağıdaki şekilde, Victrex PEEK 450G kullanılarak enjeksiyonla kalıplanmış bir valf için kesici uçlu siyah bir PEEK ürünü gösterilmektedir. Ürün 110 mm çapında ve 15 mm kalınlığında olup M6 x 1 çelik uçlara sahiptir.
Bu ürünün kalıplama sürecindeki ana zorluğu, ürünün soğuk malzeme, gümüş desen, hava delikleri ve füzyon izleri vb. dahil olmak üzere görünüm kusurlarına sahip olmasıdır. Ön beslemenin ortasında geçit izleri vardır.
Görünüm kusurları insan, makine, malzeme, yöntem ve çevre açısından analiz edildi ve ilgili önlemler alındı ve iyi sonuçlar alındı. Ön yüzeyin düz olmasını ve kalınlığın tasarım gereksinimlerini karşılamasını sağlamak için kalıplamadan sonra kapı izleri işlenerek giderilir.
Soğuk malzeme sorunu
Soğuk malzeme sorununun aşağıdaki gibi iki ana nedeni vardır
Üretim sürecinde enjeksiyon kalıbının soğuk malzeme cebi teknik özelliklere göre tasarlanmamış veya çıkarılmıştır.
Böylece polimerin üretimdeki erimiş hali ve daha düşük sıcaklıktaki kalıp teması, erimiş halin ön kısmı ısı transferinde olacak ve sıcaklık hızla düşecek ve böylece PEEK’in erime noktasına 343 ℃ daha düşük olacak, PEEK’in erimiş aşamasında olmalıdır. hızla soğuk malzemeye katılaşacaktır.
Üretim sürecinde yolluğun sonunda soğuk malzeme cebi yoksa soğuk malzeme kolayca ürünün içine akar ve enjeksiyonla kalıplanmış parçalarda kusurlara neden olur.
PEEK malzemeler özel bir işlemle üretilir. Ürünün kalınlığı büyük olduğunda, ürünün uzun süre soğutulması gerekir. Nozülün sıcaklığı 400°C kadar yüksek olabilir, ancak malzemenin etrafındaki sıcaklık bu değere ulaşmaz ve büyük sıcaklık farkı ısının hızla dağılmasına neden olur.
Düşük sıcaklıktaki yolluk burcu ile enjeksiyon kalıplama makinesi memesinin temas süresi uzunsa sıcaklık PEEK’in erime noktasına düştüğünde erimiş malzeme çok kolay katılaşır ve enjeksiyon kalıplama prosesinin ilerlemesini engeller. Bu nedenle malzeme enjekte edilip basınç tutma tamamlandığında, kalıp ile meme arasında mesafe bırakmak için silindir hemen geri çekilmelidir (dolumdan önce).
Nozulun akış gecikmesi olgusunu önlemek için uygun kauçuk ekstraksiyonu ayarlanmalıdır. Sıcaklık farkı nedeniyle eriyiğin hava ile doğrudan teması katılaşmaya eğilimlidir, eğer işlem yapılmazsa, katılaşmış PEEK kalıba girerken, yayların yardımıyla ürünün yüzeyinde görünerek soğuk malzeme kusurlarına neden olur.
Gümüş desen sorunu
Bazı PEEK enjeksiyon kalıplı parçalar için, kapı yakınındaki gümüş çizgiler genellikle nem veya gazdan kaynaklanır. Ürünün plastikleşme sürecine, ürünün gümüş çizgisine neden olma olasılığı çok yüksek olan gaz üretimi eşlik edecektir.
Enjeksiyon kalıplama makinesinin vida hızı yüksek olduğunda gaz, plastikleştirme sürecine girer ve fıskiye akışının etkisiyle enjeksiyonla kalıplanmış parçanın yüzeyine taşınır. Yüksek basınç altında yolluktan geçerken parçanın yüzeyinde gümüş çizgiler oluşturur. Kalıplama sürecinde geri basıncın ayarlanması, erimiş malzemenin plastikleştirme sırasında gaz hapsetmesini etkili biçimde önleyebilir.
Yeterince kurutulmamış hammaddelerden kaynaklanan nem de gümüş izlerine neden olabilir ve PEEK malzemeler otururken havadaki nemin 0,4%‘sine kadarını emebilir.
Üretim sırasında, emilen nem eriyik yoluyla kapıya girer ve kalıp boşluğu duvarı ile erimiş malzeme arasındaki sıcaklık farkı büyüktür, bu da gümüş çizgilerle sonuçlanır. Gümüş deseninden kaçınmak için, gerçek üretimde nemi 0.2% içinde kontrol etmeye dikkat etmeliyiz.
Malzeme eşit şekilde depolanmalı ve istiflenmemelidir ve malzeme katmanının yüksekliği 20-30 mm’de kontrol edilmelidir. PEEK kullanılmadan önce 150-160°C’de 6-8 saat süreyle kurutma fırınında kurutulmalıdır.
Çarpılma sorunu
Büzülme, düzensiz ürünlerin soğutulması ve kalıp boşluğu saptığında, çarpılma fenomeni üretecektir. Aslında, büzülmenin kendisinin çok fazla etkisi yoktur, esas olarak fark tarafından üretilen büzülme sürecinde.
Normal koşullarda çekme eşit olduğunda PEEK enjeksiyonla kalıplanmış parçalar yalnızca hacimsel olarak değişir. Çekme eşit olmadığında ise parça çarpılır ve deforme olur.
Üç ana faktör vardır, bunlar
(1) Enjeksiyonla kalıplanmış parçanın eşit olmayan duvar kalınlığından kaynaklanan çarpılma.
(2) Enjeksiyonla kalıplanmış parçanın keskin bükülme açısının neden olduğu çarpılma.
(3) Gerilmeden kaynaklanan çarpılma ve çatlama.
PEEK enjeksiyon kalıplama prosesi optimizasyon önerileri
Kalıp sıcaklığı ve soğutma hızı önerileri: PEEK’in enjeksiyon kalıplama işleminde kalıp sıcaklığını ve soğutma hızını kontrol etmek ürünün mekanik özelliklerini değiştirebilir. Çoğu durumda PEEK kalıplama için kalıp sıcaklığı yaklaşık 175°C’de tutulmalıdır.
Kalıp sıcaklığı 140°C’den yüksek olduğunda, kalıp sıcaklığı yaklaşık 175°C’de kontrol edilmelidir. Kalıp sıcaklığı 140°C’den yüksek olduğunda PEEK kristalleri daha iyi büyür, daha eksiksiz olur ve nispeten kararlı bir yapıya sahip olur.
Uygun soğutma hızı, ürünün mekanik özelliklerini iyileştirmeye yardımcı olur; yavaş soğutma ve hızlı soğutma, ürünün mekanik özelliklerini azaltacaktır. PEEK’in belirli bir sıcaklıktaki kristal şekli tek tip bir çekirdektir, yavaş soğutma yöntemini kullanırsanız, büyük homojen olmayan kristaller oluşturmak kolay olacaktır.
Bununla birlikte, ürünün yüzeyi hızla soğutulduğunda, iç soğutma hızı yeterince hızlı değildir ve iç gerilmelere ve çatlaklara eğilimlidir, bu da malzemenin mekanik özelliklerinde bir azalmaya neden olur.
Enjeksiyon basıncı seçimi
Yüksek basınçlı enjeksiyon kullanıldığında, malzeme sıkıca doldurulur ve kalıplama etkisi iyi olur, bu da PEEK’in mekanik özelliklerini iyileştirmeye yardımcı olur. Ancak basınç çok yüksek olduğunda, ürünün serbest bırakılması zor olacak ve ürün yüzeyinde aşınmaya neden olacaktır, bu nedenle enjeksiyon basıncı orta düzeyde olmalıdır. Enjeksiyon basıncı 9,5 MPa, tutma silindiri basıncı 7,5 MPa ve geri basınç 0,5 ila 1,5 MPa olduğunda, ürün sorunsuz bir şekilde kalıplanacaktır.
Sıcaklık önerileri
PEEK özel bir termoplastik kristal plastik türüdür. Camsı geçiş sıcaklığı yaklaşık 143°C ve erime noktası yaklaşık 343°C’dir.
Ürün yüzeyi pürüzsüz ve parlak olduğunda en iyi varil sıcaklığı aralığı 360 ~ 400 ℃‘dir. 550 ℃ PEEK termal ayrışma sıcaklığı. Ancak yüksek sıcaklıklarda (410 ℃‘nin üzerinde) kalıplama, mekanik etki ve az miktarda havanın varlığı nedeniyle, bozulmaya eğilimli ve çapraz bağlanma reaksiyonları, bu reaksiyonlar doğrudan eriyik viskozitesinde değişikliklere yol açar, böylece ürün parlaklığı değişir.
Zaman önerisi
İşlenen ürünün kalınlığı büyük olduğundan, tüm boşluğun yeterli erimiş malzeme ile doldurulmasını sağlamak için enjeksiyon süresi 6 s olmalıdır ve boşluktaki eriyik sıcaklığının düşmesinden kaynaklanan hacim azalmasının yenilenmesini sağlamak ve yoğunlaşan malzemenin yolluktan çıkarılmasından sonra hava deliklerinin oluşmasını önlemek için bekletme süresi 8 s olmalıdır.
Ürünün görünümü kalıptan çıkarma sırasında çizilmemelidir. Kalıp boşluğu basıncı ister atmosfer basıncından yüksek ister düşük olsun, kalıbın açılması ürün görünümünü etkiler. Ayarlamalar sonrasında ürün görünümündeki değişime göre soğutma süresi 35 saniye olarak belirlenmiştir. Kapsamlı bir genel bakış için Enjeksiyon Kalıplama Eksiksiz Kılavuzumuza göz atın.
