So vermeiden Sie Schwindung und Verformung beim PEEK-Spritzgießen: Tipps von Experten

Polyetheretherketon (PEEK) ist aufgrund seiner einzigartigen Kombination aus mechanischer Festigkeit, chemischer Beständigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit einer der begehrtesten Hochtemperaturthermoplaste. Aufgrund dieser Eigenschaften wird PEEK häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Automobilindustrie eingesetzt. Trotz seiner Vorteile ist das Spritzgießen von PEEK jedoch eine technologische Herausforderung. Eines der Hauptprobleme bei der Verwendung von PEEK-Material ist die Schrumpfung und Verformung der Teile nach dem Spritzgussverfahren. In diesem Blog befassen wir uns mit Möglichkeiten zur Minimierung von Schwindung und Verformung, um eine hohe Qualität der Endprodukte zu gewährleisten.

Schrumpfung und Verformung: der Kern des Problems

Schrumpfung und Verformung sind die beiden Hauptprobleme, die beim Spritzgießen von PEEK-Material auftreten. Diese Mängel können die Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität der Produkte erheblich beeinträchtigen.
Schrumpfung - ist die Volumenverringerung des Werkstoffs beim Abkühlen nach dem Gießen. Die Schrumpfung kann zu einer Verzerrung der Form, Geometrie und Maßabweichung des Teils führen.
Verformung entsteht, wenn Teile des Produkts ungleichmäßig abkühlen und dadurch innere Spannungen im Material entstehen. Dies kann zu einer Verformung der Form und einer geringeren Genauigkeit führen.
Um diese Probleme zu vermeiden, muss während des gesamten Spritzgießprozesses eine Reihe von Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden.

Hauptfaktoren, die die Schrumpfung und Verformung von PEEK beeinflussen

1.Schmelzpunkt
Einer der Hauptfaktoren, der die Qualität des PEEK-Spritzgießens beeinflusst, ist der Schmelzpunkt. PEEK hat einen hohen Schmelzpunkt von etwa 343 °C und muss für eine effektive Verarbeitung im Bereich von 360-400 °C gehalten werden. Ist die Temperatur nicht hoch genug, schmilzt das Material möglicherweise nicht vollständig, was zu einer Unterschmelzung und weiteren Verformung des Produkts führt. Andererseits kann eine zu hohe Temperatur zu einer thermischen Zersetzung des Polymers führen, was ebenfalls die Eigenschaften des Endprodukts beeinträchtigt.

2. die Temperatur der Form
Die Formtemperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Schrumpfung und Verformung des Produkts. PEEK erfordert eine höhere Formtemperatur als andere Thermoplaste; die empfohlene Temperatur liegt zwischen 160 und 200 °C. Ist die Formtemperatur nicht hoch genug, kommt es zu einer ungleichmäßigen Abkühlung des Materials, was zu inneren Spannungen und Verformungen des Produkts führen kann. Die Aufrechterhaltung einer stabilen und gleichmäßigen Formtemperatur ist der Schlüssel zur Minimierung der Fehlerwahrscheinlichkeit.

3. der Einspritzdruck
Der Einspritzdruck ist ein wichtiger Faktor im PEEK-Spritzgießverfahren. Aufgrund der hohen Viskosität dieses Materials sind hohe Einspritzdrücke (ca. 1000 bis 2000 bar) erforderlich. Niedrige Drücke können zu einer unvollständigen Formfüllung führen, was Probleme mit der Maßhaltigkeit und Schwindung zur Folge haben kann. Ein zu hoher Druck hingegen kann das Material überlasten und Risse und Defekte verursachen.

4. die Injektionsrate
Die Einspritzgeschwindigkeit muss richtig eingestellt sein, um eine gleichmäßige Verteilung des Materials in der Form zu gewährleisten. Ist die Einspritzgeschwindigkeit zu niedrig, füllt das Material die Form möglicherweise nicht richtig, was zu einer Unterfüllung und Verformung des Produkts führt. Andererseits kann eine zu hohe Einspritzgeschwindigkeit eine turbulente Materialbewegung verursachen, die zu Luftblasen und Oberflächenfehlern führen kann. Eine optimale Einspritzgeschwindigkeit hilft, ungleichmäßige Abkühlung und Produktverformung zu vermeiden.

5. die Abkühlzeit
Die Abkühlzeit von PEEK ist aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit wesentlich länger, was es von anderen Thermoplasten unterscheidet. Es ist wichtig, die Abkühlzeit richtig einzustellen, um Verformungen zu vermeiden. Bei zu schneller Abkühlung können die äußeren Schichten des Materials fest werden, während das Innere in einem flüssigen Zustand bleibt. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung, die wiederum eine Verformung und ein Verziehen des Produkts zur Folge hat. Die Optimierung der Abkühlzeit hilft, diese Probleme zu vermeiden und stabile Produktabmessungen zu gewährleisten.

Praktische Tipps zur Vermeidung von Schrumpfung und Verformung:

1. die Verwendung von Formen mit hoher Qualität Thermokontrolle Formen
Um Schrumpfung und Verformung zu verringern, ist es wichtig, Formen mit einem wirksamen Wärmeregelungssystem zu verwenden. Die Formtemperatur sollte über die gesamte Oberfläche der Form gleichmäßig sein, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten. Formen mit einem integrierten Kühl- oder Heizsystem sorgen für eine gleichmäßige Abkühlung des Materials, was dazu beiträgt, innere Spannungen zu vermeiden. Optimierung der Formstruktur

2. Optimierung der Formgestaltung

Die Struktur der Form ist ebenfalls von großer Bedeutung, um eine Verformung des Produkts zu verhindern. Die gleichmäßige Verteilung des Materials in der Form und die Minimierung von Wanddickenschwankungen tragen dazu bei, die Wahrscheinlichkeit von Verformungen zu verringern. Je gleichmäßiger die Geometrie des Produkts ist, desto einfacher ist es, die Abkühlung des Produkts zu steuern, was die Wahrscheinlichkeit von Verformungen verringert.

3. die Auswahl der optimalen Prozessparameter
Jede Produktion ist einzigartig, und die Prozessparameter müssen an die spezifischen Produktgeometrien und Anlageneigenschaften angepasst werden. Die Durchführung von Tests und Inspektionen zur Anpassung von Schmelztemperatur, Druck und Kühlzeit ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung des Prozesses. Die regelmäßige Überwachung der Prozessleistung trägt ebenfalls dazu bei, eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

4. detaillierte Trocknung des Materials
PEEK neigt dazu, Feuchtigkeit zu absorbieren, was sich nachteilig auf den Spritzgussprozess auswirken kann. Feuchtigkeit begünstigt die Bildung von Poren, Untergießen und infolgedessen Defekte und Verformungen des Produkts. Das Material muss gründlich getrocknet werden, bevor mit dem Gießen begonnen werden kann. Die empfohlene Temperatur für den Trocknungsprozess liegt bei etwa 150°C für 3-4 Stunden. Kontrolle des Nachdrucks

5. der Haltedruck

Der Nachdruck ist der Druck, der nach dem Füllen der Form ausgeübt wird, um die Schrumpfung des Materials beim Abkühlen auszugleichen. Eine kontinuierliche Kontrolle des Nachdrucks kann die Schrumpfung reduzieren und Defekte verhindern. Ist der Nachdruck nicht ausreichend, können Probleme mit der Maßhaltigkeit auftreten.

Merkmale der Arbeit mit PEEK: Vergleich mit anderen Materialien.

PEEK bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen technischen Thermoplasten wie PPS und PEI, erfordert jedoch eine strengere Verarbeitungssteuerung.

–Schmelzpunkt PEEK hat eine höhere Temperatur als die meisten anderen Materialien, was zu einer höheren Wärmebeständigkeit führt, aber auch eine genauere Temperaturkontrolle erfordert.

–Chemische Beständigkeit PEEK übertrifft die meisten anderen Kunststoffe und ist daher ideal für den Einsatz in korrosiven Umgebungen. Dies erfordert auch den Einsatz von Spezialgeräten, die gegen aggressive Substanzen resistent sind.

–Mechanische Festigkeit PEEK hat eine höhere Festigkeit als viele andere Thermoplaste und eignet sich daher ideal für Anwendungen mit hoher Beanspruchung, erfordert aber eine sorgfältigere Kontrolle des Kühlprozesses.

Das PEEK-Spritzgießen ist ein komplexes Verfahren, das ein hohes Maß an Fachwissen und den Einsatz von Spezialausrüstung erfordert. Um die Risiken von Schrumpfung und Verformung zu minimieren, müssen alle Phasen des Prozesses kontrolliert werden, von der Materialvorbereitung bis zur Endbearbeitung des Produkts.

Durch die Befolgung von Empfehlungen zur Optimierung von Prozessparametern, zur Auswahl der Ausrüstung und zur korrekten Gestaltung der Form kann die Wahrscheinlichkeit von Fehlern erheblich verringert und eine hohe Produktqualität gewährleistet werden. PEEK ist ein Werkstoff mit herausragenden Eigenschaften, dessen sachgemäße Verarbeitung ein breites Spektrum von Anwendungen in der High-Tech-Industrie eröffnet.