PEEK (polieteroeteroketon) to wysokowydajne tworzywo termoplastyczne znane ze swoich unikalnych właściwości, takich jak wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporność chemiczna i odporność na ekstremalne temperatury. Cechy te sprawiają, że PEEK jest materiałem wybieranym w takich branżach jak lotnictwo, medycyna, motoryzacja i elektronika. Jednak ze względu na złożoność jego przetwarzania, odlewanie PEEK wymaga specjalistycznych form, aby osiągnąć optymalne wyniki i wysoką niezawodność komponentów.
Temperatura topnienia PEEK jest jednym z głównych testów podczas formowania tego materiału. Jego temperatura topnienia wynosi od 343°C do 360°C, czyli jest znacznie wyższa niż w przypadku większości innych tworzyw termoplastycznych. Oznacza to, że formy zaprojektowane dla materiałów o niższych temperaturach nie nadają się do PEEK. Do formowania tego polimeru stosuje się formy wykonane z materiałów, które mogą wytrzymać tak wysokie temperatury bez deformacji. Najczęściej stosowanymi materiałami są stale narzędziowe odporne na wysokie temperatury lub hartowane stale nierdzewne. Ponadto wymagane są precyzyjne systemy chłodzenia, aby zapewnić stabilność temperatury w całym cyklu formowania, ponieważ wszelkie wahania mogą prowadzić do wad produktu lub nierównomiernej krystalizacji materiału.
Oprócz wysokiej temperatury topnienia, kolejnym wyzwaniem związanym z formowaniem PEEK jest jego wysoka wytrzymałość, która zwiększa zużycie elementów formy podczas produkcji. Stała ekspozycja formy na wysokie ciśnienie podczas produkcji masowej powoduje zużycie i deformację kluczowych obszarów formy. Aby wydłużyć żywotność formy i zapewnić wysoką jakość części, inżynierowie często stosują specjalne powłoki, takie jak azotek tytanu (TiN) lub diamentopodobne powłoki węglowe (DLC). Powłoki te zwiększają twardość powierzchni i odporność na zużycie, dzięki czemu formy są bardziej niezawodne podczas długich serii produkcyjnych.
Podczas projektowania form do PEEK należy wziąć pod uwagę złożoność i precyzję produkowanych komponentów. PEEK jest często używany do produkcji złożonych części o cienkich ściankach i wysokich tolerancjach, szczególnie w zastosowaniach medycznych i lotniczych. W związku z tym formy muszą być zaprojektowane tak, aby zminimalizować naprężenia i zoptymalizować przepływ materiału. Odpowiednio rozmieszczone otwory wentylacyjne i prowadnice pomagają zapobiegać defektom, takim jak porowatość lub niepełne wypełnienie, które są często spotykane podczas formowania wysokowydajnych tworzyw termoplastycznych.
Еще одним ключевым аспектом при литье PEEK является управление кристалличностью материала. PEEK является полукристаллическим полимером, и его механические свойства зависят от правильного баланса между кристаллической и аморфной фазами. Если PEEK охлаждается слишком быстро, его структура будет аморфной, что приведет к снижению прочности. Если охлаждение происходит слишком медленно, избыточная кристаллизация сделает деталь хрупкой. Поэтому для литья PEEK часто применяют пресс-формы с продвинутыми системами охлаждения, которые обеспечивают равномерное распределение температуры и способствуют достижению требуемого уровня кристалличности.
Ważnym czynnikiem jest również stabilność wymiarowa. PEEK wykazuje skurcz podczas chłodzenia, a skurcz ten może się różnić w zależności od gatunku materiału, obecności wzmocnień i warunków formowania. Inżynierowie muszą wziąć ten czynnik pod uwagę podczas projektowania formy, aby upewnić się, że gotowa część spełnia określone parametry. Zrozumienie charakterystyki skurczu różnych gatunków PEEK, takich jak warianty wypełnione szkłem lub węglem, ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wysokiej dokładności części.
Современные технологии моделирования позволяют инженерам тестировать пресс-формы для PEEK еще на этапе проектирования. Инструменты моделирования потоков материалов позволяют предсказать, как будет вести себя материал при литье, и оптимизировать геометрию пресс-формы, расположение направляющих и системы охлаждения для минимизации риска дефектов.
Formowanie PEEK jest zatem złożonym procesem, który wymaga specjalistycznych form, które mogą wytrzymać wysokie temperatury, zapobiegać zużyciu i zapewniać dokładność części. Inżynierowie muszą wziąć pod uwagę każdy aspekt formy, od materiału, z którego jest wykonana, po systemy chłodzenia i powlekania, aby zapewnić udaną produkcję produktów z PEEK. Dzięki odpowiedniemu projektowi i przestrzeganiu wszystkich wymagań procesowych, PEEK może zapewnić wyjątkową wydajność w najbardziej wymagających branżach.