Точность обработки PEEK при литье под давлением: Советы и рекомендации

Полиэфирэфиркетон (PEEK) – это термопластический полимер с высокой эффективностью, который стал популярен из-за своих уникальных механических свойств, химической стойкости и термостойкости. Эти характеристики делают его оптимальным вариантом для применения в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная и нефтегазовая промышленность. Однако работа с материалом PEEK требует специализированных навыков и технологий, особенно при его литье под давлением. Этот процесс может представлять собой значительное испытание для специалистов в области инженерии и технологий. В данном блоге мы рассмотрим основные аспекты обработки материала PEEK и предоставим рекомендации для успешного процесса литья под давлением с его использованием.

Что делает PEEK таким уникальным?

Перед тем как приступить к процессу литья под давлением, важно понять, почему PEEK является таким востребованным материалом:
Полимер PEEK имеет одну из самых высоких температур плавления среди термопластов – около 343°C. Это обеспечивает ему устойчивость к высоким температурам, что является критическим для компонентов, функционирующих в экстремальных условиях.

Физическая устойчивость: Данный материал обладает выдающимися физическими характеристиками, такими как высокая прочность на разрыв и жёсткость. Это даёт возможность использовать материал PEEK в деталях, которые испытывают значительные механические нагрузки.

Химическая стойкость: PEEK обладает устойчивостью к агрессивным химическим средам, что делает его оптимальным материалом для применения в химической промышленности и в условиях высокой агрессивности, например, в нефтяной и газовой отраслях.

Совместимость с организмом: Этот материал широко применяется в медицинской сфере из-за его совместимости с тканями человека, что делает его идеальным для создания имплантатов.

Подготовка к литью под давлением PEEK

Работа с PEEK требует особого внимания на всех этапах производства, начиная с подготовки материала и заканчивая финальной отделкой изделия.

1. Высушивание материала

PEEK, так же как многие другие термопласты, обладает гигроскопическими свойствами, что означает, что он может поглощать влагу из окружающей среды. Влажность может негативно отразиться на процессе литья под давлением, приводя к возникновению дефектов, таких как пористость и недостаточная прочность. Следовательно, перед тем, как приступить к литью PEEK, необходимо провести тщательную сушку. Сушка обычно выполняется при температуре около 150°C в течение 3-4 часов. Выбор оборудования
Литье PEEK требует использования оборудования, способного противостоять высоким температурам. Температура плавления PEEK составляет приблизительно 343°C, что требует применения шнеков и цилиндров, устойчивых к термодеформации и износу. Для предотвращения перегрева и неравномерного плавления рекомендуется использовать оборудование с точной системой управления температурой.

Выбор пресс-формы
Пресс-форма для литья под давлением PEEK требует использования качественных материалов, способных выдерживать высокие температуры и давления. Стальные пресс-формы с термообработкой и покрытием нитридом титана обеспечивают долговечность и точность при работе с PEEK.
Процесс литья под давлением PEEK
Контроль температуры плавления
Имеет решающее значение при проведении процесса литья PEEK. При недостаточно высокой температуре материал может не достаточно плавиться, что может вызвать дефекты на поверхности изделия. С другой стороны, повышенная температура может привести к разрушению материала. Оптимальная температура плавления – 360-400°C, однако данное значение может изменяться в зависимости от конфигурации оборудования и геометрии изделия.

Давление для впрыска
PEEK требует повышенного давления впрыска из-за своей высокой вязкости. Обычно давление впрыска колеблется в диапазоне от 1000 до 2000 бар. Однако излишнее давление может вызвать износ оборудования и деформацию пресс-формы. Поэтому рекомендуется настраивать давление для каждого отдельного изделия и оборудования.

3. Скорость впрыска

Скорость впрыска также играет важную роль в процессе литья. Недостаточная скорость заполнения формы может вызвать неравномерное распределение материала и появление дефектов, таких как недоливы. Оптимальная скорость впрыска обеспечивает равномерное заполнение формы без перегрева материала.

4. Температура формы пресса

Температура формы пресса играет ключевую роль в обеспечении высокого качества литья. Рекомендуется обеспечивать температуру пресс-формы в диапазоне от 160 до 200°C. Это способствует улучшению текучести материала, снижает внутренние напряжения и повышает качество поверхности изделия.

5. Время охлаждения

Время, необходимое для охлаждения PEEK, обычно longer по сравнению с другими термопластами из-за его высокой температуры плавления и низкой термической проводности. Время охлаждения следует оптимизировать с учетом толщины стенок изделия и геометрии его формы. Недостаточное охлаждение может привести к деформации и снижению точности изделия.

Возможные дефекты при литье PEEK и их устранение

Работа с PEEK требует особого внимания к деталям, так как материал склонен к образованию некоторых дефектов при неправильной обработке.

1. Пористость

Появление пористости может быть обусловлено наличием влаги в материале или неправильными параметрами впрыска. Для решения данной проблемы требуется аккуратно высушить материал и наблюдать за давлением впрыска.

2. Деформация

Деформация может возникать из-за неравномерного охлаждения или недостаточного давления удержания. Решением может стать корректировка параметров охлаждения и повышение давления удержания.

3. Недоливы
Недоливы возникают, когда форма не заполняется полностью. Это возможно из-за недостаточного давления впрыска или низкой температуры материала. Увеличение давления впрыска и температуры плавления могут помочь решить данную проблему.

Особенности работы с инженерными пластиками: PEEK vs другие материалы

Сравнение PEEK с другими инженерными пластиками, такими как PPSU, LCP и PVDF, выявляет следующие ключевые моменты:

• Температура плавления: PEEK обладает значительно более высокой температурой плавления по сравнению с PPSU или LCP, что делает его наилучшим выбором для работы в условиях высоких температур.
• Механическая прочность: PEEK превосходит другие термопласты по прочности и жесткости, что делает его идеальным для компонентов, подвергающихся большим механическим нагрузкам.
• Химическая стойкость: PEEK демонстрирует отличную химическую стойкость в агрессивных средах, в то время как другие пластик могут разрушаться под воздействием химикатов.

Преимущества использования PEEK в литье под давлением

Долговечность: Компоненты, произведенные из PEEK, обладают высокой устойчивостью к истиранию и химическим агентам, что способствует продлению срока службы товара.

Устойчивость к высоким температурам: Благодаря своей способности выдерживать высокие температуры, PEEK идеально подходит для использования в условиях повышенных температур и термических нагрузок.

Прочность: Данный материал обладает высокой механической прочностью, что делает его оптимальным выбором для использования в аэрокосмической и медицинской отраслях.

Универсальность:
PEEK может быть применен в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, нефтегазовую и электронику.

Литье под давлением PEEK — это сложный, но очень выгодный процесс, требующий внимательного отношения к деталям и использования правильных технологий. Корректная подготовка материала, мониторинг параметров процесса и выбор соответствующего оборудования являются основными факторами успешной работы с данным уникальным материалом. PEEK – это выдающийся термопласт с уникальными свойствами, делающими его превосходным материалом для применения в передовых отраслях. При соблюдении рекомендаций и технологических требований возможно достижение высоких результатов при производстве деталей из PEEK методом литья под давлением.