PEEK是一種高性能工程塑料,因其優(yōu)異的高強度、高剛性、高耐熱性、化學穩(wěn)定性和生物相容性等特點,被廣泛應用于醫(yī)療、汽車、航空航天、電子、化工等領域。
(一)、高強度方面的應用:
(1)、PEEK材料的拉伸強度達到90MPa,比鋁合金高出2倍。因此,PEEK在需要承受高強度的場合中應用廣泛,如航空航天、汽車、軌道交通等領域。
(2)、PEEK材料的抗疲勞性能也非常優(yōu)異,可以在重復載荷下長時間工作,因此在機械結構、軸承、齒輪等高強度領域中也有廣泛應用。
(二)、高剛性方面的應用:
(1)、PEEK材料的彎曲彈性模量高達4GPa,比鋁合金高出8倍以上。因此,PEEK在需要承受高剛性的場合中應用廣泛,如航空航天、汽車、醫(yī)療等領域。
(2)、PEEK材料的熱變形溫度高達316℃,可以在高溫環(huán)境下保持較好的剛性,因此在高溫、高壓領域中也有廣泛應用。
總體而言,PEEK作為一種高性能工程塑料,具有非常優(yōu)異的高強度、高剛性特點,被廣泛應用于各個領域。在未來,隨著科技的不斷發(fā)展,PEEK材料的應用前景將會更加廣闊。
那么,PEEK進行注塑要注意哪些問題呢?
PEEK注塑需考慮的五個因素
1)設備:標準注塑機
第一點為用于PEEK 注塑的設備:PEEK 可以在大多數知名機器供應商提供的標準注塑機上成型。根據您要成型的 PEEK 牌號,注塑機料筒的加工溫度將介于 350-400C 之間。大多數標準注塑成型機可以達到上述溫度,無需進行重新改造。必要時如果需要進行加熱系統(tǒng)改造,通常需要改進注塑系統(tǒng)的加熱圈或熱電偶/控制器。我們建議您使用陶瓷加熱圈,因為其加熱一致性更高。此外,還可以考慮使用耐高溫的保溫材料對料筒進行隔熱保溫,從而節(jié)省能源成本。通用螺桿適用于PEEK注塑。應避免使用銅和銅合金材料(與熔體接觸)。所有金屬部件應光滑,高度拋光,以很好地避免材料在料筒內局部作過長時間停留而發(fā)生材料降解情況。
2)干燥 PEEK 聚合物的重要性
第二點有關干燥 PEEK 聚合物:PEEK 粒料通常應是干燥的,但可吸收大氣中的水分。在我們的數據表和注塑成型指南中,我們提供了一些干燥指導。簡而言之,我們建議將托盤上的粒料置于常規(guī)烘箱中,在 150-160℃ 下干燥 2-3 小時,可以選擇持續(xù)干燥。請參閱我們的指南以獲取更多信息。目的是/應該是將殘留水分含量降低至<0.02%。也可以使用除濕或熱風干燥機,并且必須能夠保持 -40℃ 的露點或飽和溫度。
3) 清潔度是關鍵
第三點是重要要求 :保持清潔!處理 PEEK 時應避免任何污染。正如您將了解的那樣,大多數其他聚合物在 PEEK 的加工溫度條件下會發(fā)生降解,因此必須使用干凈的烘箱和送料系統(tǒng)。在開始注塑 PEEK 之前,務必正確有效地清理螺桿和料筒,確保設備干凈整潔,無其他材料殘留。
回料可能是污染的主要來源,我們建議您使用專用設備,并做好其清理工作,確保PEEK材料在其作業(yè)中不受其他材料的污染。請記住:整個注塑環(huán)節(jié)中的不小心卷入的任何污染物都會導致最終PEEK注塑零件中出現(xiàn)黑點。
4) 產品盡可能使用大尺寸的澆口設計
第四點 :大澆口設計適用于PEEK 注塑。澆口尺寸取決于零件最大壁厚、型腔數量和零件幾何形狀。PEEK是一種半結晶聚合物,與無定形熱塑性塑料相比,具有更高的收縮率。此外,與較低溫度的加工聚合物相比,更高的加工溫度冷卻梯度容易導致更大程度的收縮。盡可能使用大的澆口設計,從而實現(xiàn)更好的補縮效果。在威格斯,有一項通用規(guī)則,即澆口為該注塑組件最大截面厚度的 2 / 3厚度 規(guī)則。根據您要成型的 PEEK 牌號,未填充PEEK 的澆口最小值為 1mm,填充增強PEEK的澆口最小值為 2mm。通用的注塑件澆口設計種類通樣適用于PEEK注塑產品??梢钥紤]將潛澆式澆口用于薄壁或小部件產品設計中,但此類澆口不大合適于較大壁厚的部件注塑成型,因為此類澆口比較容易提前發(fā)生澆口凍結,從而影響厚壁產品的后續(xù)補縮效果。
5) 良好的溫度控制
第五點至關重要 :對模具進行良好的溫度控制。威格斯首席科學家 John Grasmeder曾表示模具溫度對于獲得可充分利用 PEEK 獨特性能的半結晶工件來說至關重要。讓我們看看一些充分結晶的和未達到合理結晶度的PEEK成型零件的外觀顏色對比。
極端拉伸桿中顯示的極端情況。
模塑組件顯示結晶和非結晶區(qū)域。
棕色部分是非結晶 PEEK,米色部分是半結晶 PEEK。為了成功地注塑成型 PEEK 材料,需要將模具溫度保持在170-200℃(以避免PEEK材料過快地冷卻到非晶態(tài)),這取決于所成型的牌號。重要的是要注意,這不僅應該是模具上的設定溫度,而且也應該是模具型腔表面上的實際溫度??梢允褂秒娂訜崞饕约案邷赜蜏貦C來滿足這一高模具溫度要求。必須考慮在模具和機臺之間使用隔熱板,以及為模具包覆隔熱材料,以便使整個模具中溫度分布均勻。
總之,要成功對 PEEK 注塑成型,需要考慮諸多因素。上述五個因素很好地介紹了 PEEK注塑時的重要方面。
標準成型設備可用于 PEEK 注塑。
在開始成型之前,先干燥 PEEK 粒料。
保持過程清潔 - 任何污染都可能在成型過程中引起問題。
使用大澆口設計, 以保證更好地注塑填充。
控制好模具溫度,確保生成半結晶態(tài)PEEK 工件。
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