Moldagem por injeção PEEK
Se você estiver interessado em moldagem por injeção Para peças em PEEK, você terá um termoplástico de alto desempenho. Este material oferece impressionante resistência química, resistência ao calor e resistência mecânica. Não é surpresa que grande parte das peças de PEEK sejam encontradas nas indústrias aeroespacial, automotiva, médica, de transporte, de petróleo e gás, eletrônica e outras exigentes. Só pelo preço, que tende a ser mais elevado, já se pode afirmar que o PEEK é um plástico de alta qualidade.
No entanto, as excelentes propriedades mecânicas e químicas oferecem uma ótima relação custo-benefício. Onde os plásticos convencionais falhariam, as peças moldadas por injeção de PEEK oferecem desempenho incomparável. Por isso, este plástico de engenharia é o tema deste artigo. Continue a leitura para saber mais sobre suas propriedades, aplicações e considerações, que podem fazer a diferença em suas aplicações.
O que é PEEK Plástico?
O PEEK é um superplástico de engenharia cujo nome completo é poliéterétercetona. Seu grupo abrangente é o poliariletercetona (PAEK). Este popular polímero termoplástico ganhou o apelido de "rei dos polímeros" por suas propriedades químicas, mecânicas e térmicas.
A fórmula molecular do polímero é mostrada abaixo.
Fórmula molecular PEEK
Texto alternativo: Diagrama da estrutura química do polímero PEEK mostrando unidades repetidas de éter cetona aromático. O PEEK é muito mais eficiente do que alternativas como PLA e ABS. Esses materiais não conseguem igualar a capacidade do PEEK de ter um desempenho eficaz em condições extremas. Os fabricantes reconhecem o valor das peças de PEEK. Exemplos de áreas de aplicação para esse plástico de engenharia incluem os setores automotivo, aeroespacial, de processamento químico e médico.
Propriedades do material PEEK
Peças plásticas PEEK
O PEEK é leve, como a maioria dos polímeros. No entanto, suas propriedades mecânicas são semelhantes às de alguns metais. Possui excelente resistência química, à fluência e à fadiga. Sua temperatura de operação contínua é de aproximadamente 260 °C. Possui também uma impressionante resistência à tração de 100 MPa e uma alta temperatura de deflexão térmica (HDT).
Como mostra a “Pirâmide de Propriedades” abaixo, o PEEK está no topo dos polímeros de engenharia em termos das propriedades mais importantes. Portanto, não é de se surpreender que seja um dos melhores materiais para moldagem por injeção.
Pirâmide de propriedades
Vantagens da moldagem por injeção de peças em PEEK
O polímero é altamente valorizado não apenas por sua relação custo-benefício, mas também por sua estabilidade em altas temperaturas, excelente resistência química ao PEEK, resistência à esterilização repetida, baixo comportamento de fluência e capacidade de desempenho extrema.
- Custo-eficácia – Não vamos nos enganar. O PEEK não é de baixo custo, mas sim economicamente viável a longo prazo. O custo total de propriedade de produtos moldados por injeção em PEEK é reduzido devido à baixa taxa de falhas do material e à sua vida útil relativamente longa.
- Estabilidade em alta temperatura – Os usuários dessas peças plásticas também se beneficiam da alta estabilidade térmica. Essa estabilidade diz respeito a polímero resistente ao calor Mantendo sua resistência mecânica e, de modo geral, integridade estrutural, em temperaturas nas quais outros plásticos comuns falhariam.
- Resistência química PEEK Meios corrosivos, como produtos químicos industriais e combustíveis, não afetam o PEEK. Peças moldadas por injeção com esse plástico apresentam excelente desempenho em ambientes corrosivos. Portanto, a taxa de falhas dessas peças é mínima.
- Resistência à esterilização repetida – Este benefício refere-se à capacidade do plástico de engenharia de passar por ciclos repetidos de esterilização e ainda manter as propriedades do material PEEK. Essa característica é fundamental para o PEEK de grau alimentício e médico.
- Comportamento de baixa fluência – A fluência pode ser um problema sério em alguns plásticos de engenharia, mas não no PEEK. Portanto, as peças de PEEK duram mais tempo sob cargas mecânicas contínuas.
- Capacidade de desempenho extremo – Seja em geometrias complexas ou simples, o PEEK apresenta um desempenho previsível. O material é confiável em aplicações exigentes.
Limitações da moldagem por injeção de peças de PEEK
Apesar das vantagens das peças de PEEK moldadas por injeção, existem também vários desafios – complexidade do projeto do molde, altas temperaturas de processamento, maquinário caro e a propensão do PEEK à degradação.
Complexidade do projeto do molde O PEEK é conhecido por sua tendência a encolher e por sua alta viscosidade. Os canais de resfriamento do molde devem, portanto, ser projetados para evitar deformações e empenamentos. Devido a essas e outras condições relacionadas, o projeto do molde pode ser complexo.
Altas temperaturas de processamento – O PEEK requer aproximadamente 400 °C para processamento. Essa é a temperatura necessária para fundir e injetar o plástico de forma eficaz. O problema com essa alta temperatura não é apenas o alto custo de energia, mas também o potencial de danificar o molde.
Maquinaria cara – Relacionado aos pontos acima está o fato de que lidar com altas temperaturas e projetos complexos exige maquinário relativamente caro.
Máquinas de moldagem por injeção
Muitas empresas optam por trabalhar com especialistas em material de moldagem por injeção processamento, como o Boda. Isso não só compensa o custo das máquinas, como também garante produtos de qualidade.
Propensão à degradação – A alta temperatura de processamento pode danificar o PEEK. Soluções para esse problema incluem o uso de grânulos secos e um controle rigoroso da temperatura.
grânulos de PEEK
Aplicações do PEEK em peças moldadas por injeção
O desempenho das peças moldadas por injeção em PEEK justifica sua aplicação em setores exigentes como o médico, aeroespacial, automotivo, eletrônico e de máquinas industriais.
Produtos para uso Médico – Devido às suas propriedades de esterilização e biocompatibilidade, este plástico de engenharia é amplamente utilizado na fabricação de dispositivos cirúrgicos, placas ósseas, gaiolas espinhais e outras peças de PEEK de grau médico.
Placas ósseas de PEEK
Indústria aeroespacial – Exemplos de componentes incluem isolamento, rolamentos e peças de motor.
Automotiva – O baixo peso, a baixa fluência, a resistência e a resistência química são cruciais para peças automotivas, incluindo rolamentos e peças de transmissão.
Expositores e Eletrónica A excelência do PEEK em resistência à fadiga, resistência a fissuras por tensão, resistência mecânica e leveza o torna ideal para uso em componentes eletrônicos e elétricos. Suas peças moldadas por injeção são utilizadas em módulos de potência, blocos de terminais e espaçadores isolantes.
Maquinaria industrial – Os componentes de engrenagens e bombas são exemplos perfeitos de aplicações do PEEK neste amplo setor.
Rotor da bomba PEEK
Petróleo e Gás – As sedes e vedações das válvulas são feitas deste plástico resistente a produtos químicos e ao calor.
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Diretrizes de projeto para moldagem por injeção de PEEK
Melhor PEEK Os serviços de moldagem por injeção seguem diversas diretrizes de projeto, incluindo requisitos para raios, espessura da parede, tolerância e ângulo de inclinação.
Raios agudos desencorajados
Raios internos agudos devem ser evitados, pois promovem a concentração de tensões. Utilizamos raios suaves para garantir um fluxo uniforme do material fundido. Esse design também prolonga a vida útil da ferramenta e fortalece a peça plástica.
Espessura da parede
Espessuras de parede pequenas, digamos, inferiores a 0.8 mm, exigem um controle reológico rigoroso durante o processo de moldagem do plástico PEEK. Ferramentas caras são necessárias para executar esse processo. Uma opção mais simples e econômica é otimizar a espessura das paredes das peças de PEEK. Isso não só reduz as taxas de refugo, como também diminui o tempo de ciclo.
Tolerâncias de até 0.05%
O controle avançado de processos e as ferramentas permitem alcançar altas tolerâncias, tão rigorosas quanto ±0.05%. Essa alta precisão é essencial para peças destinadas a aplicações críticas em PEEK. Montagens que exigem alta repetibilidade dimensional funcionam perfeitamente com essas tolerâncias.
Ângulo de inclinação – 0.5° e 2°
Os ângulos de saída são cruciais para melhorar a ejeção das peças. Entre 0.5° e 2°, a peça sai de forma limpa e suave. Isso também proporciona um processo de fabricação mais rápido, o que é necessário na produção em larga escala.
Considerações sobre o processamento do material PEEK (moldagem por injeção)
Compreender o comportamento do PEEK durante o processamento é tão importante quanto compreender os princípios de design, portanto, as considerações abaixo são cruciais na moldagem de plástico PEEK.
Limpeza é importante
A limpeza deve ser mantida durante a moldagem por injeção de PEEK. Como você pode atestar, as altas temperaturas de processamento desse plástico degradariam muitos outros plásticos. Portanto, garantir que os funis, as máquinas de moldagem e as estufas de secagem estejam limpos é um requisito fundamental.
Portões Grandes
A moldagem por injeção de PEEK e os canais de injeção de grande diâmetro são uma combinação comum. Por ser um polímero semicristalino, o PEEK apresenta uma taxa de contração relativamente alta em comparação com os termoplásticos amorfos. Como a temperatura de moldagem do plástico PEEK também é muito alta, o material naturalmente encolherá bastante. Para garantir que a peça seja totalmente preenchida, recomenda-se o uso de pontos de injeção amplos.
Pellets secos de PEEK
Na cadeia de suprimentos, os paletes de PEEK podem absorver alguma umidade atmosférica. O processo de secagem pode levar algumas horas em uma estufa. O objetivo é manter o teor de umidade residual do material abaixo de 0.02%.
Máquina padrão de moldagem por injeção de PEEK
Assim como em outros processos de engenharia, o uso de equipamentos padrão de moldagem por injeção representa uma enorme economia de tempo e dinheiro. Os fabricantes que conhecem esse segredo utilizam equipamentos que podem ser adquiridos e reparados localmente.
Controle de temperatura adequado
A temperatura ideal do molde é crucial. Ela deve ser tal que as propriedades únicas do material PEEK sejam preservadas. A temperatura recomendada situa-se entre 170 e 200 °C. Cada tipo de PEEK possui sua temperatura ideal específica para o molde.
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Métodos alternativos de processamento PEEK
Além da moldagem por injeção, o PEEK pode ser processado por união, impressão 3D, usinagem CNC e extrusão.
Juntar-se a – O PEEK pode ser colado ou soldado. As técnicas de soldagem mais comuns são a soldagem por placa quente e a soldagem por vibração.
Impressão 3D – A impressão 3D ou manufatura aditiva para PEEK é realizada usando pó em sinterização a laser (SLS/LS) e filamento em FDM de alta temperatura.
Usinagem CNC – A usinabilidade do PEEK é excelente. O polímero de engenharia produz cavacos limpos. Não desgasta excessivamente a ferramenta de corte. É perfeito para fabricação de baixo volume.
Peça de plástico PEEK usinada por CNC
Extrusão – Utilizado para fabricar perfis, hastes e tubos.
Conclusão
O PEEK é, sem dúvida, um material de alto desempenho, superando muitos outros polímeros de engenharia. Ele possui uma rica combinação de propriedades químicas, mecânicas e térmicas. Aliado a todas essas outras qualidades, o baixo peso torna a moldagem por injeção de PEEK irresistível em diversos setores críticos.
Graças ao incomparável serviço de moldagem por injeçãoVocê pode obter produtos PEEK de alta qualidade para sua indústria. Se precisar deste serviço para PEEK ou qualquer outro plástico de engenharia, entre em contato para obter mais detalhes e fazer um pedido.