PEEK инъекциялық қалыптауы кәдімгі пластмасса тәжірибесінен тыс үш санмен анықталады: 343 °C балқу температурасы, 0.02% ылғалдылықтан төмен құрғақтық талабы және 170–200 °C температурада ұсталатын қалып - бұл көптеген тауар шайырларының балқуынан ыстық. PEEK инъекциялық қалыптауындағы барлық басқа шешімдер осы үшеуінен туындайды. 400 °C температураны ұстай алмайтын прес, −40 °C шық нүктесіне жете алмайтын кептіргіш және біркелкі қыздырылмайтын құрал шайырдан ABS немесе поликарбонатқа қарағанда бірнеше есе қымбат сынықтар шығарады.
Бұл нұсқаулық инженерлер мен өнімді әзірлеушілерге PEEK қалыптау туралы шешім қабылдау үшін түйіршіктен тексерілген бөлшекке дейінгі тізбекті қамтиды. Онда процесті кезең-кезеңімен және әрбір бақылаудың себебін, бөлшек сапасын іс жүзінде өзгертетін параметрлерді, қалыптау қай жерде жеңетінін және өңдеуден гөрі үнсіз қымбатырақ болатынын, бөлшектің аман қалуы керек ақаудан қалай бағаны таңдау керектігін және қандай қолданбалар құрал-саймандарды ақтайтынын қарастырады. Сандар бір сынақ бағдарламасынан емес, стандартты PEEK бағалары бойынша жарияланған материалдық деректер парақтарынан және өңдеу нұсқаулықтарынан алынған және олар белгілі бір бөлшек үшін кепілдендірілген мәндерді емес, типтік зертханалық жағдайларды сипаттайды.
PEEK дегеніміз не және ол неліктен қалыпта да, өңделеді
PEEK - жартылай кристалды полиэфир эфир кетоны. Стандартты толтырылмаған маркаларға арналған жарияланған деректер парақтарында балқу температурасы 343 °C, шыны өтпелі температура 143 °C және ортаңғы нүкте 150 °C, ал электрлік пайдалану үшін салыстырмалы жылу индексі 260 °C көрсетілген. Ауадағы үздіксіз рұқсат етілген қызмет көрсету температурасы әдетте 20 000 сағат ішінде 250 °C температурада, үздіксіз қызмет көрсету диапазоны 250-260 °C аралығында көрсетіледі. Бұл зертханалық үлгілерден алынған типтік көрсеткіштер; қалыпталған бөлшектің нақты қасиеттері оның геометриясына, құрал конфигурациясына және нақты пайдаланылған өңдеу жағдайларына байланысты, сондықтан деректер парақтарының өздері деректер материалды салыстыру үшін екенін айтады.
Бірдей полимер екі түрде келеді. Толтырылмаған PEEK инъекциялық қалыптау және экструзия үшін түйіршіктер түрінде жеткізіледі, ал өңдеуге арналған шыбық пен пластина ретінде бірдей химиялық құрам бар. Олардың арасынан таңдау көлем мен геометрияға байланысты, материалға емес - бумен стерилизациялауға және агрессивті химиялық заттарға төзімді химиялық құрам бірдей. Өзгеретін нәрсе - қанша шайыр сатып алатыныңыз, оның қаншасы жаңқаға айналатыны және пішінді кесуге бола ма.
Бір айырмашылық ерте кезде маңызды. PEEK көбінесе гигроскопиялық емес деп сипатталады, және бұл нейлон сияқты суда ерімейді немесе ісінбейді деген мағынада рас. Ол әлі де ылғалды сіңіреді: өңдеу бойынша нұсқаулықта түйіршік пішіні әдетте шамамен 0.5% w/w атмосфералық ылғалдылықты алатыны, ал деректер парақтарында 23 °C температурада 0.45% қаныққан кезде судың сіңуі көрсетілген. Бұл сіңірілген фракция қалыптау алдында белгіленген 0.02% шегінен шамамен жиырма бес есе көп, сондықтан гидролизге төзімді полимер үшін де кептіру міндетті емес.
ПИК Инъекциялық қалыптау процесі, Қадам сайын
Төмендегі тізбек стандартты PEEK бағалары үшін белгіленген өңдеу нұсқауларына сәйкес келеді. Әрбір қадам алдын алатын белгілі бір ақаулыққа байланысты болады.
1. Сақтау және өңдеу
PEEK полиэтиленмен тығыздалған күйінде ауыр жүктемеге төзімді қораптың ішінде жеткізіледі, ал өңдеу жөніндегі нұсқаулық оны тасымалдау және сақтау кезінде тығыздалған күйінде сақтауды, қораптарды тек таза жерде ашып, қалған тағамды қайта тығыздауды ұсынады. Тығыздалған, құрғақ, күн сәулесінен алыс материалды он жылдан астам уақыт сақтауға болады. Себебі сақтау мерзімі емес, ластану: 380 °C температурада басқа полимердің бірнеше түйірі немесе шаң түйірі қара дақтар немесе әлсіз дәнекерлеу сызығына айналады, ал шайыр үй шаруашылығы үшін қалдық ретінде тым қымбат.
2. Кептіру
Түйіршіктер ауа айналымы бар пешке 120–150 °C температурада 3–5 сағат бойы салынады, қалдық ылғал 0.02%-дан (−40 °C шық нүктесі) төмен түскенше шамамен 2.5 см тереңдіктегі науаларға жайылады. Балама жол ретінде 150 °C 3 сағат немесе 120 °C 5 сағат қабылданады. Стандартты нұсқаулықта PEEK дұрыс оқшауланбаған жағдайда пешті басқа материалдармен бөліспеуі керек екендігі анық көрсетілген. Балқу температурасындағы ылғал беткі ақауларға және молекулалық салмақтың жоғалуына әкеледі, сондықтан кептіру кезеңі сыртқы түрін де, механикалық өнімділігін де қорғайды.
3. Тамақты тамақтандырыңыз
Бункер 100 °C-тан төмен температурада ұсталады — толтырылмаған маркаларға арналған деректер парақтарында 100 °C-тан төмен температура көрсетілген, ал экструзия бойынша нұсқаулықта бұл процесс үшін гранулятты 140-180 °C диапазонында алдын ала қыздыру ұсынылады. Қалыптаудың мақсаты - түйіршіктердің бұрандаға жеткенге дейін көпірмен немесе жартылай балқуының алдын алу, сонымен қатар ылғалдың қайта сіңуін шектеу.
4. Пластификациялау
Ұңғыма бақыланатын түрде 400 °C-қа, шамамен ±2 °C шегіне жетуі керек, бұл құйылған алюминий қыздырғыштарды жоғары температуралы қорытпа немесе керамикалық түрлерге ауыстыруға мүмкіндік бермейді. Әдетте 2:1-ден 3:1-ге дейінгі қысу коэффициенті бар 18:1-ден 24:1-ге дейінгі L/D бұрандалары қолданылады, және айдау қысымын ұстап тұру үшін бұранда ұшындағы тексеру сақинасы қажет. Тұру уақыты қысқа болуы керек; балқыманы 360 °C температурада бір сағатқа дейін айтарлықтай ыдырамай ұстауға болады, бірақ одан жоғары ұңғыма температурасы 340 °C-қа дейін төмендеуі керек, ал үш сағаттан артық кідіріс ұңғыманы тазартуды қажет етеді.
5. Инъекция
Балқыту температурасы маркасына байланысты шамамен 355–395 °C аралығында болады. Толтырылмаған PEEK үшін артқы/ортаңғы/алдыңғы/саптаманың әдеттегі профилі 355 / 360–365 / 370 / 375 °C құрайды; 30% шыны толтырылған марка оны 360 / 370–375 / 380 / 385 °C дейін, ал 30% көміртегі толтырылған марка оны 375 / 380–385 / 390 / 395 °C дейін итереді. Тұрақты жұмыс диапазоны әдетте 360–400 °C ретінде беріледі. Табиғи PEEK үшін бүрку қысымы сирек жағдайда шамамен 14 МПа-дан асады, ал ұстап тұру қысымы шамамен 10 МПа құрайды, дегенмен ағынның қалыңдығына қатынасы ұзын дәл бөлшектерге 200 МПа-дан астам қажет болуы мүмкін.
6. Зең температурасы
Құрал беті 170–200 °C температурада ұсталады (өңдеу нұсқаулықтарында көбінесе 175–205 °C көрсетіледі; деректер кестелерінде толтырылмаған PEEK үшін 170–200 °C көрсетіледі). Бұл бет температурасы, контроллердің орнатылған мәні емес — майды қыздыру кезінде ағын желісінің 40 °C-қа дейінгі шығындары жиі кездеседі, сондықтан болатта 170 °C-қа жету үшін 260 °C орнатылған мәндер тән. Себебі кристалдылықта: суық құрал бетті аморфты күйге келтіреді, бұл біркелкі емес түс, күңгірт немесе мөлдір жиектер, төмен беріктік пен химиялық төзімділік тудырады. Стандартты нұсқаулықта ұсынылған жағдайларда қалыпталған бөлшектер номиналды түрде 30% кристалды болуы керек деп көрсетілген.
7. Қаптау, салқындату және шығару
Ұстап тұру қысымы бөлшек ыстық құралға суыған кезде кішіреюді өтейді. Салқындату уақыты қабырға қалыңдығымен өлшенеді; 180 °C құрал температурасында жарияланған салқындату уақыты қисықтары жақсырақ шығару дизайны толтырылмаған деңгейлер үшін салқындату уақытын шамамен 15%-ға қысқартуы мүмкін екенін көрсетеді. Бөлшектер деформацияланбау үшін жеткілікті қатты болған кезде шығарылады.
8. Тазарту
Өлшемдік тұрақтылық немесе кернеуді азайту маңызды болған жағдайда, қалыпталған бөлшектерді күйдіруге болады. 20 мм дейінгі қимаға арналған әдеттегі бағдарлама 150 °C дейін 30 °C/сағ аспайтын температурада 3 сағат ұстайды, 200 °C дейін сол жылдамдықпен 4 сағат ұстайды, содан кейін 15 °C/сағ аспайтын температурада салқындатады. Күйдіру сонымен қатар кристалдануды аяқтайды және шөгуді тұрақтандырады.
9. Тексеру
Соңғы тексерулер өлшемдерді, сыртқы түрін (қара жиектер мен қара дақтар - PEEK-тің классикалық ақаулары) және көрсетілген жерде DSC арқылы кристалдылықты растайды. Кристаллдық деректерін қамтитын бірінші мақаланы мақұлдау құралдың шынымен жеткілікті қызғанын немесе қызбағанын анықтауға мүмкіндік береді.
Бөлшектердің сапасын анықтайтын өңдеу параметрлері
PEEK бөлшегінің сызбаға сәйкес келетінін анықтайтын параметрлер машинаның толық параметрлер тізімінде көрсетілгеннен аз. Олар: кептіру, балқу температурасы, қалып температурасы, айдау қысымы мен жылдамдығы, қақпа мен жүгіргіштің өлшемі және жиырылу рұқсаты. Төмендегі кестеде олардың деректер парақтарынан алынған, олардың арасында ең көп өзгеретін мәндер бойынша үш стандартты баға салыстырылған.
| параметр | 450 г (толтырылмаған) | 450GL30 (30% шыны) | 450CA30 (30% көміртек) |
| 400 °C температурада балқыма тұтқырлығы | 350 Па·с | 550 Па·с | 675 Па·с |
| Қалыптаудың кішіреюі, ағын бағыты | 0.90% | 0.30% | 0.10% |
| Қалыптау кезіндегі кішірею, ағын бойымен | 1.3% | 0.90% | 0.50% |
| Саптама температурасы (әдеттегі) | 375 ° C | 385 ° C | 395 ° C |
| Зең температурасы (әдеттегі) | 170-200 ° C | 180-200 ° C | 180-210 ° C |
| Минималды қақпа | > 1 мм | > 2 мм | > 2 мм |
| Кептіру | 120–150 °C, 3–5 сағат, <0.02% | бірдей | бірдей |
Балқыма ағынының бағыты бойынша және бойымен үш стандартты PEEK маркасының қалыптау кезіндегі кішіреюі, ISO 294-4 сынақ үлгілерінде маркаға тән саптама мен құрал жағдайында өлшенген (толтырылмаған: 375 °C саптама, 190 °C құрал; 30% шыны: 385 °C саптама, 190 °C құрал; 30% көміртегі: 395 °C саптама, 200 °C құрал). Мәндер тек материалды салыстыру үшін берілген — нақты кішірею бөлшек геометриясына, қалып конфигурациясына және өңдеу жағдайларына байланысты.
Кестеден үш нәрсе шығады. Біріншіден, толтырылған сұрыптар қаттырақ балқымалар болып табылады — 350 Pa·s-қа қарсы 550 және 675 Pa·s — сондықтан сол қабырғаны толтыру үшін оларға жоғарырақ бөшкелік орнату нүктелері және үлкенірек қақпалар қажет. Екіншіден, талшық мөлшері артқан сайын ағын бағытында кішірейеді, бірақ ағын бойымен әлдеқайда аз, сондықтан сол бөлік балқыту жолының бойымен және бойымен әртүрлі кішірейеді. Үшіншіден, қақпа ережесі қосылыстар үшін шамамен екі есе артады: толтырылмаған PEEK үшін минимум 1 мм және қосылыстар үшін 2 мм немесе қалың бөлшектер үшін қабырға қалыңдығының шамамен үштен екісі, шпру қақпалары қалыптау қалыңдығынан 1-1.5 есе көп. Жүгірулер қалып пен саптамада 3 мм-ден, ал коллекторда 3.5 мм-ден асуы керек.
Айдау қысымы мен бұранда жылдамдығы орнатылғаннан кейін қосымша реттеулер болып табылады. Жалпы мақсаттағы бұрандалар қолайлы және кері қысым балқыма біртектілігін жақсартады, ал әдеттегі нұсқаулық толтырылмаған сорттар үшін перифериялық бұранда жылдамдығын 5-10 м/мин, ал күшейтілген сорттар үшін 6 м/мин аспайтын етіп ұсынады, себебі жоғары жергілікті ығысу балқыманы қыздырып жібереді. Әдетте 2-8 МПа кері қысым болады, талшықтарды ақырын өңдеу үшін толтырылған сорттар үшін төмен.
Шөгу кезінде болатты кесу үшін емес, маркаларды салыстыру үшін деректер парағының нөмірлерін пайдаланыңыз. Деректер парағы шөгу деректері материалды салыстыру үшін берілгенін және нақты мәндер бөлшектердің геометриясына, қалып конфигурациясына және өңдеу жағдайларына қатты байланысты екенін анық көрсетеді; стандартты тәжірибе құралдарды әрқашан металлға қауіпсіз жағынан кесу керек екенін қосады. Өзіңіздің геометрияңыз бойынша өлшенген алғашқы бұйым - жалғыз сенімді түзету.
PEEK инъекциялық қалыптаудың артықшылықтары – және әрқайсысы қашан сақталады
PEEK қалыптауының артықшылықтары нақты, бірақ әрқайсысы шартты, ал шартты көрсету пайдалы талапты сату желісінен ажыратады.
Тор пішінді кешенді геометрия
Қалыптау бір уақытта бастиектерді, қабырғаларды, қысқыштарды және бұрандаларды жасайды, мұнда өңдеу бірнеше орнатуды қажет етеді және мүлдем қажетті функцияға жетпеуі мүмкін. Шарты: құрал дұрыс қақпақпен және желдеткішпен жабдықталуы керек. Ақаулықтарды жою бойынша нұсқаулықтар қысқа қалыптау мен дәнекерлеу сызықтарын машина параметрлері сияқты желдеткіш пен қақпа дизайнының жеткіліксіздігіне жатқызады, сондықтан геометрия артықшылығы тек оның артындағы құрал дизайны сияқты жақсы.
Жоғары көлемді экономика
Қалыпталған бөлшек бір реттік оқтау үшін бір грамм шайыр жұмсайды; өңделген бөлшек дайындамадан басталып, оның көп бөлігі жаңқа түрінде қалады. Шарты: құрал-саймандар амортизациялануы керек. Бұл көлемнен төмен болса, құралдың құны басым болады және өңдеу арзанырақ болады — қиылысу кейінгі бөлімнің тақырыбы болады.
Температурадағы қайталанатын қасиеттер
Қалып температурасы кристалдылықты басқаратындықтан, жақсы басқарылатын ыстық құрал өндіріс барысында тұрақты беріктік, химиялық төзімділік және өлшемдік мінез-құлықты қамтамасыз етеді. Шарты: құрал беті іс жүзінде қажетті температураға жетуі керек. Суық жұмыс істейтін құрал толық көрінетін бөлшектерді шығарады, содан кейін тауарлық пластик шыдай алатын жүктемелерде істен шығады.
Екінші реттік өңдеуді жою
Қалыптаудан кейін кесілетін ерекшеліктер құралдан шығады, бұл орнатуды үнемдейді және беткі өңдеудің бұзылуының себептерін болдырмайды. Шарты: төзімділік талаптары қалыптау мүмкіндігі шегінде болуы керек. Стандартты қалыптау жағдайларында әдеттегі төзімділік шамамен 0.05% құрайды — көптеген ерекшеліктер үшін жақсы, бірақ сызба тығыздауды қажет ететін өңдеудің орнын баса алмайды.
Материалдық тиімділік және дизайн еркіндігі
Қалыптау қабырға қалыңдығын, қабырғаларды және кесу қиын немесе мүмкін емес ішкі ерекшеліктерді қамтамасыз етеді, сондай-ақ өңделген PEEK-ті қымбат ететін бос қалдықтардың алдын алады. Шарты: бөлшек қалыптауға арналған, біркелкі қабырғалары және жеткілікті тарту күші болуы керек, бұл жобалау бөлімінде қамтылады.
Геометриясын тексермей, белгілі бір бөлшек үшін осы артықшылықтардың ешқайсысын талап етуге болмайды. Бос төзімділігі бар үлкен, қарапайым пішін олардың ешқайсысын көре алмауы мүмкін.
Шектеулер және жасырын шығындар
PEEK қалыптау шеберлерін таң қалдыратын шығындар сирек шайыр бағасына байланысты. Олар құралға, энергия шығындарына және қалдықтардың мөлшеріне байланысты.
Ыстық құрал
Қалыпты 170–200 °C температурада ұстау үшін маймен қыздыру, электрлік картриджді қыздырғыштар немесе олардың комбинациясы қажет. Электрлік қыздыру үнемді және қызмет көрсету оңай, бірақ ыстық дақтарға бейім, шағын компоненттерге жақсы сәйкес келеді; майлы қыздырғыштарды жобалау қиынырақ, бірақ жылуды шығара алады, бұл үлкен өлшемдегі және терең өзектер үшін маңызды. Қалып пен тақтайша арасындағы оқшаулағыш тақталарды қолдану ұсынылады, ал май құбырлары қысқа және оқшауланған болуы керек, себебі 40 °C дейін жылу жоғалту жиі кездеседі. Мұның бәрі әрбір циклге капитал, қыздыру уақыты мен энергия қосады.
Цикл уақыты
Ыстық қалып бөлшекті баяу салқындатады, ал қалың бөліктер салқындатуды одан әрі ұзартады. 180 °C температурада қабырға қалыңдығының функциясы ретінде жарияланған салқындату уақытының бағалаулары қалыңдықпен күрт артады. Сондықтан PEEK бөлшектері тез қалыпталмайды, бұл шайырды аз пайдаланған кезде де бір бөлшектің құнын арттырады.
Тар өңдеу терезесі
Балқыма шамамен 360 және 400 °C аралығында тұрақты, бірақ бұл диапазоннан тыс жерде ақаулық режимдері көбейеді: тым суық болса, балқыма саптамада немесе қысқа мерзімді соққыларда қатып қалады; тым ыстық болса немесе тым ұзақ ұсталса, ол сынғыш бөліктерге және қара жолақтарға айналады. Шайырдың қымбат болуымен әрбір қалдық соққы нағыз шығын болып табылады, ал қалдықтардың пайда болу жылдамдығы іске қосу және марка өзгерістері кезінде ең жоғары болады.
Қайта өңдеу шектеулері
PEEK қайта өңделуі мүмкін, бірақ стандартты нұсқаулық толтырылмаған полимер үшін қайта ұнтақтауды ең көбі 30% салмақ/салмақпен және толтырылған қосылыстар үшін 10% салмақ/салмақпен шектейді және тіпті бөгде материалдың төмен деңгейі де осы температурада қалыптау сапасына айтарлықтай әсер ететіні туралы ескертеді. Бұл, әсіресе толтырылған маркалармен, жүгіргіш сынықтарының қанша мөлшерін қалпына келтіруге болатынын шектейді.
Ластануға сезімталдық
Арнайы қасықтарды, науаларды және кептіру жабдықтарын пайдалану ұсынылады, ал өңдеу әдебиеттерінде табиғи сұрыптағы қара дақтар әдетте айқаспалы ластануға немесе жеткіліксіз тазартуға байланысты болатыны атап өтілген. PEEK басқа полимерлермен бірге жұмыс істейтін цех бөлу тәртібін қажет етеді, әйтпесе ол ластануға байланысты бөлшектерін жоғалтады.
Хот-Раннердегі айырбастар
Ыстық жүгіргіштер материалды үнемдейді және өңдеу терезесін кеңейтеді, бірақ олар суық жүгіргіштерге қарағанда бастапқы капиталдық шығындарды, тазарту кезінде үлкен ластану проблемаларын және жалпы техникалық қызмет көрсетуді жоғарылатады. Жүйе 450 °C температурада тұрақты жұмыс істеуі керек, сыртқы қыздырумен және ішкі ағын шектеулері болмауы керек, ал саптама ұштары түйреуішпен жабылғаннан гөрі кең болуы керек.
Төзімділік шектері
Қалыптау екінші реттік операцияларсыз ең қатаң төзімділікке төтеп бере алмайды. Егер сызба стандартты қалыптау мүмкіндігінен жақсырақ болса, қалыптағаннан кейін өңдеуді жоспарлап, бағасын көрсетіңіз.
Жоғарыда аталғандардың барлығының құны бөлшектерге, көлемге және шеберханаға байланысты тым кеңінен өзгереді, сондықтан мұнда жауапкершілікпен баға беру мүмкін емес. Дұрыс тәсіл - оларды бағытты деп санау: ыстық құрал, баяу циклдар және қақпақты қайта тегістеу барлық итеру қондырғысының құнын арттырады, ал қалыптау соққыларының өңдеу көлемі сәйкесінше өзгереді.
Сәтсіздік режимі үшін PEEK бағасын таңдау
Бағаны таңдау, егер сіз қасиеттер кестесінен емес, бөлшектің аман қалуы керек ақаулығынан бастасаңыз, оңайырақ болады. Үш стандартты Victrex бағалары үш түрлі ақаулық режиміне сәйкес келеді.
Жеткізушінің деректер парақтарынан алынған үш Victrex PEEK маркасы үшін 23 °C (ISO 527-1) температурадағы созылу модулі және 23 °C (ISO 527-2) температурадағы үзіліс кезіндегі деформация модулі. Деректер парағының мәндері материалды салыстыруға арналған зертханалық үлгілерді сипаттайды; қалыпталған бөлшектің қасиеттері оның геометриясына, құрал конфигурациясына және өңдеу жағдайларына байланысты.
Толтырылмаған дәреже — икемділік пен беріктік үшін
Деректер парағы үзіліс кезінде 25% деформацияны, созылу модулін 4,000 МПа құрайды және 23 °C температурада Charpy және Izod ойықсыз соққы сынақтарында үзіліс жоқ екенін көрсетеді. Толтырылмаған PEEK тұқымдастағы ең жоғары созылу мен беріктікті ұсынады, бұл икемділік пен инерттілік маңызды болатын аспап пен тығыздағыш компоненттеріне сәйкес келеді. Бөлшек майысуы, соққыны сіңіруі немесе жарықшақсыз түйісетін бетке тығыздалуы керек болған кезде толтырылмаған түрін таңдаңыз.
Шыны толтырылған дәреже — статикалық қаттылық және төмен жылу кеңеюі үшін
Отыз пайыздық әйнек созылу модулін 11 500 МПа-ға дейін көтереді және 1.8 МПа температурада 328 °C жылу ауытқу температурасын береді, сызықтық жылу кеңеюінің ағын бағыты коэффициенті шыны өткелінен 18 ppm/K төмен. Деректер парағында оның қолданылуы жылу кеңеюінің төмен коэффициенті бар статикалық жүйеде жоғары беріктік ретінде сипатталады. Бөлшек температурада жүктеме астында пішінін ұстап тұруы және өлшемді тұрақты болып қалуы керек болған кезде оны таңдаңыз - құрылымдық кронштейн, корпус, көршіге өспейтін компонент.
Көміртекпен толтырылған дәреже — тозуға және ең жоғары модульге арналған
Отыз пайыздық көміртекті талшық 28 000 МПа созылу модулін береді, бұл отбасындағы ең төменгі ағын бағытындағы жиырылу 0.10% құрайды және деректер парағындағы статикалық немесе динамикалық жүйелердегі тозуға төзімділіктің тамаша сипаттамасы және үйкеліс коэффициентінің төмендігі. Бөлшек сырғанап, үйкеліп немесе жүктеме көтеріп тұрғанда оны таңдаңыз және қаттылық созылудан гөрі маңыздырақ.
Компромисстер толтырылған сорттар бойынша біркелкі. Олар құрал-саймандарға абразивтірек, сондықтан тозуға төзімді бұрандалар мен биметаллдық бөшкелерді пайдалану ұсынылады және қақпа өлшемдері екі еселенеді. Олар созылуын жоғалтады — 3.0% шыны сорты үшін 30% және 30% көміртекті сорты үшін 1.7%, ал толтырылмаған 25% үшін — сондықтан майысуы керек бөлікті толтыруға болмайды. Және олар анизотропты түрде кішірейеді, көлденең ағын көрсеткіші ағын көрсеткішінен бірнеше есе көп, бұл құралды түзетуді қиындатады. Әрбір тұжырымды сорттың өзіндік деректер парағына байлаңыз; бір сорттан алынған сан екіншісіне ауыспайды.
PEEK инъекциялық қалыптауы қолданылатын жерлер
PEEK температура, химия немесе стерилизация қарапайым инженерлік пластмассаларды жеңетін қолданбаларда өз құнын табады. Қалыптау бұл қолданбаларға көлем, күрделі геометрия немесе қайталанымдылық қажет болған кезде де өз орнын табады.
медициналық
PEEK қайталанатын бумен стерилизациялауға төзімді, ал жарияланған медициналық деңгейдегі сынақтар тазалау циклдерінсіз пластикалық үлгілерде өлшенген 134 °C температурада 1,500 стерилизациялау циклінен жоғары механикалық қасиеттердің айтарлықтай жоғалмағанын хабарлайды. Хирургиялық құралдар, сынақ имплантаттары және стоматологиялық компоненттер әдеттегідей. Биосәйкестік полимерден автоматты түрде жүзеге асырылмайды: ASTM F2026-23 хирургиялық имплантаттар қолданбаларында таза PEEK талаптарын белгілейді және толтырылған, боялған немесе қайта өңделген нысандарды анық түрде қоспайды, ал FDA ISO 10993-1 нұсқаулығы биологиялық бағалауды тәуекелдерді басқару процесі ретінде қарастырады. Қалыптау бұл секторға құралдар немесе бір рет қолданылатын компоненттер біркелкі геометриямен көлемде қажет болған кезде сәйкес келеді; өңдеу пациентке тән немесе аз көлемді имплантаттарға сәйкес келеді.
Аэроғарыш және Автокөлік
Капот астындағы немесе корпустың жоғары температурасына төтеп беруі керек жеңіл бөлшектер PEEK-тің шамамен 250 °C температурада үздіксіз қызмет ету мүмкіндігінен және температурада беріктікті сақтауынан пайда көреді — 450G деректер парағында 125 °C температурада 85 МПа және 175 °C температурада 19 МПа иілу кернеуі көрсетілген. Қалыптау геометриясы күрделі және көлемі құралды ақтайтын кронштейндерге, втулкаларға және корпустарға сәйкес келеді; үлкен немесе қарапайым бөлшектер көбінесе өңделген күйінде қалады.
Электроника және жартылай өткізгіштер
PEEK электрлік қасиеттері кең температура диапазонында сақталады, ал оның өлшемдік тұрақтылығы жоғары көлемде өндірілетін шағын дәлдіктегі компоненттерге сәйкес келеді — бұл қалыптаудың классикалық жағдайы, мұнда бір құралдан мыңдаған бірдей бөлшектер алынады.
Энергетика және мұнай-газ
Жоғары температурада қышқылдарға, негіздерге, көмірсутектер мен еріткіштерге химиялық төзімділік, сондай-ақ бу мен теңіз суындағы гидролизге төзімділік PEEK-ті тығыздағыштарға, клапан компоненттеріне және ұңғыма асты бөлшектеріне үміткер етеді. Қалыптау қайталанатын ұсақ бөлшектерге сәйкес келеді; үлкен немесе бір реттік компоненттер әдетте стандартты пішіндерден өңделеді.
Өнеркәсіптік жабдықтар
Тозуға төзімді бөлшектер, мойынтіректер және втулкалар көміртекпен толтырылған марканың төмен үйкелісі мен тозуға төзімділігінен пайда көреді. Егер бұлар тұтынылатын материалдар саны бойынша ауыстырылса, қалыптау тез амортизацияланады.
Әрбір жағдайда логика бірдей: қасиет PEEK-ті ақтайды, ал көлем немесе геометрия өңдеуді емес, қалыптауды ақтайды.
Қашан машина Қалыптаудың орнына PEEK
PEEK бөлшектерінің үлкен бөлігі үшін өңдеу дұрыс шешім болып қала береді және қашан екенін білу ақша үнемдейді.
Көлемі аз болған кезде машина. Құрал-саймандар амортизацияланатын нүктеден төмен болғанда, құралдың құны басым болады және PEEK инжекциялық қалыптау қымбатырақ жол болып табылады. Прототиптер, көпірлік құрал-саймандар және бір реттік арматуралар фрезерлік немесе токарлық станокта болады, мұнда құрал-саймандарға шот-фактура келмейді және дизайнды өзгерту тек бағдарламалау уақытын ғана қажет етеді.
Геометрия үлкен немесе қарапайым болған кездегі машина. Аз ғана ерекшеліктері бар үлкен, блок тәрізді бөлшек дайындамадан кесілгенде аз шығын шығарады, ал оған арналған қалып үлкен, ыстық және қымбат болар еді. Өңделген PEEK-ті қымбат ететін бос қалдық дайындаманың қанша бөлігі бөлшекке айналатынына пропорционалды; қарапайым пішін үшін оның көп бөлігі қымбатқа түседі.
Төзімділік қалыптау мүмкіндігінен асып кеткен кезде машинаны пайдаланыңыз. Стандартты жағдайларда қалыптаудың әдеттегі төзімділігі шамамен 0.05% құрайды. Егер сызба тығызырақ болуын талап етсе немесе қалыптау жасай алмайтын ерекшеліктер болса, өңдеуді жоспарлаңыз - тұтас бөлікті немесе қалыптаудан кейінгі қосымша операцияны.
Жылдық көлем құралды амортизациялаған кездегі қалып. Есепте төрт айнымалы бар: құралдың құны, бөлшек өлшемі (оқтың салмағы мен цикл уақытын белгілейді), бір оқтың шайыр құны және өңдеу қорын алып тастаудан аулақ болу. Көлем өскен сайын, құралдың құны көбірек бөлшектерге және бір оқтың шайыр үнемдейтін қосылыстарына таралады. Кроссовер әр бөлшекке тән; оны табу жолы - құрал-сайманның құнын бөлшек құнынан бөлетін бағаны сұрау және оны сол жылдық көлемдегі өңдеу бағасымен салыстыру.
Геометрия күрделі және тор тәрізді болған кезде қалып. Басс, бұранда, қыстырғыш және ішкі ерекшеліктер жақсы жасалған құрал мен өңдеу кезіндегі шығындарды орнатусыз келеді.
Көптеген бөлшектердің қайталануы маңызды болған кезде қалыптау. Бір ғана құрал бірінен соң бірі бірдей бөлшектерді шығарады; өңдеу орнатудың тұрақтылығына байланысты. Өндіріс бағдарламасы үшін қалыптаудың қайталануы өзі сапалық артықшылық болып табылады.
Шынайы құрылым - бұл жалпы ереже емес, көлем мен құрал-жабдықтардың амортизациясын есептеу. Кез келген нақты долларлық санды ойлап табуға болады; айнымалылар маңызды.
PEEK үшін жобалау: Құрастыру және сынықтардың алдын алатын бөлшектер ережелері
PEEK сынықтарының көпшілігі болатты кесу алдында қабылданған бірнеше жобалау шешімдеріне байланысты. Төмендегі ережелер PEEK-ті жобалау принципі бойынша ерекше қиын болғандықтан емес, балқу мен қалыптау температурасының жоғары болуына байланысты бар.
1. Біркелкі қабырға бөліктері.
Әдеттегі нұсқаулықта толтырылмаған PEEK қосылыстары үшін қабырға қалыңдығы шамамен 1 мм, ал толтырылғандары үшін 1.5 мм болуы керек. Біркелкі қабырғалар біркелкі салқындайды және біркелкі кішірейеді; қалыңнан жұқаға ауысулар ешбір машина параметрі толық түзете алмайтын шөгінділерді, бос орындарды және деформацияларды тудырады.
2. Жомарт, жақсы желдетілетін қақпалар.
Толтырылмаған бөлшектер үшін минималды қақпа 1 мм және қосылыстар үшін 2 мм стандартты болып табылады немесе қалың бөлшектер үшін қабырға қалыңдығының шамамен үштен екісі, ал шпру қақпалары қалыптау қалыңдығынан 1-1.5 есе көп. Шпру қақпаларының минималды диаметрі шамамен 4 мм, кіріс диаметрі ең үлкен бөлік қалыңдығынан 1.5 есе үлкен. Үлкен қақпалар балқыманың ағып тұруын қамтамасыз етеді және шөгу іздері мен бос жерлерді азайтады; жеткілікті желдету қысқа мерзімді атқылаулар мен күйік іздерін болдырмайды.
3. 450 °C температураға арналған ыстық жүгірткілер.
Егер ыстық жүгірткі қолданылса, ол ішкі ағын шектеулерінсіз сыртқы қыздыруды, 450 °C температурада тұрақты жұмысты, компонент бетінде орналасқан саптама ұштарының кең орналасуын және құралды тепе-теңдікте ұстау үшін өте жақсы жеке температураны бақылауды қажет етеді. Түйреуішпен бекіту ұсынылмайды.
4. Температурада қаттылықты сақтайтын құрал болаттары.
PEEK өңдеу температураларындағы Rockwell 52–54 қуысы мен өзегінің қаттылығы әдеттегі мақсат болып табылады. Жиі қолданылатын таңдау - температурада шамамен 54–58 HRC сақтайтын болат маркалары, соның ішінде 1.2343 ESU, 1.2379, 1.2083 және 1.2316. Толтырылған маркалар абразивті, сондықтан қақпалардағы тозуға төзімділік маңызды.
5. Анизотропты кішіреюге рұқсат.
Шөгу ағын бойымен және көлденеңінен өзгереді, ал толтырғыштарда бұл әсіресе байқалады — 450G үшін 0.90% қарсы 1.3%, 450CA30 үшін 0.10% қарсы 0.50%. Құралды металлға төзімді етіп кесіңіз және тек деректер парағындағы шөгуден гөрі нақты геометрия бойынша бірінші бұйым өлшемдеріне сәйкес дұрыстап кесіңіз.
6. Болатты кесу алдындағы процесті модельдеу.
Модельдеу әрқашан болатты кесуден бұрын жүргізілуі керек, тепе-теңдік ағыны үшін қақпаларды орналастыру, тоқу сызықтарын азайту және желдету қажет жерлерді анықтау үшін. 200 °C температурада қызмет көрсетуге арналған құралда болатты ауыстыру қымбатқа түседі, сондықтан модельдеу арзан сақтандыру болып табылады.
PEEK инъекциялық қалыптауының қорытындысы
PEEK инъекциялық қалыптау көлемі мен геометриясы ыстық құралды және тәртіпті кептіруді ақтаған кезде өз жемісін береді; бұл шектен төмен болған жағдайда, өңдеу дұрыс шешім болып қала береді. Процесс тізбегі бекітілген — тығыздалған сақтау, 0.02%-дан төмен ылғалдылыққа дейін кептіру, 400 °C температураға қабілетті пластификациялау қондырғысы, 170–200 °C температурада ұсталатын құрал, бақыланатын орау және салқындату, қажет болған жағдайда күйдіру және кристалдылықты қамтитын тексеру. Сапаны анықтайтын параметрлерге кептіру, балқыту температурасы, қалып температурасы, қақпа мен жүгіргіштің өлшемі және кішірею рұқсаты жатады, және олар дәреже бойынша өзгереді: толтырылмаған, шыны толтырылған және көміртекті толтырылған PEEK үшін 350, 550 және 675 Pa·s балқыма тұтқырлығы және 0.90%, 0.30% және 0.10% ағын бағытындағы кішірею.
Сұрыпты таңдау ақаулық режиміне сәйкес келеді: иілгіштік пен беріктік үшін толтырылмаған, статикалық қаттылық пен төмен термиялық кеңею үшін шыны толтырылған, тозу және ең жоғары модуль үшін көміртегі толтырылған. Қолдану бірдей логикаға сүйенеді - медициналық, аэроғарыштық, автомобильдік, электроника, энергетикалық және өнеркәсіптік бөлшектердің әрқайсысы PEEK-ті белгілі бір қасиет үшін, ал қалыптауды белгілі бір көлем немесе геометрия үшін ақтайды.
Келесі қадам - жылдық көлемді, төзімділікті және геометрияны анықтау, содан кейін құрал-саймандарды бөлшек құнынан бөлетін баға сұрау. Сол көлемдегі өңдеу бағасымен салыстыру бөлшектің қай процесті пайдалану керектігін шешудің жалғыз сенімді жолы.
PEEK инъекциялық қалыптау жобаңызда NOBLE компаниясымен жұмыс істеу
NOBLE компаниясының PEEK арнайы инжекциялық қалыптау қызметтері болат және алюминийден жасалған құралдарды, бір қуысты, көп қуысты және отбасылық қалыптарды, сондай-ақ 50-ден 500 тоннаға дейінгі престерді қамтиды, олардың бөліктерінің қайталануы ±0.1 мм және қалып қуысының төзімділігі ±0.05 мм. PEEK өңделетін материалдардың қатарында көрсетілген және тексеру ZEISS CMM жабдығымен компания ішінде жүзеге асырылады. Бұл сандар NOBLE компаниясының жалпы қалыптау мүмкіндігін сипаттайды; олар PEEK-ке тән жағдай тарихы емес, және PEEK бағдарламасы жоғарыда аталған тармақтарды - бөшке температурасының мүмкіндігін, құралды қыздыру әдісін, кептіру шық нүктесін және кристалдылықты тексеруді - бөлшекті іске қосатын нақты прес пен құралға сәйкес растауы керек.
Баға сұрамас бұрын не дайындау керек: рұқсат етілген 3D моделі және сызбасы, жылдық және іске қосу көлемдері, қызмет көрсету ортасы (температура, химиялық заттар, зарарсыздандыру циклдары), бөлшектің сақталуы тиіс ақаулық режимінің дәрежесі немесе мәлімдемесі және бөлшектің сәйкес келуі тиіс кез келген нормативтік стандарт. Қолда бар бағамен құрал-саймандарды бөлшек құнынан ажыратуға болады, бұл қалыптауды өңдеумен салыстырудың жалғыз жолы.
NOBLE компаниясының көрсетілген жеткізу мерзімдері — көптеген жұмыстар үшін бағалар 24 сағат ішінде және бөлшектер 7-10 күн ішінде — оның жалпы қызмет көрсету ұсынысына қолданылады; PEEK құралдары мен процестерін тексеру бөлшек пен сортқа байланысты басқа кесте бойынша жүргізілуі мүмкін.
PEEK инъекциялық қалыптау туралы жиі қойылатын сұрақтар
Егер PEEK гигроскопиялық болмаса, неге кептіру керек?
Өйткені «гигроскопиялық емес» дегеніміз оның сумен ерімейтінін немесе ісінбейтінін, құрғақ күйінде қалатынын білдірмейді. Түйіршіктер әдетте шамамен 0.5% атмосфералық ылғалды сіңіреді, ал қалыптау алдындағы шегі 0.02%. 380 °C температурадағы ылғалдылық беткі ақауларға және молекулалық салмақтың жоғалуына әкеледі, сондықтан материал 120-150 °C температурада 3-5 сағат бойы -40 °C шық нүктесіне дейін кептіріледі.
Неліктен қалып көптеген шайырлардың балқу температурасынан ыстық?
Себебі қалып температурасы кристалдылықты басқарады. Өңдеу нұсқаулықтары құрал бетін 175–205 °C деп ұсынады (деректер кестесінде толтырылмаған PEEK үшін 170–200 °C деп көрсетілген), сондықтан бөлшек өзінің кристалды құрылымын дамытады; ұсынылған жағдайларда қалыпталған бөлшектер номиналды түрде 30% кристалды болуы керек. Суық құрал бетті аморфты күйге келтіреді, бұл қара немесе мөлдір жиектерді және төмен беріктік пен химиялық төзімділікті тудырады.
PEEK-ті қайта ұнтақтауға бола ма және қандай қатынаста?
Иә. Стандартты нұсқаулық толтырылмаған полимер үшін ең көбі 30% салмақ/салмақ және толтырылған қосылыстар үшін 10% салмақ/салмақ қайта ұнтақтауды белгілейді және тіпті бөгде материалдың төмен деңгейі PEEK өңдеу температураларында сапаға айтарлықтай әсер ететіні туралы ескертеді.
Құны мен төзімділігі бойынша қалыптауды механикалық өңдеумен қалай салыстыруға болады?
Құрал-саймандар амортизацияланғаннан кейін қалыптау құны бойынша жеңіске жетеді, себебі әрбір ату дайындаманың орнына шайырдың граммдарын пайдаланады және күрделі тор пішінді геометрияны қамтамасыз етеді. Өңдеу төмен көлемде және ең қатаң төзімділіктерде жеңіске жетеді; әдеттегі қалыптау төзімділіктері стандартты жағдайларда шамамен 0.05% құрайды, ал қатаң талаптар екінші реттік өңдеуді қажет етеді.
Толық кристалдану үшін қалыпта қандай температура қажет?
Victrex өңдеу нұсқаулығында беткі температура 175–205 °C ұсынылады, ал Evonik кристалданудың жоғары дәрежесіне жету үшін құрал температурасы 180 °C-тан жоғары болуы керек деп кеңес береді. Маймен қыздырылатын құралдар ағын желілері арқылы жылуды жоғалтатындықтан, контроллердің орнатылған мәні көбінесе нақты қол жеткізілген беткі температурадан әлдеқайда жоғары болады.
Толтырылған бағалар толтырылмаған бағалармен бірдей құралда орындала ала ма?
Оларды бір құралда тек мұқият құюға болады. Толтырылған маркалар үшін үлкенірек қақпалар қажет — кемінде 2 мм, ал 1 мм — әртүрлі кішірейеді және құрал-саймандарға абразивті, сондықтан толтырылмаған PEEK үшін қақпақталған құрал шыны немесе көміртекті маркамен толтырылмауы немесе тез тозуы мүмкін. Victrex компаниясының нұсқаулығы - жұмыс істейтін маркаға арналған қақпаларды жобалау және толтырылған қосылыстар үшін тозуға төзімді болаттарды пайдалану.
