पीईके मटेरियल मोल्डिंग सॉल्यूशंस
आपको पीक मटेरियल के बारे में कौन-कौन सी जानकारी होनी चाहिए?
विषयसूची
परिचय
चिकित्सा और अन्य उद्योगों में कई अनुप्रयोगों में पॉलिमर ने धातुओं का स्थान ले लिया है। इससे कई चिकित्सा स्थितियों के उपचार और प्रबंधन में सुधार हुआ है। हालांकि यह क्षेत्र लगातार विकसित हो रहा है, कुछ पॉलिमर ऐसे हैं जिनके अनुप्रयोग पहले से ही स्थापित हैं। पॉलीईथर ईथर कीटोन, या पीईईके, ऐसा ही एक पॉलिमर है। यह जैव-अनुकूल, निरोधात्मक और टिकाऊ होता है। इसका उपयोग ऊतक प्रतिस्थापन से लेकर चिकित्सा उपकरणों तक विभिन्न अनुप्रयोगों में होता है। पीईईके एक उच्च-प्रदर्शन पॉलिमर है। चिकित्सा उद्योग के अलावा, पीईईके का उपयोग अधिक जटिल अनुप्रयोगों में भी होता है। उदाहरण के लिए, एयरोस्पेस और मशीनरी के पुर्जों का निर्माण। पीईईके की इंजेक्शन मोल्डिंग से इसके अनुप्रयोग अधिक जटिल और बड़े पैमाने पर उत्पादित होने वाले उत्पादों तक विस्तारित होते हैं। पीईईके की इंजेक्शन मोल्डिंग अन्य प्लास्टिक की इंजेक्शन मोल्डिंग से भिन्न है। यह लेख इससे जुड़ी कुछ विशिष्टताओं पर चर्चा करता है। ऐसा करने से हमें इसके गुणों, अनुप्रयोगों और कुछ विशेष विशेषताओं का भी पता चलता है। यहां आपको इस बात की अच्छी जानकारी मिलेगी कि पीईईके की इंजेक्शन मोल्डिंग अन्य प्लास्टिक की इंजेक्शन मोल्डिंग से किस प्रकार भिन्न है।
PEEK को इतना बेहतरीन क्या बनाता है?
कई पॉलिमर में कुछ ऐसे गुण होते हैं जो उन्हें अन्य पॉलिमर से अलग बनाते हैं। वास्तव में, पॉलिमर पदार्थों का सबसे विविध वर्ग हो सकते हैं। कुछ पॉलिमर ऐसे होते हैं जिनमें असाधारण गुण होते हैं जिन पर आगे विचार करने की आवश्यकता होती है, चाहे वह उनकी प्रसंस्करण प्रक्रिया हो या उनका अनुप्रयोग। ऐसा ही एक पॉलिमर है पीईईके। आइए, इसके कुछ ऐसे गुणों से शुरुआत करें जो इसे विभिन्न अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट बनाते हैं।
बेहतर यांत्रिक गुण
पीईईके को उच्च-प्रदर्शन सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया गया है। ये ऐसे प्लास्टिक हैं जो विभिन्न और चरम अनुप्रयोगों में भी अपनी अखंडता बनाए रखते हैं। पीईईके के यांत्रिक गुण इसे उच्च-प्रदर्शन क्षमता प्रदान करते हैं। पीईईके की रासायनिक संरचना को देखने पर इसके श्रेष्ठ गुण स्पष्ट हो जाते हैं। इसकी दोहराई जाने वाली इकाई में तीन बेंजीन वलय होते हैं। ये एक कीटोन और एक ईथर समूह द्वारा जुड़े होते हैं। संरचना कीटोन और ईथर से बंधे बेंजीन वलय का एक दोहराव वाला क्रम है। यह इसे एक मजबूत, स्थिर अर्ध-क्रिस्टलीय संरचना प्रदान करता है। इसके श्रेष्ठ यांत्रिक गुणों के कारण पीईईके की मशीनिंग भी संभव है। यह तब उपयोगी होता है जब इंजेक्शन मोल्डिंग द्वारा निर्मित पीईईके उत्पादों से रनर या फ्लैश को काटने की आवश्यकता होती है। पीईईके के श्रेष्ठ यांत्रिक गुण इसके हल्के वजन और कम घनत्व के पूरक हैं। तुलनात्मक रूप से, पीईईके का घनत्व 1.32 ग्राम/सेमी³ है। पीटीएफई का घनत्व 2.2 ग्राम/सेमी³ है जबकि पीईटी का घनत्व 1.38 ग्राम/सेमी³ है। इसका मतलब है कि आपके पास एक मजबूत सामग्री है जो उबलते पानी की गर्मी को सहन कर सकती है। फिर भी यह पीने के पानी की बोतलों में इस्तेमाल होने वाले प्लास्टिक से हल्की है। उद्योग जगत ऐसी सामग्री के लिए दीवाना है।
विकिरण सहनशीलता
चिकित्सा उपकरणों के रोगाणुशोधन के लिए अक्सर विकिरण का उपयोग किया जाता है। इन उत्पादों के उत्पादन में प्रयुक्त सामग्री को ऐसे विकिरण को सहन करने में सक्षम होना चाहिए। रोगाणुशोधन के लिए उपयोग किए जाने वाले विकिरणों में गामा विकिरण और पराबैंगनी विकिरण शामिल हैं। पीक इन विकिरणों को बिना किसी रासायनिक या भौतिक अखंडता में परिवर्तन के सहन कर सकता है।
उच्च तापमान सहनशीलता
कई चिकित्सा उपकरणों में धातुओं का उपयोग होता रहा है। इसका एक कारण यह है कि इन्हें आसानी से साफ और कीटाणुरहित किया जा सकता है। पॉलीथीन जैसे प्लास्टिक उच्च तापमान सहन नहीं कर सकते। यहां तक कि पानी के क्वथनांक के करीब के तापमान को भी नहीं। उबलता पानी एक PET बोतल में डालकर देखें, यह पिघल जाएगी। कीटाणुशोधन 180 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर होता है। कीटाणुशोधन चिकित्सा पद्धति का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसलिए उपयोग की जाने वाली सामग्री का कीटाणुरहित होना आवश्यक है, क्योंकि इससे घातक परिणाम हो सकते हैं। पुन: उपयोग किए जाने वाले उत्पादों को उपयोग से पहले और बाद में कीटाणुरहित किया जाता है। एक बार उपयोग किए जाने वाले उत्पादों का उत्पादन कीटाणुरहित विनिर्माण स्थितियों में किया जाता है।
रोगाणु-मुक्त उत्पादन स्थितियों में उत्पादन करने से लागत काफी बढ़ जाती है। उत्पादन के बाद उत्पाद को रोगाणु-मुक्त करने की क्षमता प्रक्रिया को कम जटिल बनाती है। इससे रोगाणु-मुक्त अवस्था को बनाए रखते हुए उत्पाद का पुन: उपयोग भी सुरक्षित हो जाता है। ऊष्मीय रोगाणु-मुक्ति सबसे सरल और प्रभावी रोगाणु-मुक्ति विधियों में से एक है। उच्च तापमान सहन करने की पीईईके की क्षमता इसकी उपयोगिता को बढ़ाती है।
रसायनों और विलायकों के प्रति प्रतिरोध
इसमें जल प्रतिरोधक क्षमता भी शामिल है। चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपकरण या प्रत्यारोपण लंबे समय तक नमी के संपर्क में रहते हैं। यह विभिन्न प्रकार के वातावरणों में भी हो सकता है। विशेष रूप से उन सामग्रियों में जो मानव ऊतकों, सीरम, रक्त या आंतरिक अंगों के संपर्क में आती हैं। इनमें विभिन्न प्रकार की स्थितियाँ होती हैं, जैसे अम्लीय, क्षारीय, नमकीन आदि। पेट की अम्लीय स्थिति से लेकर लगभग उदासीन रक्त तक। पीईईके की एक और खासियत यह है कि यह रसायनों और विलायकों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बनाए रखता है। यह उच्च तापमान पर भी ऐसा कर पाता है। यह उन मशीनों के लिए बहुत उपयोगी है जहाँ तरल पदार्थ ताप या घर्षण से गर्म हो जाते हैं।
पीईके इंजेक्शन मोल्डिंग करते समय विचार करने योग्य कुछ कारक
हालांकि पीईईके कुछ उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों के लिए बेहतरीन हो सकता है, लेकिन इसकी प्रोसेसिंग आसान नहीं है। यदि आप पहली बार पीईईके के साथ काम कर रहे हैं, तो कुछ विशेष बातों का ध्यान रखना आवश्यक है। चाहे आप अन्य प्लास्टिक की इंजेक्शन मोल्डिंग में पहले से ही अनुभवी हों, पीईईके में कुछ ऐसी चुनौतियाँ हैं जो अन्य प्लास्टिक में नहीं होतीं। ये चुनौतियाँ इस प्रकार हैं।
इंजेक्शन मोल्डिंग तापमान
पीईईके की इंजेक्शन मोल्डिंग में प्रोसेसर के सामने पहली चुनौती इसका उच्च गलनांक है। हालांकि यह इसके अनुप्रयोग में तो अच्छा है, लेकिन इंजेक्शन मोल्डिंग में इसे मुश्किल बना देता है। फिर भी, इंजेक्शन मोल्डिंग प्लास्टिक निर्माण का सबसे किफायती तरीका है। पीईईके के मामले में तो यह और भी अधिक किफायती है। पीईईके के साथ काम करने का मतलब है कि मशीन तापमान सीमा की चरम सीमा पर काम करती है। इसलिए उपकरण के पुर्जों को गर्मी से होने वाले नुकसान या तनाव से बचाना महत्वपूर्ण है। इसका मतलब है कि जहां आवश्यक हो, उच्च श्रेणी की धातुओं और इन्सुलेशन का उपयोग करना। पीईईके को उसी प्रकार की इंजेक्शन मोल्डिंग मशीनों में ढाला जाता है जिनका उपयोग अधिक सामान्य प्लास्टिक के लिए किया जाता है। लेकिन इन मशीनों को पीईईके की विशेष आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूलित किया जाना चाहिए। इसलिए कोई भी पुरानी मशीन काम नहीं आएगी। इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन को प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होने के लिए लगभग 400°C + 50°C तापमान तक पहुंचना आवश्यक है। यदि ऐसा नहीं होता है, तो संशोधन आवश्यक हैं। किए गए संशोधनों का उद्देश्य थर्मोकपल की तापन क्षमता को बढ़ाना है। हीटिंग बैंड को भी सिरेमिक बैंड में बदल दिया जाता है। गर्मी को बनाए रखने और उच्च तापमान तक तेजी से पहुंचने के लिए, इन्सुलेटिंग कंबल सहायक होते हैं। इससे बैरल ऊष्मारोधी बन जाता है, जिससे उत्पन्न ऊष्मा अंदर ही रहती है और तापमान तेजी से बढ़ता है। इससे ऊर्जा की खपत कम होती है और लागत भी घटती है।
बैरल के भीतर तापमान का वितरण भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। ठीक उसी तरह, रनर से गुजरते हुए मोल्ड में प्रवेश करते समय पिघले हुए पदार्थ का तापमान भी मायने रखता है। बैरल के भीतर तापमान का वितरण फीड से शुरू होता है। फीड इतना ठंडा रहना चाहिए कि ब्रिज न बने। यह फीड ज़ोन में पॉलीमर के समय से पहले पिघलने के कारण होने वाला प्रवाह अवरोध है। यदि ऐसा होता है, तो पेलेट्स आगे बढ़ने के बजाय फीड थ्रोट पर ही अटक जाएंगे।
पिघले हुए पदार्थ का तापमान बैरल के निचले हिस्से में लगभग 170 से 200 डिग्री सेल्सियस के बीच रहना चाहिए। मोल्ड में स्थिति अलग होती है। यहीं पर शीतलन होता है। आप नहीं चाहेंगे कि भाग असमान रूप से ठंडा हो। जहां कुछ भाग तेजी से ठंडे हों और अन्य धीमी गति से। शीतलन की गति क्रिस्टलीयता को प्रभावित करती है। इससे एक ही उत्पाद में अनाकार और क्रिस्टलीय क्षेत्रों का मिश्रण हो जाता है। यह अक्सर उत्पाद पर असमान रंग के रूप में दिखाई देता है। नीचे दी गई छवि ऐसे ही रंग परिवर्तन का एक उदाहरण दर्शाती है।
गेट्स के मामले में बड़ा ही बेहतर होता है।
पिघला हुआ पदार्थ गेट के माध्यम से सांचे में प्रवेश करता है। गेट को अक्सर नजरअंदाज कर दिया जाता है, लेकिन उत्पाद निर्माण में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका होती है। गेट सांचे में पिघले हुए पदार्थ के प्रवाह और इस प्रकार शीतलन पैटर्न को निर्धारित करता है। यह विशेष रूप से पीईईके जैसे पॉलिमर के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें उच्च संकुचन होता है। एक बड़ा गेट एक समय में सांचे में अधिक पिघला हुआ पदार्थ प्रवेश करने देता है। इससे तापमान में अधिक एकसमान गिरावट आती है। परिणामस्वरूप, संकुचन अधिक एकसमान होता है, जिससे बेहतर पार्ट निर्माण होता है। हालांकि सबमरीन गेट कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त माने जाते हैं, लेकिन पीईईके के लिए वे बहुत अच्छे नहीं होते हैं। पीईईके के इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए टैब, फैन या एज गेट बेहतर काम करते हैं। लेकिन गेट के विनिर्देशों को प्रभावित करने वाले अन्य कारकों को भी ध्यान में रखें। उदाहरण के लिए, सांचे की गुहाओं की संख्या और रनर सिस्टम का प्रकार।
संकुचन
अधिकांश प्लास्टिक ठंडा होने पर कुछ हद तक सिकुड़ते हैं। पिघली हुई अवस्था से ठोस अवस्था में बदलने पर आयतन में होने वाले इस परिवर्तन