Quali sono le linee guida per lo stampaggio a iniezione di PEEK?

 

Proprietà, caratteristiche e applicazioni del PEEK  

Gli sviluppatori e gli ingegneri di prodotto sono spesso sopraffatti dalla quantità di materie plastiche per stampaggio a iniezione tra cui devono scegliere per trovare il materiale giusto con cui produrre.

Sono disponibili migliaia di varianti di plastica, dalle plastiche di uso quotidiano ai polimeri ad alte prestazioni utilizzati in ambienti operativi molto impegnativi. In Ming-Li, disponiamo di oltre 40 resine in magazzino tra cui scegliere e prestiamo particolare attenzione alla consulenza dei nostri clienti nella scelta dei materiali.

Tra i pochi polimeri ad alte prestazioni, la famiglia PAEK (PoliArilEterChetone) è all'avanguardia e, tra questi, il PEEK (PoliEterEterChetone) è il più diffuso.

Ecco perché: molti polimeri ad alte prestazioni soddisfano uno o due requisiti, ovvero la capacità di resistere a temperature estreme o all'esposizione chimica. Tuttavia, la maggior parte di questi non soddisfa le aspettative per quanto riguarda altri requisiti, come la resistenza all'usura o la resistenza meccanica.

Il PEEK, tuttavia, possiede molte di queste proprietà: tra cui resistenza meccanica, resistenza all'usura, resistenza al calore e resistenza chimica. È facilmente lavorabile e riciclabile.

Tra le altre proprietà rientrano l'isolamento elettrico, la resistenza alla corrosione e l'elevata purezza.

E poiché il PEEK può essere prodotto in serie tramite stampaggio a iniezione, senza dover ricorrere alla lavorazione dei metalli e alla polimerizzazione dei termoindurenti, le fasi di lavorazione sono ridotte, con conseguenti vantaggi in termini di tempo e costi.

Il PEEK offre spesso prestazioni superiori al metallo quando utilizzato in ambienti difficili. Questo lo rende una scelta popolare per la produzione di componenti aerospaziali e automobilistici, dispositivi medici, parti di macchinari, semiconduttori e macchinari elettrici ed elettronici.

 

Esempi di componenti PEEK:  

• Settore automobilistico: parti del motore, parti del cambio a velocità variabile, parti dello sterzo, componenti dei freni.
• Macchine per ufficio: pinze per fotocopiatrici, cuscinetti speciali resistenti al calore, catene, ingranaggi.
• Dispositivi medici: parti di endoscopi e detergenti dentali, impianti, dispositivi chirurgici, protesi articolari.
• Aerospaziale: isolatori e dispositivi di isolamento elettrici, connettori per batterie, alloggiamenti per luci esterne, guarnizioni, tenute, raccordi, staffe, morsetti e isolamento termoacustico.

Ecco cosa i nostri esperti di Ming-Li ritengono dovresti sapere sul PEEK per aiutarti a decidere se è il materiale giusto per le tue esigenze.

 

Proprietà della plastica PEEK

Il PEEK è un materiale semicristallino opaco appartenente alla famiglia dei polimeri polichetonici, denominata PAEK, che comprende gruppi molecolari arilici, eterei e chetonici. Le porzioni ariliche e chetoniche della sua struttura conferiscono al PEEK rigidità e tenacità, il che si traduce in buone prestazioni meccaniche e un elevato punto di fusione. Il gruppo etereo nel PEEK conferisce flessibilità (rendendolo tenace) e lo rende non reattivo (rendendolo resistente all'esposizione chimica).

Diamo un'occhiata più da vicino alle sue proprietà e al suo comportamento e al suo impatto sulla scelta dei materiali in vari settori:

• Elevata resistenza al calore . I test dimostrano che il PEEK ha un elevato punto di fusione di 341 °C, un'elevata temperatura di transizione vetrosa di 143 °C e una temperatura di utilizzo continuo fino a 260 °C. Ciò ne ha favorito l'ampio utilizzo in ambienti termicamente aggressivi come l'industria petrolifera e del gas e quella automobilistica.
• Resistenza chimica e alla corrosione . Il PEEK è altamente resistente all'acqua e a molti solventi (anche se esposto ad alte temperature e vapore ad alta pressione). Pertanto, può resistere a condizioni chimicamente aggressive nell'industria petrolifera e del gas, in condotte sottomarine, ingranaggi e macchinari. Può anche resistere a carburante per aerei, fluidi idraulici e prodotti antighiaccio nell'industria aerospaziale.
• Resistenza all'usura. I test dimostrano che il PEEK è più durevole di molti altri polimeri e persino di alcuni metalli. Il PEEK può sopportare carichi elevati a temperature elevate senza deformazioni permanenti, note anche come creep. Ha anche un basso coefficiente di attrito, il che significa meno usura, rumore, vibrazioni ed emissioni. Questo lo rende un materiale ideale per l'uso nei componenti delle automobili. Un altro indicatore di usura è la fatica derivante da pressione e stress ripetuti, e anche in questo caso il PEEK offre prestazioni eccezionali. È anche più leggero di metalli comparabili, il che lo rende popolare nell'industria automobilistica e aerospaziale poiché migliora l'efficienza energetica dei veicoli. La sua eccezionale resistenza all'usura rende il PEEK molto prezioso anche nella produzione di impianti medicali.
• Biocompatibilità . Il PEEK non è nocivo né tossico per i tessuti viventi e può funzionare in modo costante all'interno del corpo umano per lunghi periodi di tempo. Questa caratteristica lo rende popolare per l'uso in componenti e impianti di dispositivi medici. Tuttavia, a causa della sua struttura chimica biologicamente inerte, il PEEK ha una scarsa capacità di adesione al tessuto osseo impiantato in vivo.
• Resistenza alla trazione. Se rinforzati con fibre di carbonio, i materiali a base di PEEK possono raggiungere una resistenza alla trazione di 29000 psi fino a 299 °C. Questo li rende un'opzione più resistente e rigida rispetto a nylon, acetale (poliossimetilene o POM), poliesteri e policarbonati.
• Bassa infiammabilità. Il PEEK, che ha un grado di infiammabilità UL 94 V-0, resiste alla combustione fino a quasi 600 °C. Inoltre, emette poco fumo anche se sottoposto a combustione a temperature estreme. Questo è uno dei motivi per cui è comunemente utilizzato nella produzione di componenti per aerei commerciali.
• Buon isolamento. Il PEEK ha un'elevata resistività di volume e di superficie per mantenere buone prestazioni di isolamento anche in caso di notevoli variazioni di temperatura e ambientali.
• Riciclabile . Le molecole del PEEK sono molto stabili, quindi possono essere riprocessate più volte senza comprometterne le proprietà. Ciò consente ai produttori di ridurre i costi di gestione dei rifiuti e di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.

 

Quali sono i tipi di plastica PEEK?

Il PEEK è disponibile in cinque gradi, in base alla composizione e alle variazioni delle proprietà che influenzano le applicazioni per cui è più adatto:

1. Il PEEK non caricato non è rinforzato con altri materiali ed è la versione più elementare di questo polimero. È il tipo più resistente agli agenti chimici.

2. Il PEEK rinforzato con fibra di carbonio contiene il 30% di fibre di carbonio ed è il tipo più resistente e rigido. È anche il 7% più leggero del PEEK rinforzato con fibra di vetro.

3. Il PEEK rinforzato con fibra di vetro contiene il 30% di fibra di vetro ed è più resistente e rigido del PEEK non caricato. Offre inoltre un eccellente isolamento elettrico e termico.

4. Il cuscinetto PEEK è riempito con il 20% di PTFE e rinforzato con carbonio e grafite per ridurre il coefficiente di attrito, offrendo una maggiore resistenza all'usura e una maggiore capacità di dissipazione del calore da attrito.

5. PEEK statico dissipativo, rilevabile al metal detector e ai raggi X, e realizzazioni personalizzate . Queste tipologie di PEEK sono state create per soddisfare i requisiti specifici dei clienti per una o più funzionalità applicative. Ad esempio, il PEEK statico dissipativo è progettato per essere sicuro per l'uso in atmosfere in cui sono richiesti materiali non conduttivi.

 

Considerazioni speciali per lo stampaggio a iniezione di PEEK

Sebbene il PEEK offra numerosi vantaggi in termini di prestazioni, il suo utilizzo presenta anche delle sfide.

• Prezzo elevato. Il PEEK costa più dei materiali plastici tecnici standard.
• La rigidità del PEEK potrebbe rendere difficile o impossibile ottenere determinati livelli di modellamento.
• A seconda della tipologia, il PEEK viene fornito legato ad alcuni acidi, come l'acido solforico, nitrico o cromico concentrato. Questo lo rende meno indicato per determinate applicazioni.
• Il PEEK ha una bassa resistenza ai raggi UV, ma questa debolezza può essere contrastata aggiungendo un additivo di carbonio alla formulazione del materiale per garantire la resistenza ai raggi UV.

 

Il PEEK è il materiale migliore per le tue esigenze?

Se stai cercando una soluzione di materiale per stampaggio a iniezione che trovi il giusto equilibrio tra esigenze di prestazioni, budget e obiettivi ambientali e di sostenibilità, il PEEK sarà in cima alla lista (o ci andrà vicino!)

Ma è adatto a te?

Sebbene il PEEK vi consenta di realizzare componenti più leggeri, più resistenti e chimicamente più resistenti, che dureranno più a lungo, è necessario valutare il ritorno sull'investimento che questo materiale vi garantirà, considerando il costo aggiuntivo. Parlare con un esperto di selezione dei materiali di Ming-Li vi aiuterà a decidere. Vi guideremo attraverso un processo di progettazione e produzione efficiente che porterà sul mercato anche i vostri prodotti più complessi in poche settimane.

Ming-Li:

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Informazioni su Ming-Li

Fondata nel 1983, Ming-Li Precision è un'azienda innovativa nel campo della produzione digitale on-demand e continua a guidare i progressi nello stampaggio a iniezione e nella prototipazione rapida. Sappiamo cosa serve per consegnare un prodotto di alta qualità nei tempi e nel budget previsti. Ming-Li è progettata per essere agile, impiega un team di esperti nello stampaggio a iniezione e adotta un approccio ingegneristico in tutto ciò che facciamo. Decine di migliaia di sviluppatori e ingegneri di prodotto tra i nostri clienti si affidano a Ming-Li per dare vita ai loro prodotti.

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