ما هو بيك

ما هو نظرة خاطفة؟

نظرة خاطفة (بولي إيثيركيتون) هو عبارة عن مادة بلاستيكية هندسية عالية الأداء معروفة بقدرتها على تحمل الظروف القاسية—درجات الحرارة العالية والأحمال الثقيلة والمواد الكيميائية العدوانية- مع الحفاظ على الاستقرار الأبعادي والدقة.

سواء كنت تقوم بالتصميم من أجل الفضاء، أو الأجهزة الطبية، أو الأجزاء الصناعية عالية الضغطيقدم PEEK مزيجًا نادرًا من القوة الميكانيكية، والاستقرار الحراري، والمقاومة الكيميائية وهذا ما يجعلها مادة مثالية للتطبيقات الصعبة.

في هذا الدليل ، ستتعلم:

  • ما هي خصائص PEEK؟
  • كيف يتم إنتاجه ومعالجته
  • أين يتم استخدامه بشكل شائع
  • ما الذي يجعل مادة PEEK فريدة من نوعها مقارنة بالبلاستيكات الهندسية الأخرى؟
  • كيفية اختيار الدرجة المناسبة
  • ما هي الاتجاهات المستقبلية التي تشكل تطورها؟

بحلول النهاية، سيكون لديك فهم واضح لما إذا كان PEEK يناسب تطبيقك وما الذي يجب مراعاته إذا كنت مستعدًا لاستخدامه.

ما هي خصائص PEEK؟

PEEK مادة بلاستيكية حرارية شبه بلورية، تتميز بأدائها المتميز. يضمن تركيبها قوة ميكانيكية عالية، وثباتًا حراريًا، ومرونة كيميائية.

الممتلكات المواصفات / النطاق
مقاومة درجات الحرارة الى 250 درجة مئوية التشغيل المستمر؛ 300 درجة مئوية المدى القصير
قوة الشد ~ 90–100 ميجا باسكال
معامل المرونة ~ 3.6 جيجا باسكال
استطالة عند الكسر ~ 50-100٪
مقاومة كيميائية مقاومة للمذيبات والأحماض والقواعد
ارتداء المقاومة ممتاز تحت الانزلاق/الاحتكاك
التمدد الحراري أبعاد منخفضة ومستقرة
اعاق اللهب تصنيف UL94 V-0، إطفاء ذاتي
توافق مع الحياة ISO 10993؛ يستخدم في الغرسات
مقاومة الإشعاع مناسب لدورات التعقيم

إن متانتها وثباتها الأبعادي تحت الحمل تجعلها مادة مثالية حيث يكون الأداء المتوسط ​​إلى العالي مطلوبًا.

كيف يتم إنتاج نظرة خاطفة؟

يتطلب إنتاج راتنج PEEK عالي الأداء عملية كيميائية متعددة الخطوات يتم التحكم فيها لضمان نقائه وتناسقه وأدائه:

1. البلمرة

يتم تصنيع PEEK الصناعي عن طريق الاستبدال العطري المحب للنواة، أين:

  • الهيدروكينون يتفاعل مع 4,4'- ثنائي فلورو بنزوفينون
  • يحدث التفاعل في مذيب قلوي عالي الحرارة
  • هذا يشكل سلاسل PEEK شبه بلورية عالية الوزن الجزيئي

هذه الخطوة حساسة للغاية للرطوبة ودرجة الحرارة وسرعة الخلط. أي انحراف قد يؤثر على التبلور والخصائص الميكانيكية.

2. تكوير

البيك المنصهر هو:

  • مُبثوقة في خيوط
  • مقطعة إلى حبيبات موحدة
  • مجففة تماما لإزالة المذيبات المتبقية والرطوبة

تصبح هذه الحبيبات جاهزة بعد ذلك للمعالجة اللاحقة مثل القولبة بالحقن، أو البثق، أو التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

3. المعالجة والتصنيع

يمكن استخدام حبيبات PEEK في:

  • حقن صب للأشكال المعقدة
  • مصنع إنتاج القطاعات للأنابيب والأفلام والمقاطع
  • بالقطع للمكونات الدقيقة، غالبًا في مجال الطيران أو الطب

يمكن أيضًا تعزيز بعض الدرجات أو تركيبها خلال هذه المرحلة (على سبيل المثال، الأنواع المملوءة بألياف الكربون والمزيتة).

الشركات المصنعة الرائدة عالميًا لمنتجات PEEK

بسبب متطلبات التعقيد والنقاء، تهيمن على إنتاج PEEK عدد قليل من الشركات الكيميائية المتخصصة في جميع أنحاء العالم:

الشركة المصنعة العلامة التجارية/الدرجة الدولة ملاحظات
فيكتريكس بي إل سي فيكتريكس® بيك المملكة المتحدة قائد عالمي، يركز على المجال الطبي والصناعي
سولفاي كيتاسباير® بيك بلجيكا/الولايات المتحدة الأمريكية مجموعة واسعة من المنتجات في مجال الفضاء والطيران والإلكترونيات
EVONIK فيستاكيب® بيك ألمانيا قوي في الدرجات الطبية ودرجات الحرارة العالية
زيبيك (وصلة جيلين) زيبيك® الصين أكبر مورد لمنتجات PEEK في آسيا
بان جين تشونغرون تشونجرون بيك الصين حضور متزايد في الأسواق المحلية والتصديرية

يقدم هؤلاء الموردون منتجات PEEK بدرجات مختلفة: البكر، والمقوى، والمعتمد طبياً، والآمن للغذاء.

ما هي استخدامات PEEK؟

يتم تفضيل PEEK عندما تتقاطع الأدوية أو حدود الوزن أو مخاوف المتانة مع متطلبات الأداء.

قطاع المنتج تطبيقات PEEK النموذجية
فضاء مكونات المحرك، العوازل، المحامل، الأقواس خفيفة الوزن
سيارات أجزاء نظام الوقود، حلقات المكبس، بطانات ناقل الحركة، مجموعات بطانات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
خدمات الطبية أقفاص العمود الفقري، وغرسات الأسنان، والأدوات الجراحية، والمعدات القابلة للتعقيم
الإلكترونيات الموصلات، وأدوات مناولة أشباه الموصلات، والعوازل
النفط والغاز الأختام، مكونات المضخة الجانبية، أجزاء الصمام
صناعي وسادات التآكل، والمحامل، والبطانات، ومكونات الضاغط
الطاقة مقاعد الصمامات وأجزاء المضخة في أنظمة الطاقة المتجددة

تعمل PEEK على سد الفجوة بين المعادن والبلاستيك التقليدي في الأدوار الصعبة.

والآن، مع تزايد تقدم الروبوتات الشبيهة بالإنسان واعتمادها على نطاق واسع، أصبحت مادة PEEK بمثابة مادة أساسية للمكونات عالية الدقة والتحمل.

وقد اعتمدت العديد من شركات الروبوتات مادة PEEK المقواة بألياف الكربون أو مادة PEEK المشحمة لتحسين الأداء عند عدد كبير من الدورات - وهو أمر بالغ الأهمية في مجال الروبوتات.

ومن المتوقع أن تلعب الروبوتات الشبيهة بالبشر دورًا في قطاعات الرعاية الصحية والخدمات اللوجستية والخدمات، ومن المتوقع أن ينمو حضور شركة PEEK في هذه الصناعة بسرعة.

كيف تتم مقارنة PEEK مع البوليمرات الأخرى عالية الأداء؟

يتطلب اختيار المواد الموازنة بين الأداء والتكلفة. إليك مقارنة بين منتجات PEEK والمنتجات الأخرى:

الممتلكات نظرة خاطفة جزيرة الأمير إدوارد (Ultem) ذكر المكتب الصحفى PTFE
درجة الحرارة (درجة مئوية) 250-300 170-200 180-200 260
قوة الشد (MPa) 90-100 110-130 50-70 20-30
مقاومة كيميائية أسعار جيد جدا الخير أسعار
ارتداء المقاومة أسعار الخير معرض الخير
التشغيل في الماكينات الخير الخير معتدل فقير
توافق مع الحياة أسعار الخير معرض أسعار
التكلفة مرتفع متوسط ​​الارتفاع 
متوسط مرتفع

ماذا يخبرنا الجدول:

PEEK مقابل PEI: يتميز Ultem (PEI) بقوة شد أعلى وتكلفة أقل، ولكنه أقل مقاومةً لدرجات الحرارة. يعمل PEI بكفاءة في الهياكل والأجزاء الهيكلية حيث لا تُشكل الحرارة الشديدة مشكلة.

PEEK مقابل PPS: يتميز PPS بسعره المعقول وأدائه الممتاز في مقاومة المواد الكيميائية والحرارة. مع ذلك، فإن قوته الميكانيكية وأدائه في مقاومة التآكل أقل، مما يجعله أقل ملاءمة للأجزاء الحاملة للأحمال.

PEEK مقابل PTFE: يتميز PTFE بمقاومة كيميائية فائقة وانزلاقية، ولكنه لين جدًا ويصعب تشكيله. PEEK أفضل للتطبيقات الإنشائية التي تتطلب دقة.

يعد PEEK خيارًا قويًا عندما يتطلب تطبيقك التوازن بين القوة الميكانيكية والاستقرار الحراري ومقاومة التآكل - خاصة في البيئات الصعبة مثل الفضاء أو الأجهزة الطبية أو الروبوتات.

إذا كانت التكلفة تشكل مصدر قلق، فقد يكون PEI أو PPS بمثابة بدائل مناسبة اعتمادًا على ظروف محددة.

كيفية اختيار درجة PEEK

مادة PEEK ليست مادةً واحدةً تناسب الجميع. فهي متوفرة بدرجات متعددة، كلٌّ منها مُصمَّمٌ خصيصًا لتلبية احتياجات الأداء والبيئات والمتطلبات التنظيمية المحددة.

درجات PEEK الشائعة وتطبيقاتها

الصف الميزات الرئيسية تطبيقات نموذجية
نظرة خاطفة العذراء أعلى نقاء، بدون مواد مالئة أو إضافات الغرسات الطبية، وأجزاء الطيران، وآلات التحكم الرقمي الدقيقة
نظرة خاطفة مملوءة بالزجاج ~30% ألياف زجاجية؛ تزيد من الصلابة (حتى 7 جيجا باسكال) الأقواس الهيكلية، وأغطية المضخات، والإطارات الإلكترونية
نظرة خاطفة مليئة بالكربون ثبات أبعاد عالي ومقاومة للتآكل المحامل، والمفاصل الروبوتية، ومكونات الضاغط
بيك مملوء بالزيت مُزيَّت داخليًا؛ يقلل الاحتكاك والتآكل البطانات والمحامل ذاتية التشحيم
غرفة طبية/نظيفة يتوافق مع معايير USP Class VI أو ISO 10993 للتوافق الحيوي الأدوات الجراحية، والأغلفة الطبية، وأجهزة التشخيص
إدارة الغذاء والدواء/التلامس الغذائي متوافق مع إدارة الغذاء والدواء والاتحاد الأوروبي فيما يتعلق بالبيئات الغذائية معدات تجهيز الأغذية وأنظمة تعبئة المشروبات
درجات الحرارة العالية مقاومة حرارية محسنة >300 درجة مئوية أدوات أشباه الموصلات، الإعدادات الصناعية ذات الحرارة العالية

نصيحه:توفر الدرجات المقواة (المملوءة بالزجاج/الكربون) استقرارًا ميكانيكيًا أفضل، ولكنها ذات استطالة أقل وقد يكون من الصعب تشكيلها.

قائمة التحقق من اختيار الدرجات من PEEK

عند اختيار درجة PEEK لمشروعك، ضع في اعتبارك ما يلي:

  1. الحمل الميكانيكي والإجهاد الحراري
    - هل سيتحمل الجزء أحمالاً ثقيلة أو يعمل بالقرب من المحركات أو مصادر الحرارة؟
  2. متطلبات الاحتكاك والتآكل
    هل يتحرك المكوّن أو يدور باستمرار؟ اختر أنواعًا مقاومة للتآكل أو مُشحمة.
  3. التعرض البيئي والكيميائي
    - بالنسبة للبيئات المسببة للتآكل أو المعقمة، قد يكون من الضروري استخدام مادة PEEK البكر أو الطبية.
  4. التدقيق المطلوب
    - هل يتطلب الجزء الخاص بك شهادة FDA أو ISO 10993 أو شهادة الغرفة النظيفة؟
  5. أسلوب المعالجة
    – يعتبر Virgin PEEK أسهل في التشكيل؛ وقد تكون الأنواع المعبأة أكثر ملاءمة للتصنيع.
  6. الميزانية مقابل الأداء
    – تأتي الدرجات عالية الأداء بسعر مميز - قم بتقييم عائد الاستثمار بناءً على وظيفة الجزء.

إذا لم تكن متأكدًا من الدرجة التي تناسب طلبك، اتصل بمهندسينا للحصول على التوجيه الفني.

ما هي الاتجاهات المستقبلية في PEEK؟

تستمر PEEK في التطور مع نمو متطلبات التكنولوجيا:

  • المركبات المتقدمة - حشوات نانوية لتحسين التوصيل والقوة أو خصائص الحاجز.
  • PEEK القائم على المواد الحيوية - تكتسب الأبحاث المتعلقة باستخدام المواد الخام المتجددة زخمًا متزايدًا.
  • التصنيع مضافة – أصبحت مادة PEEK المقواة بالألياف الزجاجية وألياف الكربون أكثر شيوعًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الأداء.
  • التوسع الطبي - غرسات مخصصة وأجهزة خاصة بالمريض.
  • الكهرباء والطاقة - أدوار أكبر في عزل البطاريات وأجزاء السيارات الكهربائية وحوامل الألواح الشمسية.

تقديرات توقعات السوق تشير إلى معدل النمو السنوي المركب بين 7-9٪ حتى عام 2030، وخاصة في قطاعات الفضاء والطب والمركبات الكهربائية.

المصنعين

نظرة خاطفة هو بلاستيك هندسي شبه بلوري عالي الجودة، يتميز بتحمله الاستثنائي للحرارة، ومتانته الميكانيكية، ومقاومته الكيميائية. وهو بديل ممتاز للمعدن في التطبيقات عالية الأداء. يضمن اختيار الدرجة المناسبة وطريقة المعالجة المناسبة الموثوقية والقيمة، حتى مع ارتفاع تكلفة المواد.

هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار أو تشغيل PEEK؟ كليك رانك تقدم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي و خدمات صب الحقن للكميات الصغيرة أو كميات الإنتاج. تواصل مع فريقنا للحصول على استشارة مخصصة وعرض سعر سريع.