Peek gilt weltweit als einer der leistungsstärksten Thermoplaste. Es wird häufig in Bereichen eingesetzt, die extrem hohe Anforderungen an die Leistung stellen, wie beispielsweise in der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt, der Automobilherstellung sowie der Elektronik- und Elektroindustrie.

In diesen Bereichen müssen zahlreiche PEEK-Teile in Massenproduktion hergestellt werden, beispielsweise Sensorgehäuse für Automotoren, Präzisionssteckverbinder in elektronischen Geräten, kleine Strukturkomponenten in medizinischen Geräten usw. Diese Teile können effizient durch PEEK-Spritzguss hergestellt werden.

Das Spritzgießen von PEEK stellt jedoch nicht nur höhere Anforderungen an Ausrüstung und Formmaterialien, sondern erfordert auch eine strengere Prozesskontrolle. Wird PEEK mit dem gleichen Verfahren wie herkömmlicher Kunststoff verarbeitet, kann dies leicht zu Qualitätseinbußen führen und die endgültige Leistung des Produkts beeinträchtigen.

Daher teilen wir in diesem Artikel die Erfahrungen mit dem PEEK-Spritzguss in den folgenden acht Aspekten und erläutern die Unterschiede zum herkömmlichen Kunststoffspritzguss. Aus Gründen der Genauigkeit wenden Sie sich bitte vor Projektbeginn an einen Experten.

1. PEEK-Spritzgussmaschine

Da PEEK Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist, erreicht sein Schmelzpunkt bis zu 343 °C, und die tatsächliche Verarbeitungstemperatur muss 340–400 °C betragen. Eine so hohe Verarbeitungstemperatur übersteigt die von herkömmlichen Kunststoffen bei weitem, und herkömmliche Spritzgussmaschinen können solchen Hochtemperaturumgebungen kaum standhalten, sodass eine spezielle Hochtemperatur-Spritzgussmaschine erforderlich ist.

Darüber hinaus empfiehlt sich die Verwendung einer Doppelschneckenkonstruktion, die den Kunststoff besser rühren und vermischen kann, sodass PEEK bei hohen Temperaturen gleichmäßiger schmilzt.

Das Doppelschneckendesign trägt zudem dazu bei, Feuchtigkeit und flüchtige Substanzen aus dem Kunststoff zu entfernen. Dank der starken Förderleistung kann die Kunststoffschmelze mit höherer Geschwindigkeit in die Form eingespritzt werden, was die Produktionseffizienz verbessert. Zur Verlängerung der Lebensdauer wird empfohlen, für die Schnecke verschleißfestes Legierungsmaterial zu verwenden.

Das L/D-Verhältnis liegt dann üblicherweise zwischen 18:1 und 24:1, damit der Kunststoff eine ausreichend lange Verweilzeit und Mischstrecke in der Schnecke hat und eine vollständige Plastifizierung und gleichmäßige Durchmischung gewährleistet ist.

2. PEEK-Formdesign

Es gibt auch Unterschiede zwischen PEEK-Formen und herkömmlichen Formen. Der Anguss für PEEK muss größer sein, üblicherweise auf zwei Drittel der maximalen Wandstärke des Produkts ausgelegt, mit einem Durchmesser von mindestens 2 mm, um eine gute Formfüllung zu gewährleisten.

Im Hinblick auf die KühlsystemPEEK-Formen benötigen eine Spiralkühlung mit einer Temperaturregelung von 40–60 °C. Der Temperaturunterschied darf 3 °C nicht überschreiten, da sonst Verformungen und Verformungen auftreten können. Bei herkömmlichen Kunststoffen sind diese Anforderungen nicht so streng.

3. Vorbehandlung des PEEK-Materials

Da PEEK eine relativ hohe Feuchtigkeitsaufnahme hat, muss es vor der Verarbeitung 150–180 Stunden lang bei 3–4 °C getrocknet werden, um einen Feuchtigkeitsgehalt von ≤ 0.02 % (ASTM D6287-Standard) sicherzustellen. Bei unzureichender Trocknung können die fertigen Formteile deutliche Mängel wie silberne Streifen und Blasen aufweisen.

Im Vergleich dazu müssen gewöhnliche Kunststoffe wie ABS im Allgemeinen nur zwei Stunden lang bei 80–100 °C getrocknet werden.

4. Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck

Da PEEK extrem empfindlich auf Schwankungen der Prozessparameter reagiert, müssen Einspritzgeschwindigkeit und Nachdruck präzise gesteuert werden. Beispielsweise wird empfohlen, die Einspritzgeschwindigkeit zwischen 30 und 80 mm/s zu halten und den Nachdruck auf 60–80 % des Einspritzdrucks einzustellen. Gewöhnliche Kunststoffe weisen eine höhere Toleranz auf; die Einspritzgeschwindigkeit kann sogar 100 mm/s überschreiten.

5. Temperaturanforderungen beim PEEK-Spritzgießen

Erstens liegt der Schmelzpunkt von PEEK bei etwa 343 °C, und die Zylindertemperatur muss zwischen 340 °C und 400 °C liegen. Nur in diesem Temperaturbereich kann PEEK vollständig schmelzen, eine gleichmäßige Schmelze bilden und die gesamte Form leichter füllen, wodurch die Integrität und Maßgenauigkeit des Produkts gewährleistet wird. Im Vergleich dazu benötigen herkömmliche Kunststoffe wie PP oder PE typischerweise eine Zylindertemperatur von nur 160–280 °C.

Zweitens benötigt PEEK im Düsenbereich einen vollständig geschlossenen Heizring mit unabhängiger Temperaturregelung. Die Temperatur muss bei etwa 380–400 °C liegen, um ein Erstarren der Schmelze in der Düse zu verhindern. Bei herkömmlichen Kunststoffen ist dies nicht so spezifisch; die Düsentemperatur kann sogar etwas niedriger sein als die des Zylinders, sodass keine zusätzliche Isolierung erforderlich ist.

Die letzte Temperaturanforderung ist die Formtemperatur. PEEK-Formen müssen auf 150–200 °C erhitzt werden, um eine optimale Kristallinität zu erreichen, während die Temperaturen herkömmlicher Kunststoffformen meist zwischen 30 und 80 °C liegen. Bei unzureichender Formtemperatur neigt das geformte PEEK-Teil zu amorpher Struktur, was zu Leistungseinbußen führt.

6. PEEK-Formfehler

Bei der Verarbeitung von PEEK treten einige einzigartige Mängel auf. Beispielsweise bilden sich bei fehlender Rückzugsfunktion der Düse Kaltpressstellen; bei unzureichender Feuchtigkeit treten silberne Streifen auf; und durch Rückstände hoher Temperaturen können schwarze Flecken entstehen. Diese Probleme treten bei herkömmlichen Kunststoffen relativ selten auf.

7. PEEK-Nachbehandlung

Um die inneren Spannungen von PEEK-Teilen zu beseitigen, müssen komplexe Teile nach dem Formen in der Regel zwei bis vier Stunden lang bei 200–220 °C geglüht werden. Gewöhnliche Kunststoffe benötigen grundsätzlich kein Glühen; allenfalls wird eine Entgratung oder eine Sprühbehandlung durchgeführt.

Warum komplexe Teile? Weil komplexe Teile in der Regel dickere Wände, unregelmäßige Formen oder mehrere Verbindungspunkte aufweisen, wodurch beim Spritzgießen die Gefahr innerer Spannungen steigt.

Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Maßgenauigkeit und die mechanische Leistung komplexer Teile normalerweise höher, sodass die Beseitigung innerer Spannungen erforderlich ist, um sicherzustellen, dass die Qualität der Teile den Anforderungen entspricht.

8. PEEK-Kosten und Produktionszyklus

Lassen Sie uns abschließend über Kosten und Produktionszyklus sprechen. Der Rohstoffpreis von PEEK ist sehr hoch und um ein Vielfaches höher als der von herkömmlichen Kunststoffen. Derzeit liegt der Marktpreis für PEEK zwischen 500,000 und 1.2 Millionen RMB pro Tonne. Im Vergleich dazu kosten herkömmliche Kunststoffe wie PP nur 10,000 bis 20,000 RMB pro Tonne.

Darüber hinaus sind Hochtemperatur-Spritzgussgeräte auch zwei- bis dreimal teurer als herkömmliche Geräte.

Im Produktionszyklus kühlt PEEK langsam ab. Jeder Millimeter Wandstärke benötigt 20 bis 60 Sekunden Abkühlzeit, während herkömmliche Kunststoffe in der Regel nur 5 bis 15 Sekunden benötigen.

Wenn Sie die Entwicklung von PEEK-Teilen in Erwägung ziehen oder prüfen, ob PEEK für Ihr Projekt geeignet ist, wenden Sie sich bitte an RJCMold, eine Verarbeitungsfabrik mit mehr als 20 Jahren Erfahrung Erfahrung im Spritzguss. Wir bieten Ihnen kostenlosen technischen Support.

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