El Peek es reconocido mundialmente como uno de los termoplásticos de mayor rendimiento. Se utiliza ampliamente en sectores que requieren un rendimiento extremadamente alto, como dispositivos médicos, aeroespacial, fabricación de automóviles y las industrias electrónica y eléctrica.
En estos campos, hay una gran cantidad de piezas de PEEK que deben producirse en masa, como carcasas de sensores alrededor de motores de automóviles, conectores de precisión en aparatos electrónicos, pequeños componentes estructurales en equipos médicos, etc. Estas piezas se pueden producir de manera eficiente mediante el moldeo por inyección de PEEK.
Sin embargo, el moldeo por inyección de PEEK no solo exige mayores requisitos en cuanto a equipos y materiales de molde, sino que también requiere un control de proceso más estricto. Si el Peek se procesa con el mismo proceso que el plástico convencional, puede fácilmente reducir la calidad y afectar el rendimiento final del producto.
Por lo tanto, en este artículo, compartiremos la experiencia del moldeo por inyección de PEEK desde los siguientes 8 aspectos y sus diferencias con el moldeo por inyección de plástico convencional. Para mayor rigurosidad, consulte con un experto antes de comenzar su proyecto.
1. Máquina de moldeo por inyección de PEEK
Debido a sus características como resistencia a altas temperaturas y al desgaste, el PEEK alcanza un punto de fusión de hasta 343 °C, y la temperatura de procesamiento real debe estar entre 340 y 400 °C. Esta alta temperatura de procesamiento supera con creces la de los plásticos convencionales, y las máquinas de moldeo por inyección convencionales apenas pueden soportar entornos de temperatura tan alta, por lo que se necesita una máquina de moldeo por inyección de alta temperatura especial.
Además, es mejor utilizar un diseño de doble tornillo, que puede remover y mezclar el plástico más completamente, haciendo que el PEEK se derrita de manera más uniforme a altas temperaturas.
El diseño de doble tornillo también ayuda a eliminar la humedad y las sustancias volátiles del plástico, y posee una gran capacidad de transporte, lo que permite inyectar el plástico fundido en el molde a mayor velocidad para mejorar la eficiencia de producción. Cabe destacar que, para prolongar la vida útil, se recomienda utilizar un material de aleación resistente al desgaste para el tornillo.
Luego, normalmente la relación L/D está entre 18:1 y 24:1, para que el plástico tenga un tiempo de residencia y una distancia de mezcla suficientemente largos en el tornillo, asegurando una plastificación completa y una mezcla uniforme.
2. Diseño de moldes PEEK
También existen diferencias entre los moldes de PEEK y los moldes convencionales. La compuerta para PEEK debe ser más grande, generalmente diseñada para 2/3 del espesor máximo de pared del producto, con un diámetro de al menos 6 mm, para garantizar una buena capacidad de llenado del molde.
En cuanto a las sistema de refrigeraciónLos moldes de PEEK requieren refrigeración por conducto de agua en espiral, con una temperatura controlada entre 40 y 60 °C y una diferencia de temperatura no superior a 3 °C, ya que de lo contrario pueden producirse deformaciones. Los plásticos comunes no son tan estrictos.
3. Pretratamiento del material PEEK
Debido a la alta absorción de humedad del PEEK, debe secarse con un equipo de secado a 150-180 °C durante 3-4 horas antes del procesamiento para garantizar que su contenido de humedad sea ≤0.02 % (norma ASTM D6287). Si no se seca lo suficiente, las piezas moldeadas finales pueden presentar defectos evidentes, como vetas plateadas y burbujas.
En comparación, los plásticos comunes como el ABS generalmente solo necesitan secarse a 80-100 °C durante dos horas.
4. Velocidad de inyección y presión de mantenimiento
Debido a la extrema sensibilidad del PEEK a las fluctuaciones de los parámetros del proceso, es necesario controlar con precisión la velocidad de inyección y la presión de mantenimiento. Por ejemplo, se recomienda mantener la velocidad de inyección entre 30 y 80 mm/s, y la presión de mantenimiento entre el 60 % y el 80 % de la presión de inyección. Los plásticos comunes presentan una mayor tolerancia; las velocidades de inyección pueden incluso superar los 100 mm/s.
5. Requisitos de temperatura para el moldeo por inyección de PEEK
En primer lugar, el punto de fusión del PEEK es de aproximadamente 343 °C, y la temperatura del barril debe estar entre 340 °C y 400 °C. Solo dentro de este rango de temperatura, el PEEK puede fundirse completamente, formar una masa fundida uniforme y llenar el molde con mayor facilidad, garantizando así la integridad y la precisión dimensional del producto. En comparación, los plásticos comunes, como el PP o el PE, suelen requerir una temperatura del barril de tan solo 160-280 °C.
En segundo lugar, en la boquilla, el PEEK requiere un anillo calefactor completamente cerrado, con control de temperatura independiente, que debe mantenerse entre 380 y 400 °C para evitar que la masa fundida se solidifique en la boquilla. Los plásticos comunes no son tan exigentes; la temperatura de la boquilla puede incluso ser ligeramente inferior a la del cuerpo, sin necesidad de aislamiento adicional.
El último requisito de temperatura es la temperatura del molde. Los moldes de PEEK deben calentarse a 150-200 °C para lograr una cristalinidad ideal, mientras que las temperaturas de los moldes de plástico convencionales suelen estar entre 30 y 80 °C. Si la temperatura del molde es insuficiente, la pieza de PEEK moldeada tiende a presentar una estructura amorfa, lo que reduce su rendimiento.
6. Defectos de moldeo de PEEK
Durante el procesamiento, el PEEK presenta algunos defectos únicos. Por ejemplo, si la boquilla no cuenta con función de retracción, se formarán puntos de slug frío; si el contenido de humedad no es el adecuado, aparecerán vetas plateadas; y pueden aparecer manchas negras debido a residuos de alta temperatura. Estos problemas son relativamente raros en los plásticos comunes.
7. Postratamiento de PEEK
Para eliminar la tensión interna de las piezas de PEEK, las piezas complejas generalmente requieren un tratamiento de recocido a 200-220 °C durante 2-4 horas después del moldeo. Los plásticos comunes prácticamente no requieren recocido; como máximo, se realiza un desbarbado o un tratamiento de pulverización.
¿Por qué piezas complejas? Porque suelen tener paredes más gruesas, formas irregulares o múltiples puntos de conexión, lo que las hace más propensas a generar tensión interna durante el moldeo por inyección.
Además, los requisitos de precisión dimensional y rendimiento mecánico de las piezas complejas suelen ser más altos, por lo que es necesario eliminar la tensión interna para garantizar que la calidad de las piezas cumpla con los requisitos.
8. Costo y ciclo de producción de PEEK
Finalmente, hablemos del costo y el ciclo de producción. El precio de la materia prima del PEEK es muy alto, decenas de veces superior al de los plásticos convencionales. Actualmente, su precio de mercado oscila entre 500,000 y 1.2 millones de RMB por tonelada. En cambio, los materiales plásticos convencionales, como el PP, solo cuestan entre 10,000 y 20,000 RMB por tonelada.
Además, los equipos de moldeo por inyección de alta temperatura también son 2-3 veces más caros que los equipos ordinarios.
En términos de ciclo de producción, el PEEK se enfría lentamente. Cada milímetro de espesor de pared puede requerir de 20 a 60 segundos de enfriamiento, mientras que los plásticos comunes suelen necesitar solo de 5 a 15 segundos.
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