Il Peek è riconosciuto a livello mondiale come uno dei materiali termoplastici più performanti. È ampiamente utilizzato in settori che richiedono prestazioni estremamente elevate, come l'industria dei dispositivi medici, aerospaziale, automobilistica e l'industria elettronica ed elettrica.

In questi campi, esiste un gran numero di parti in PEEK che devono essere prodotte in serie, come gli alloggiamenti dei sensori attorno ai motori delle automobili, i connettori di precisione negli apparecchi elettronici, i piccoli componenti strutturali nelle apparecchiature mediche, ecc. Queste parti possono essere prodotte in modo efficiente attraverso Stampaggio ad iniezione PEEK.

Tuttavia, lo stampaggio a iniezione di PEEK non solo richiede requisiti più elevati per le attrezzature e i materiali dello stampo, ma richiede anche un controllo di processo più rigoroso. Se il Peek viene lavorato con lo stesso processo della plastica tradizionale, può facilmente portare a un calo della qualità e influire sulle prestazioni finali del prodotto.

Pertanto, in questo articolo condivideremo l'esperienza dello stampaggio a iniezione di PEEK, analizzando i seguenti 8 aspetti e le sue differenze rispetto al tradizionale stampaggio a iniezione di plastica. Per un'analisi più accurata, si consiglia di consultare un esperto prima di iniziare il progetto.

1. Macchina per stampaggio a iniezione PEEK

Poiché il PEEK possiede caratteristiche quali la resistenza alle alte temperature e all'usura, il suo punto di fusione può raggiungere i 343 °C, mentre la temperatura di lavorazione effettiva deve essere compresa tra i 340 e i 400 °C. Una temperatura di lavorazione così elevata è di gran lunga superiore a quella delle materie plastiche comuni, e le comuni macchine per stampaggio a iniezione difficilmente possono resistere a temperature così elevate, pertanto è necessaria una macchina per stampaggio a iniezione specifica per alte temperature.

Inoltre, è preferibile utilizzare un design a doppia vite, che può mescolare e agitare la plastica in modo più completo, facendo sì che il PEEK si sciolga in modo più uniforme ad alte temperature.

Il design a doppia vite contribuisce inoltre a rimuovere l'umidità e le sostanze volatili dalla plastica e offre un'elevata capacità di trasporto, consentendo di iniettare la plastica fusa nello stampo a una velocità maggiore, migliorando l'efficienza produttiva. È importante notare che, per prolungarne la durata, si consiglia di utilizzare una vite in lega resistente all'usura.

Quindi, solitamente il rapporto L/D è compreso tra 18:1 e 24:1, in modo che la plastica abbia un tempo di residenza e una distanza di miscelazione nella vite sufficientemente lunghi, assicurando una plastificazione completa e una miscelazione uniforme.

2. Progettazione dello stampo PEEK

Esistono anche differenze tra gli stampi in PEEK e quelli tradizionali. Il punto di iniezione per il PEEK deve essere più grande, solitamente progettato per essere pari a 2/3 dello spessore massimo della parete del prodotto, con un diametro di almeno 6 mm, per garantire una buona capacità di riempimento dello stampo.

Come per l' sistema di raffreddamentoGli stampi in PEEK richiedono un raffreddamento a spirale, con temperatura dello stampo controllata a 40-60 °C, e la differenza di temperatura non deve superare i 3 °C, altrimenti è probabile che si verifichino deformazioni e deformazioni. Le materie plastiche comuni non sono così rigide.

3. Pretrattamento del materiale PEEK

Poiché il PEEK ha un assorbimento di umidità relativamente elevato, deve essere essiccato in un apposito essiccatoio a 150-180 °C per 3-4 ore prima della lavorazione, per garantire che il contenuto di umidità sia ≤0.02% (standard ASTM D6287). Se l'essiccazione non è sufficientemente accurata, i pezzi stampati finali potrebbero presentare difetti evidenti come striature argentate e bolle.

Al contrario, le plastiche comuni come l'ABS solitamente necessitano solo di essere essiccate a 80-100 °C per due ore.

4. Velocità di iniezione e pressione di mantenimento

Poiché il PEEK è estremamente sensibile alle fluttuazioni dei parametri di processo, la velocità di iniezione e la pressione di mantenimento devono essere controllate con precisione. Ad esempio, si raccomanda di mantenere la velocità di iniezione tra 30 e 80 mm/s e di impostare la pressione di mantenimento al 60-80% della pressione di iniezione. Le materie plastiche comuni presentano una tolleranza maggiore; le velocità di iniezione possono persino superare i 100 mm/s.

5. Requisiti di temperatura per lo stampaggio a iniezione PEEK

Innanzitutto, il punto di fusione del PEEK è di circa 343 °C e la temperatura del cilindro deve raggiungere una temperatura compresa tra 340 °C e 400 °C. Solo entro questo intervallo di temperatura il PEEK può fondersi completamente, formare una massa fusa uniforme e riempire più facilmente l'intero stampo, garantendo così l'integrità e la precisione dimensionale del prodotto. Al contrario, le materie plastiche comuni come PP o PE richiedono in genere una temperatura del cilindro di soli 160-280 °C.

In secondo luogo, nella parte dell'ugello, il PEEK richiede un anello riscaldante completamente chiuso, con controllo indipendente della temperatura, che deve essere mantenuta a circa 380-400 °C, per evitare che il fuso si solidifichi nell'ugello. Le materie plastiche comuni non sono così particolari; la temperatura dell'ugello può anche essere leggermente inferiore a quella del cilindro, e non è necessario alcun isolamento aggiuntivo.

L'ultimo requisito di temperatura è la temperatura dello stampo. Gli stampi in PEEK devono essere riscaldati a 150-200 °C per raggiungere la cristallinità ideale, mentre le temperature degli stampi in plastica standard si attestano generalmente tra 30 e 80 °C. Se la temperatura dello stampo non è sufficiente, il pezzo stampato in PEEK tende a sviluppare una struttura amorfa, con conseguente riduzione delle prestazioni.

6. Difetti di stampaggio PEEK

Durante la lavorazione, il PEEK presenterà alcuni difetti peculiari. Ad esempio, se l'ugello non è dotato di funzione di retrazione, si formeranno punti freddi; se il contenuto di umidità non è adeguato, compariranno striature argentate; e potrebbero formarsi punti neri dovuti a residui ad alta temperatura. Questi problemi sono relativamente rari nelle materie plastiche comuni.

7. Post-trattamento PEEK

Per eliminare le tensioni interne dei componenti in PEEK, i componenti complessi necessitano generalmente di un trattamento di ricottura a 200-220 °C per 2-4 ore dopo lo stampaggio. Le materie plastiche comuni non necessitano sostanzialmente di ricottura; al massimo, vengono eseguite sbavature o trattamenti a spruzzo.

Perché componenti complessi? Perché i componenti complessi solitamente presentano pareti più spesse, forme irregolari o punti di connessione multipli, che li rendono più soggetti a generare sollecitazioni interne durante lo stampaggio a iniezione.

Inoltre, i requisiti di precisione dimensionale e di prestazioni meccaniche delle parti complesse sono solitamente più elevati, quindi è necessario eliminare le sollecitazioni interne per garantire che la qualità delle parti soddisfi i requisiti.

8. Costo e ciclo di produzione del PEEK

Infine, parliamo di costi e ciclo di produzione. Il prezzo della materia prima PEEK è molto elevato, decine di volte superiore a quello delle plastiche comuni. Attualmente, il prezzo di mercato del PEEK si aggira tra 500,000 e 1.2 milioni di RMB a tonnellata. Al contrario, le plastiche comuni come il PP costano solo tra 10,000 e 20,000 RMB a tonnellata.

Inoltre, le attrezzature per stampaggio a iniezione ad alta temperatura sono 2-3 volte più costose delle attrezzature ordinarie.

In termini di ciclo produttivo, il PEEK si raffredda lentamente. Ogni millimetro di spessore di parete può richiedere 20-60 secondi di raffreddamento, mentre le plastiche comuni di solito ne richiedono solo 5-15.

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