Peekは、世界的に最高性能の熱可塑性プラスチックの一つとして認められています。医療機器、航空宇宙、自動車製造、電子・電気産業など、極めて高い性能が求められる分野で広く使用されています。

これらの分野では、自動車エンジン周りのセンサーハウジング、電子機器の精密コネクタ、医療機器の小型構造部品など、大量生産が必要なPEEK部品が多数あります。これらの部品は、 PEEK射出成形.

しかし、PEEKの射出成形は、設備や金型材料に対する要求が高いだけでなく、工程管理もより厳格です。PEEKを通常のプラスチックと同じ工程で加工すると、品質の低下を招きやすく、製品の最終性能に影響を与える可能性があります。

そこでこの記事では、PEEK射出成形の経験を以下の8つの側面から共有し、一般的なプラスチック射出成形との違いについても解説します。厳密な手順を踏む必要があるため、プロジェクトを開始する前に専門家にご相談ください。

1. PEEK射出成形機

PEEKは耐高温性や耐摩耗性といった特性を持つため、融点は343℃にも達し、実際の加工温度は340～400℃に達する必要があります。このような高い加工温度は一般的なプラスチックの限界をはるかに超えており、一般的な射出成形機ではこのような高温環境に耐えることは困難です。そのため、特殊な高温対応の射出成形機が必要となります。

さらに、プラスチックをより完全に撹拌・混合し、PEEK を高温でより均一に溶融させることができるツインスクリュー設計を使用するのが最適です。

ツインスクリュー設計は、プラスチック中の水分や揮発性物質の除去にも役立ち、強力な搬送能力を備えているため、溶融プラスチックをより高速で金型に注入でき、生産効率が向上します。なお、スクリューの寿命を延ばすために、耐摩耗性合金材料の使用が推奨されます。

そして、通常、L/D 比は 18:1 ～ 24:1 となり、プラスチックのスクリュー内での滞留時間と混合距離が十分に長くなり、完全な可塑化と均一な混合が保証されます。

2. PEEK金型設計

PEEK金型と通常の金型には違いがあります。PEEKのゲートは、良好な充填性を確保するために、通常は製品の最大肉厚の2/3の大きさ、直径6mm以上に設計する必要があります。

用として 冷却システムPEEK金型は螺旋状の水路冷却を必要とし、金型温度は40～60℃に制御されます。温度差は3℃を超えてはいけません。XNUMX℃を超えると、反りや変形が発生する可能性があります。一般的なプラスチックでは、それほど厳密ではありません。

3. PEEK材料の前処理

PEEKは吸湿性が比較的強いため、加工前に乾燥機を用いて150～180℃で3～4時間乾燥させ、水分含有量が0.02%以下（ASTM D6287規格）であることを保証する必要があり、乾燥が不十分な場合、最終成形品に銀線や気泡などの明らかな欠陥が生じる可能性があります。

それに比べて、ABS のような通常のプラスチックの場合は、通常 80 ～ 100℃ で XNUMX 時間乾燥させるだけで済みます。

4. 射出速度と保持圧力

PEEKはプロセスパラメータの変動に非常に敏感であるため、射出速度と保圧を正確に制御する必要があります。例えば、射出速度は30～80mm/sに維持し、保圧は射出圧力の60～80%に設定することが推奨されます。一般的なプラスチックは許容範囲が広く、射出速度は100mm/sを超えることもあります。

5. PEEK射出成形の温度要件

まず、PEEKの融点は約343℃であり、バレル温度は340℃～400℃に達する必要があります。この温度範囲でのみ、PEEKは完全に溶融し、均一な溶融状態を形成し、金型全体への充填が容易になり、製品の完全性と寸法精度を確保できます。これに対し、PPやPEなどの一般的なプラスチックでは、バレル温度は通常160～280℃で済みます。

第二に、ノズル部では、PEEKは完全に密閉された加熱リングと独立した温度制御機構を必要とし、ノズル内で溶融物が固化するのを防ぐため、約380～400℃の温度制御が必要です。一般的なプラスチックではそれほど難しくなく、ノズル温度はバレル温度よりもわずかに低くても構いません。そのため、追加の断熱材は必要ありません。

最後の温度要件は金型温度です。PEEK金型は理想的な結晶性を得るために150～200℃に加熱する必要がありますが、一般的なプラスチック金型の温度は30～80℃程度が一般的です。金型温度が不十分だと、成形されたPEEK部品は非晶質構造になりやすく、性能低下につながります。

6. PEEK成形欠陥

PEEKは加工中に特有の欠陥を示すことがあります。例えば、ノズルにリトラクション機能がない場合、コールドスラグ点が発生します。水分含有量が基準を満たしていない場合、銀色の筋が現れます。また、高温残留物によって黒点が発生することもあります。これらの問題は、一般的なプラスチックでは比較的まれです。

7. PEEK後処理

PEEK部品の内部応力を除去するため、複雑な部品の場合は通常、成形後に200～220℃で2～4時間のアニール処理が必要です。一般的なプラスチックでは基本的にアニール処理は不要で、バリ取りやスプレー処理程度です。

なぜ複雑な部品なのでしょうか？複雑な部品は通常、壁が厚かったり、形状が不規則だったり、接続点が複数あったりするため、射出成形中に内部応力が生じやすくなるからです。

さらに、複雑な部品の寸法精度と機械的性能の要件は通常より高くなるため、部品の品質が要件を満たすようにするには内部応力を除去する必要があります。

8. PEEKのコストと生産サイクル

最後に、コストと生産サイクルについてお話しします。PEEKの原材料価格は非常に高く、一般的なプラスチックの数十倍にもなります。現在、PEEKの市場価格は500,000トンあたり1.2万～10,000万元です。一方、PPなどの一般的なプラスチック材料は20,000トンあたりXNUMX万～XNUMX万元程度です。

また、高温射出成形装置も通常の装置より2～3倍高価です。

生産サイクルの観点から見ると、PEEKは冷却が遅いです。壁厚20ミリメートルあたり60～5秒の冷却時間が必要になる場合がありますが、一般的なプラスチックでは通常15～XNUMX秒しかかかりません。

PEEK部品の開発を検討している場合、またはPEEKがプロジェクトに適しているかどうかを評価している場合は、20年以上の経験を持つ加工工場であるRJCMoldにお気軽にお問い合わせください。 射出成形の経験無料のテクニカルサポートを提供いたします。

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