PEEK는 전 세계적으로 최고 성능의 열가소성 수지 중 하나로 인정받고 있습니다. 의료기기, 항공우주, 자동차 제조, 전자 및 전기 산업 등 매우 높은 성능이 요구되는 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

이러한 분야에서는 자동차 엔진 주변의 센서 하우징, 전자 제품의 정밀 커넥터, 의료 장비의 소형 구조 부품 등 대량 생산이 필요한 PEEK 부품이 대량으로 존재합니다. 이러한 부품은 PEEK 사출 성형을 통해 효율적으로 생산할 수 있습니다.

그러나 PEEK 사출 성형은 장비 및 금형 재료에 대한 요구 사항이 더 높을 뿐만 아니라 공정 관리도 더욱 엄격합니다. PEEK를 일반 플라스틱과 동일한 공정으로 가공할 경우, 품질 저하로 이어질 수 있으며 최종 제품의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 이 글에서는 PEEK 사출 성형의 8가지 측면과 일반 플라스틱 사출 성형과의 차이점을 살펴보겠습니다. 엄격한 기준을 고려하여 프로젝트를 시작하기 전에 전문가와 상담하시기 바랍니다.

1. PEEK 사출 성형기

PEEK는 고온 내성 및 내마모성과 같은 특성을 가지고 있어 녹는점이 최대 343℃에 달하며, 실제 가공 온도는 340~400℃에 도달해야 합니다. 이처럼 높은 가공 온도는 일반 플라스틱을 훨씬 능가하며, 일반 사출 성형기는 이러한 고온 환경을 견디기 어렵기 때문에 특수 고온 사출 성형기가 필요합니다.

또한, 플라스틱을 더욱 완벽하게 저어 섞을 수 있고 PEEK가 고온에서 더 균일하게 녹을 수 있는 이중 나사 디자인을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

트윈 스크류 설계는 플라스틱 내부의 수분과 휘발성 물질을 제거하는 데 도움이 되며, 강력한 이송 능력을 갖추고 있어 플라스틱 용융물을 더 빠른 속도로 금형에 주입하여 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다. 단, 스크류의 수명 연장을 위해서는 내마모성 합금 소재를 사용하는 것이 좋습니다.

일반적으로 L/D 비율은 ​​18:1~24:1 사이로, 플라스틱이 스크류 내에서 충분히 긴 체류 시간과 혼합 거리를 갖고, 완전한 가소화와 균일한 혼합을 보장합니다.

2. PEEK 금형 설계

PEEK 금형과 일반 금형 사이에는 차이점이 있습니다. PEEK용 게이트는 더 커야 하며, 일반적으로 제품 최대 두께의 2/3 정도, 최소 6mm의 직경으로 설계되어야 금형 충진 성능을 양호하게 확보할 수 있습니다.

에 대해서는 냉각 시스템PEEK 금형은 나선형 수로 냉각 방식을 사용하며, 금형 온도는 40~60°C로 제어됩니다. 온도 차이는 3°C를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 휘어짐 및 변형이 발생할 수 있습니다. 일반 플라스틱은 이 기준이 그렇게 엄격하지 않습니다.

3. PEEK 소재 전처리

PEEK는 비교적 강한 흡습성을 가지고 있으므로, 가공 전 건조 장비를 사용하여 150~180℃에서 3~4시간 동안 건조하여 수분 함량을 0.02% 이하로 유지해야 합니다(ASTM D6287 기준). 충분히 건조되지 않으면 최종 성형품에 은색 줄무늬나 기포와 같은 눈에 띄는 결함이 발생할 수 있습니다.

이에 비해 ABS와 같은 일반 플라스틱은 일반적으로 80~100℃에서 XNUMX시간만 건조하면 됩니다.

4. 사출 속도 및 유지 압력

PEEK는 공정 변수의 변동에 매우 민감하기 때문에 사출 속도와 보압을 정밀하게 제어해야 합니다. 예를 들어, 사출 속도는 30~80mm/s로 유지하고, 보압은 사출 압력의 60~80%로 설정하는 것이 좋습니다. 일반 플라스틱은 이보다 허용 오차가 더 커서 사출 속도가 100mm/s를 초과할 수도 있습니다.

5. PEEK 사출 성형 온도 요구 사항

첫째, PEEK의 녹는점은 약 343℃이며, 배럴 온도는 340℃에서 400℃ 사이여야 합니다. 이 온도 범위에서만 PEEK는 완전히 녹고, 균일한 용융물을 형성하며, 전체 금형에 더 쉽게 충진되어 제품의 무결성과 치수 정확성을 보장할 수 있습니다. 이와 대조적으로 PP나 PE와 같은 일반 플라스틱은 일반적으로 배럴 온도가 160~280℃에 불과합니다.

둘째, 노즐 부분에서 PEEK는 완전히 밀폐된 가열 링이 필요하며, 이 링은 독립적으로 온도를 제어해야 합니다. 용융물이 노즐에서 응고되는 것을 방지하기 위해 온도는 약 380~400°C로 제어되어야 합니다. 일반 플라스틱은 그렇게 까다롭지 않습니다. 노즐 온도는 배럴 온도보다 약간 낮을 수도 있으며, 별도의 단열재가 필요하지 않습니다.

마지막으로 요구되는 온도는 금형 온도입니다. PEEK 금형은 이상적인 결정성을 얻기 위해 150~200°C로 가열해야 하는 반면, 일반 플라스틱 금형의 온도는 대부분 30~80°C입니다. 금형 온도가 충분하지 않으면 성형된 PEEK 부품이 비정질 구조로 변하기 쉬워 성능이 저하됩니다.

6. PEEK 성형 결함

PEEK는 가공 과정에서 몇 가지 고유한 결함을 나타냅니다. 예를 들어, 노즐에 수축 기능이 없으면 콜드 슬러그 포인트가 형성되고, 수분 함량이 기준에 미치지 못하면 은색 줄무늬가 나타나며, 고온 잔류물로 인해 검은 반점이 생길 수 있습니다. 이러한 문제는 일반 플라스틱에서는 비교적 드뭅니다.

7. PEEK 후처리

PEEK 부품의 내부 응력을 제거하기 위해 복잡한 형상의 부품은 일반적으로 성형 후 200~220℃에서 2~4시간 동안 어닐링 처리가 필요합니다. 일반 플라스틱은 기본적으로 어닐링이 필요하지 않으며, 기껏해야 버 제거 또는 스프레이 처리만 수행됩니다.

복잡한 부품을 사용해야 하는 이유는 무엇일까요? 복잡한 부품은 일반적으로 벽이 두껍고, 모양이 불규칙하거나, 연결 지점이 여러 개 있어 사출 성형 중 내부 응력이 발생할 가능성이 더 높기 때문입니다.

게다가 복잡한 부품의 치수 정확도와 기계적 성능에 대한 요구 사항은 일반적으로 더 높기 때문에 부품의 품질이 요구 사항을 충족하도록 하려면 내부 응력을 제거하는 것이 필요합니다.

8. PEEK 비용 및 생산 주기

마지막으로 비용과 생산 주기에 대해 이야기해 보겠습니다. PEEK의 원자재 가격은 일반 플라스틱의 수십 배에 달할 정도로 매우 높습니다. 현재 PEEK의 시장 가격은 톤당 500,000만 위안에서 1.2만 위안 사이입니다. 반면 PP와 같은 일반 플라스틱 소재는 톤당 10,000만 위안에서 20,000만 위안에 불과합니다.

게다가 고온사출성형장비는 일반장비보다 2~3배 더 비쌉니다.

생산 주기 측면에서 PEEK는 냉각 속도가 느립니다. 벽 두께 20mm당 60~5초의 냉각 시간이 필요한 반면, 일반 플라스틱은 보통 15~XNUMX초만 필요합니다.

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