PEEK材料的加工工艺及其应用

不同peek零件

在多个工程领域中,PEEK常被用来实现类似于金属所提供的性能和苛刻的应用。例如要求长期抗压、抗磨损、抗拉强度和高性能的多种应用,在石油和天然气行业,可以利用PEEK材料所具有的潜在优点。继续阅读了解适合peek材料的加工工艺及其应用。

PEEK材料加工常见的三种工艺类型

PEEK 在工程应用中广泛使用的原因之一是多种选择和加工条件的可用性,即加工、熔丝制造、3D 打印和注塑成型,以在有机和水环境中制造所需的几何形状。

PEEK 材料有棒状、压缩板阀、细丝状和颗粒状,可分别用于数控加工、3D 打印和注塑成型。以下部分提供了所有这三种制造方法的相关细节。

peek的不同状态

1. PEEK 数控加工

CNC(计算机数字控制)加工由多轴铣削、车削和电火花加工 (EDM) 的不同变体组成,以获得所需的几何轮廓。这些机器的主要优势在于能够通过高级控制器通过计算机生成的代码来控制机器。

数控加工提供了创建从塑料到金属等不同材料的复杂几何形状的机会,同时满足所需的几何公差限制。模具 PEEK 材料可以加工以获得复杂的几何轮廓,也可以加工医疗级和工业级 PEEK。数控加工为PEEK零件提供高精度和可重复性。

由于 PEEK 的高熔点,与其他聚合物相比,在加工过程中可以采用更快的进给速率和速度。在开始加工过程之前,必须满足特殊的材料处理要求,以避免加工过程中的内应力和与热相关的裂纹。这些要求根据所使用的 PEEK 材料的等级而有所不同,这方面的完整细节由该特定等级的制造商提供。

PEEK 比大多数聚合物更坚固、更坚硬,但比大多数金属更柔软。这需要在加工过程中使用夹具以确保精确加工。PEEK是一种高热工程塑料,在加工过程中产生的热量无法充分散去。这就要求采用技术来避免由于材料的低效散热而产生的问题。

这些预防措施包括深孔钻以及在所有加工过程中使用足够的冷却液。可以使用石油基和水基冷却剂。

另一个需要考虑的重要因素是加工 PEEK 期间的刀具磨损,与加工其他少数兼容塑料相比。使用碳纤维增强的 PEEK 等级对工具的不利影响更大。这种情况需要使用硬质合金刀具来加工普通等级的 PEEK,而金刚石刀具则用于加工碳纤维增强的 PEEK 等级。冷却液的使用也可以提高刀具寿命。

2. PEEK 3D打印

3D 打印,也称为增材制造,通常是指使用以层的形式添加材料以从计算机辅助设计模型创建 3 维几何形状。

PEEK 材料适用于 3D 打印。熔融沉积建模 (FDM) 是最广泛使用的 PEEK 材料 3D 打印方法。通过选择性激光烧结(SLS)以粉末形式打印 PEEK 也取得了一些进展。

3D打印的PEEK产品具有良好的耐磨性。不同厂家生产的纤维可以提供不同的性能。3D 打印部件为医疗专业人员提供了一个独特的机会来生产定制的植入物以满足个别患者的需求。3D 打印的 PEEK 材料部件在不同的空间系统中使用。它也证明了3D打印PEEK材料所能提供的能力。

然而,要打印PEEK材料,需要温度超过300℃的高温喷嘴。除了高温喷嘴外,还需要一个加热床来持续保持材料的加热状态。一些打印机也使用加热室来达到这一目的。加热室可以更好地控制室温,并持续提供热量。

3. PEEK 注塑成型

注塑成型是指通过在预先存在的模具中注入熔融材料来制造热塑性零件。它用于大批量制造零件。材料在加热室中熔化,螺旋螺杆用于混合,然后注入模腔,材料在模腔中冷却形成固体形状。

颗粒状的 PEEK 材料用于注塑和压缩成型。不同制造商生产的颗粒状 PEEK 需要的干燥程序略有不同,但通常在 150 °C 至 160 °C 下干燥 3 至 4 小时就足够了。

标准注塑机可用于 PEEK 材料或模具 peek 的注塑成型,因为这些机器可以达到 350°C 至 400°C 的加热温度,这足以满足几乎所有的 PEEK 等级。

模具的冷却需要特别注意,因为任何不一致都会导致 PEEK 材料的结构发生变化。与半晶体结构的任何偏差都会导致 PEEK 的特征特性发生不理想的变化。

例如,使用冷模具会导致在 PEEK 中产生无定形结构。大多数等级的 PEEK 的最佳模具工作温度被认为是在 170°C 到 200°C 之间以获得半结晶结构。

Peek产品的应用场景

1. 医疗领域

由于PEEK材料所具有的生物相容性,它被广泛用于医疗应用,还包括在不同时间段内将部件植入人体。由 PEEK 材料制成的部件也用于不同的药物输送系统。

其他医疗应用包括牙齿愈合帽、尖头垫圈、创伤固定装置和脊柱融合装置。

2. 航空航天领域

由于 PEEK 与超高真空应用的兼容性、导热性和耐辐射性以及耐化学性,由 PEEK 塑料制成的零件因其高性能的拉伸强度而广泛用于航空航天应用。

3. 汽车行业

轴承和不同类型的环也由 PEEK 制成。由于 PEEK 具有出色的重量强度比,它被用于制造用于赛车发动机组的零件。

4. 电线电缆绝缘/电子应用

电缆绝缘层由 PEEK 制成,可用于制造项目中的飞机电气系统等应用。

结论

作为一种属于PAEK家族的半结晶有机聚合物,PEEK具有机械、热、化学和电气性能,使其成为多个工程应用领域的首选材料。PEEK 有多种形式(棒状、细丝状、颗粒状),可通过数控加工3D 打印注塑成型进行加工。WayKen 在 PEEK 加工方面拥有丰富的经验,随时准备在您的 PEEK 项目中为您提供支持。今天就联系我们以获取报价。

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