Lavorazione del PEEK: gradi, utensili e consigli di progettazione

PEEK è l'acronimo di polietereterchetone ed è una plastica termoplastica ampiamente utilizzata in diverse applicazioni nel settore elettrico e medicale. Il PEEK offre eccellenti proprietà meccaniche ed è anche altamente resistente alla corrosione. Se desidera saperne di più sulla lavorazione CNC del PEEK, questa guida può esserle di grande aiuto, quindi approfondiamo l'argomento.

Che cos'è il PEEK (polietereterchetone)?

Il polietereterchetone è una plastica termoplastica chiamata anche PEEK. È una plastica tecnica con struttura semicristallina che offre prestazioni elevate in molteplici applicazioni. Offre eccellenti proprietà come resistenza all'usura, resistenza chimica, all'abrasione e all'acqua, e presenta proprietà meccaniche impeccabili.

Le plastiche PEEK sono inoltre in grado di mantenere le proprie proprietà se sottoposte a temperature elevate. Hanno un punto di fusione elevato e possono essere facilmente esposte a vapore e acqua calda. Il PEEK si presenta in varie forme: barre, adatte alla lavorazione CNC, granuli e filamenti.

Tipi di materiale plastico PEEK

Esistono diversi tipi di plastiche PEEK e ciascun tipo presenta proprietà uniche e idoneità a determinate applicazioni. Alcuni di questi tipi di plastica PEEK sono indicati di seguito:

PEEK 1000

Il PEEK 1000 è realizzato con resina PEEK pura al 100%; è adatto ad applicazioni che richiedono un'elevata resistenza agli urti, come le applicazioni gravose. Questo tipo di PEEK è particolarmente efficace per il processo di sterilizzazione grazie alla sua capacità di sopportare alte pressioni e temperature derivanti dalle diverse tecniche di sterilizzazione.

Il PEEK 1000 soddisfa inoltre i requisiti FDA statunitensi ed europei ed è utilizzato anche nell'industria della lavorazione alimentare e in quella sanitaria.

PEEK HPV

Il PEEK HPV contiene un'aggiunta di fibra di carbonio, grafite e PTFE che lo rende una plastica di grado per cuscinetti. Presenta un'elevata resistenza all'usura e un basso attrito. Questo tipo di PEEK offre anche un'elevata pressione di picco ed è adatto ad applicazioni che prevedono un'interfaccia di attrito.

PEEK CA30

Il PEEK CA30 contiene il 30% di fibra di carbonio e offre una buona resistenza meccanica, resistenza allo scorrimento viscoso ed elasticità. Offre inoltre un'elevata conduttività termica e una rapida dispersione del calore dalla superficie del cuscinetto. È utilizzato nei settori aerospaziale, automobilistico e petrolifero e del gas per la sua elevata resistenza alle alte temperature e agli urti, oltre che per il basso attrito.

PEEK GF30

Il PEEK GF30 contiene il 30% di fibra di vetro, offre resistenza allo scorrimento viscoso e presenta rigidità accompagnata da una migliore stabilità dimensionale, che lo rende adatto ai componenti strutturali. È in grado di sopportare carichi se sottoposto a temperature elevate. È utilizzato anche come componente scorrevole.

Proprietà del PEEK

La lavorazione del PEEK viene scelta per diverse applicazioni grazie alle eccellenti proprietà che possiede; alcune di queste sono le seguenti:

Elevata resistenza

Il PEEK è un materiale altamente resistente: offre resistenza agli agenti chimici corrosivi. Il materiale PEEK ha la stessa resistenza offerta dall'acciaio al nichel. È in grado di mantenere la propria struttura anche ad alte temperature con agenti chimici non corrosivi e si dissolve solo in acido solforico concentrato.

Offre inoltre prestazioni esemplari ad alte frequenze e temperature. Ha una struttura stabile e, anche quando utilizzato sotto un'elevata dose di resistenza alla ionizzazione, è in grado di mantenere la propria stabilità. Il PEEK offre un punto di fusione elevato e una notevole durabilità, che garantiscono che non si deformi nemmeno se sottoposto a temperature elevate.

Elevata lavorabilità

Il PEEK ha un'elevata lavorabilità, soprattutto quando sottoposto a lavorazione CNC. Ha un'eccellente capacità di trasformazione e può essere lavorato con diversi metodi in modo molto agevole. Oltre alla lavorazione CNC, il PEEK può essere trasformato anche mediante filatura per fusione, stampaggio a iniezione ed estrusione. È noto per le sue proprietà autoestinguenti durante la combustione e produce una quantità trascurabile di gas e fumo.

Proprietà meccaniche impeccabili

Il PEEK resiste alle alte temperature e per questo mantiene le proprie dimensioni quando è sottoposto a calore elevato. Presenta inoltre un'eccellente resistenza allo scorrimento viscoso, che lo rende adatto a sopportare la pressione durante il processo di lavorazione. Vanta anche un'elevata resistenza all'usura e un basso coefficiente di attrito, che lo rendono adatto a diverse applicazioni industriali.

Basso tasso di assorbimento

Il materiale PEEK è in grado di mantenere la propria struttura anche in ambienti umidi. Offre resistenza all'idrolisi ed è quindi adatto agli ambienti bagnati. Funziona inoltre molto bene in presenza di radiazioni ionizzanti estreme e radiazioni gamma.

Vantaggi della lavorazione CNC del PEEK

La lavorazione CNC del PEEK offre molteplici vantaggi e, grazie a questi benefici, è considerata un processo adatto alla produzione di parti personalizzate in PEEK. Alcuni di questi vantaggi sono i seguenti:

Elevata precisione e accuratezza: Il processo di lavorazione CNC del PEEK offre elevata accuratezza e precisione, aspetti molto importanti per la produzione di componenti con geometrie complesse che richiedono tolleranze strette. Settori come quello medicale, elettronico e aerospaziale richiedono parti di tale precisione.

Eccellente finitura superficiale: La lavorazione CNC del PEEK offre una superficie eccellente che contribuisce a ridurre la necessità di post-lavorazioni per la finitura superficiale, migliorando così notevolmente la qualità dei componenti.

Ripetibilità e coerenza: La lavorazione CNC è un processo adatto alla produzione di componenti coerenti in lotti, uno dopo l'altro. Consente di realizzare parti con proprietà e forme identiche ed è quindi adatto alla produzione di componenti in grandi volumi

Proprietà del materiale preservate: La lavorazione CNC preserva le proprietà del PEEK dopo la lavorazione. Il PEEK offre resistenza chimica, elevata resistenza e stabilità termica, e le parti lavorate mantengono tutte queste proprietà al termine del processo.

Lavorazione rapida: La lavorazione CNC consente la prototipazione rapida e tempi di consegna brevi rispetto ad altri processi. Allo stesso modo, i componenti in PEEK possono essere prodotti rapidamente tramite lavorazione CNC, aspetto molto importante per i progetti soggetti a vincoli di tempo.

Flessibilità nell'attrezzaggio: Le macchine CNC sono facili da riprogrammare e si adattano a diverse specifiche di parti e design. Tale flessibilità offerta dalla lavorazione CNC del PEEK consente di soddisfare la produzione in piccoli lotti grazie all'impiego di nuovi utensili per ogni nuovo ciclo produttivo.

Lavorazione versatile: I componenti in PEEK con geometrie e forme complesse e design intricati possono essere prodotti facilmente tramite il processo di lavorazione CNC. È un processo versatile che risponde ad applicazioni specializzate.

Applicazioni della lavorazione CNC del PEEK

La lavorazione del PEEK è compatibile con diverse applicazioni, alcune delle quali sono riportate di seguito:

Petrolio e gas

Nel settore petrolifero e del gas prevalgono condizioni severe, come sostanze chimiche aggressive e alte temperature, in cui altri materiali possono cedere. I componenti lavorati in PEEK funzionano invece molto bene grazie alle loro proprietà di resistenza chimica e alla capacità di tollerare il calore. Le valvole in PEEK sono utilizzate nel settore petrolifero e del gas per la loro eccezionale durabilità.

Aerospaziale

Gli aeromobili richiedono componenti in grado di resistere a condizioni estreme e al contempo leggeri. Il PEEK è utilizzato per produrre isolamenti e guaine per cavi degli aeromobili. La struttura leggera dei componenti lavorati in PEEK offre efficienza nei consumi e, grazie alla resistenza al calore, garantisce durabilità.

Medicale

Nel settore medicale il PEEK è utilizzato soprattutto in ortopedia, poiché svolge un ruolo nella creazione di impianti spinali per trattare problemi ai dischi degenerati. I dischi danneggiati vengono sostituiti con gabbie in PEEK e, grazie alla sua biocompatibilità, il materiale contribuisce a prevenire reazioni avverse e offre flessibilità e supporto.

Automotive

Il settore automobilistico richiede sempre materiali che contribuiscano a ridurre il peso del veicolo e ad aumentare l'efficienza nei consumi. Componenti in PEEK come anelli di tenuta, rondelle reggispinta e ingranaggi sono leggeri, resistenti all'usura e offrono un basso attrito, risultando adatti alle pressioni e agli stress a cui può essere sottoposta un'automobile.

Consigli per la lavorazione CNC del PEEK

Per ottenere componenti in PEEK il più possibile funzionali e ad alte prestazioni, di seguito sono riportati alcuni importanti consigli sulla lavorazione CNC del PEEK che potete seguire:

1. La ricottura del PEEK riduce la probabilità di deformazione delle barre in PEEK quando sono sottoposte a sollecitazioni durante la lavorazione.
2. L'utilizzo di utensili da taglio in carburo di silicio consente di tagliare il PEEK in modo molto preciso; tuttavia, se il PEEK contiene fibra di carbonio ed è richiesta una tolleranza stretta, è necessario utilizzare utensili in diamante.
3. Il PEEK deve essere raffreddato durante il processo di lavorazione per prevenire qualsiasi rottura. Il PEEK non è in grado di dissipare il calore da solo e pertanto richiede un refrigerante liquido.
4. Il PEEK presenta un basso allungamento rispetto agli altri tipi di plastiche, pertanto è opportuno evitare la foratura profonda.

Conclusione

Il PEEK è una plastica molto utilizzata in applicazioni diverse; comprendere i suoi tipi, i vantaggi e i consigli essenziali per la lavorazione può essere d'aiuto nella produzione e nella scelta dei componenti in PEEK.

Come avete già visto nella guida sopra, avrete appreso molti aspetti importanti del PEEK e, se desiderate componenti in PEEK personalizzati, potete contattare DEK. Progettiamo e produciamo componenti in PEEK personalizzati, flessibili, robusti e convenienti per i vostri progetti.

Domande frequenti

Il PEEK è facile da lavorare?

La lavorazione del PEEK non è molto semplice perché il pezzo deve essere preparato prima della lavorazione per ottenere una certa facilità.

Perché la plastica PEEK è così costosa?

La plastica PEEK è costosa a causa del suo processo di produzione complesso e delle sue proprietà come la resistenza chimica, la resistenza meccanica e la stabilità termica.