Usinagem de PEEK: Graus, Ferramentas e Dicas de Design

PEEK significa polieteretercetona e é um termoplástico amplamente utilizado em diversas aplicações nas indústrias elétrica e médica. O PEEK oferece excelentes propriedades mecânicas e é também altamente resistente à corrosão. Se pretende saber mais sobre usinagem CNC de PEEK, o guia abaixo pode ser de grande ajuda, por isso vamos aprofundar o tema.

O que é o PEEK (polieteretercetona)?

A polieteretercetona é um termoplástico também designado por PEEK. É um plástico de engenharia com estrutura semicristalina que oferece elevado desempenho em múltiplas aplicações. Apresenta excelentes propriedades como resistência ao desgaste, resistência química, resistência à abrasão e à água, além de propriedades mecânicas uniformes.

Plásticos PEEK também conseguem manter as suas propriedades quando sujeitos a temperaturas elevadas. Têm um ponto de fusão elevado e podem ser facilmente expostos a vapor e água quente. O plástico PEEK apresenta-se em várias formas: em barras, adequadas para usinagem CNC, em grânulos e em filamentos.

Tipos de material plástico PEEK

Existem diferentes tipos de plásticos PEEK e cada tipo possui propriedades únicas e adequação a determinadas aplicações. Alguns destes tipos de plástico PEEK são mencionados abaixo:

PEEK 1000

O PEEK 1000 é produzido com resina PEEK 100% pura e é adequado para aplicações que exigem elevada resistência ao impacto, como aplicações exigentes. Este tipo de PEEK é bastante eficaz no processo de esterilização devido à sua capacidade de suportar alta pressão e temperatura de diferentes técnicas de esterilização.

O PEEK 1000 cumpre também os requisitos da FDA nos EUA e na UE e é igualmente utilizado na indústria de processamento alimentar e na área da saúde.

PEEK HPV

O PEEK HPV inclui uma adição de fibra de carbono, grafite e PTFE, o que o torna um plástico de grau para rolamentos. Tem elevada resistência ao desgaste e baixo atrito. Este tipo de PEEK oferece também elevada pressão de pico e é adequado para aplicações que incluam uma interface de atrito.

PEEK CA30

O PEEK CA30 contém 30% de fibra de carbono e oferece boa resistência mecânica, resistência à fluência e elasticidade. Oferece também elevada condutividade térmica e uma rápida dissipação de calor da superfície do rolamento. É utilizado nas indústrias aeroespacial, automóvel e de petróleo e gás pela sua elevada resistência à temperatura e ao impacto, aliada a baixo atrito.

PEEK GF30

O PEEK GF30 contém 30% de fibra de vidro, oferece resistência à fluência e rigidez, além de melhor estabilidade dimensional, o que o torna adequado para peças estruturais. Suporta cargas quando sujeito a temperaturas elevadas. É também utilizado como peça deslizante.

Propriedades do PEEK

A usinagem de PEEK é escolhida para diferentes aplicações devido às excelentes propriedades que apresenta, e algumas destas propriedades são as seguintes:

Elevada resistência

O PEEK é um material altamente resistente e oferece resistência a produtos químicos corrosivos. O material PEEK tem a mesma resistência que o aço-níquel. Mantém a sua estrutura mesmo a temperaturas elevadas com produtos químicos não corrosivos e dissolve-se apenas em ácido sulfúrico concentrado.

Oferece também um desempenho exemplar em altas frequências e temperaturas. Tem uma estrutura estável e, mesmo quando operado sob uma elevada dose de resistência à ionização, mantém a sua estabilidade. O PEEK oferece um ponto de fusão elevado e durabilidade, o que garante que não se deforma mesmo quando sujeito a temperaturas elevadas.

Elevada trabalhabilidade

O PEEK tem elevada trabalhabilidade, especialmente quando sujeito a usinagem CNC. Tem uma excelente capacidade de processamento e pode ser processado com diferentes métodos de forma bastante conveniente. Além da usinagem CNC, o PEEK pode também ser processado por fiação por fusão, moldagem por injeção e moldagem por extrusão. É conhecido pelas suas propriedades autoextinguíveis durante a combustão e produz uma quantidade negligenciável de gás e fumo.

Propriedades mecânicas uniformes

O PEEK apresenta elevada resistência a altas temperaturas, o que lhe permite manter as suas dimensões quando sujeito a temperaturas elevadas. Possui também uma excelente resistência à fluência, o que o torna adequado para suportar pressão durante o processo de usinagem. Apresenta ainda elevada resistência ao desgaste e um baixo coeficiente de atrito, o que o torna adequado para diversas aplicações industriais.

Baixa taxa de absorção

O material PEEK consegue mesmo manter a sua estrutura quando sujeito a zonas húmidas. Oferece resistência à hidrólise e, por isso, é adequado para ambientes húmidos. Também funciona muito bem sob radiação ionizante extrema e radiação gama.

Vantagens da usinagem CNC de PEEK

A usinagem CNC de PEEK oferece múltiplas vantagens e, devido a esses benefícios, é considerada um processo adequado para o fabrico de peças personalizadas em PEEK. Algumas dessas vantagens são as seguintes:

Altamente preciso e exato: O processo de usinagem CNC de PEEK oferece elevada exatidão e precisão, o que é muito importante para o fabrico de componentes com geometrias complexas e que exigem tolerâncias apertadas. Indústrias como a médica, a eletrónica e a aeroespacial requerem peças com este nível de precisão.

Excelente acabamento superficial: A usinagem CNC de PEEK oferece uma excelente superfície, o que ajuda a reduzir a necessidade de qualquer pós-processamento para acabamento superficial e, consequentemente, a qualidade dos componentes é bastante melhorada.

Repetibilidade e consistência: A usinagem CNC é um processo adequado para o fabrico de componentes consistentes em lotes, um após o outro. Ajuda a fabricar peças com propriedades e formas idênticas e, por isso, é adequado para produzir componentes em grande volume

Propriedades do material preservadas: A usinagem CNC preserva as propriedades do PEEK após a usinagem. O PEEK oferece resistência química, elevada resistência mecânica e estabilidade térmica, e as peças usinadas mantêm todas estas propriedades após passarem pelo processo.

Processamento rápido: A usinagem CNC oferece prototipagem rápida e prazos de entrega curtos em comparação com outros processos. Da mesma forma, os componentes em PEEK também podem ser fabricados rapidamente através de usinagem CNC, o que é muito importante para projetos em que prevalecem restrições de tempo.

Flexibilidade no ferramental: As máquinas CNC são fáceis de reprogramar e de adaptar a diferentes especificações de peças e designs. Esta flexibilidade oferecida pela usinagem CNC de PEEK permite responder ao fabrico de pequenos lotes, utilizando novas ferramentas para novas séries de produção.

Processamento diversificado: Os componentes em PEEK com geometrias e formas complexas e que incluem designs intricados podem ser facilmente fabricados através do processo de usinagem CNC. É um processo versátil que responde a aplicações especializadas.

Aplicações da usinagem CNC de PEEK

A usinagem de PEEK é compatível com diversas aplicações, algumas das quais se apresentam abaixo:

Petróleo e gás

No setor do petróleo e gás prevalecem condições severas, como produtos químicos agressivos e temperaturas elevadas, onde outros materiais podem falhar. Já os componentes usinados em PEEK funcionam muito bem devido às suas propriedades de resistência química e também por suportarem o calor. As válvulas em PEEK são utilizadas na indústria do petróleo e gás pela sua durabilidade excecional.

Aeroespacial

As aeronaves requerem componentes capazes de suportar condições extremas e que sejam também leves. O PEEK é utilizado no fabrico de isolamento de aeronaves e de bainhas de cabos. A estrutura leve dos componentes usinados em PEEK proporciona eficiência de combustível e, sendo resistente ao calor, oferece durabilidade.

Médica

Na indústria médica, o PEEK é sobretudo utilizado em ortopedia, pois desempenha um papel na criação de implantes espinhais para tratar problemas de discos degenerativos. Os discos danificados são substituídos por caixas em PEEK e, devido à sua biocompatibilidade, ajuda a prevenir reações adversas e oferece também flexibilidade e suporte.

Automóvel

A indústria automóvel necessita sempre de materiais que ajudem a reduzir o peso do veículo e a melhorar a eficiência de combustível. Componentes em PEEK como anéis de vedação, anilhas de encosto e engrenagens são leves, resistentes ao desgaste e oferecem também baixo atrito, sendo adequados para a pressão e o esforço a que um automóvel pode estar sujeito.

Dicas para a usinagem CNC de PEEK

Para obter componentes em PEEK o mais funcionais e de elevado desempenho, apresentam-se abaixo algumas dicas importantes de usinagem CNC de PEEK que pode seguir:

1. O recozimento do PEEK ajuda a reduzir a probabilidade de deformação das hastes de PEEK quando sujeitas a tensões durante a usinagem.
2. A utilização de ferramentas de corte de carboneto de silício ajuda a cortar o PEEK de forma muito refinada; no entanto, se o PEEK contiver fibra de carbono e for necessária uma tolerância apertada, devem ser utilizadas ferramentas de diamante.
3. O PEEK tem de ser arrefecido durante o processo de usinagem para que qualquer quebra possa ser evitada. O PEEK não tem capacidade de dissipar calor por si próprio e, por isso, requer um líquido refrigerante.
4. O PEEK tem baixo alongamento em comparação com os outros tipos de plásticos, pelo que se deve evitar a perfuração de furos profundos.

Conclusão

O PEEK é um plástico muito utilizado em diversas aplicações, e compreender os seus tipos, vantagens e dicas essenciais para a usinagem pode ajudar no fabrico e na escolha de componentes em PEEK.

Como já percorreu o guia acima, certamente aprendeu muitos aspetos importantes sobre o PEEK e, se desejar componentes em PEEK personalizados, pode contactar a DEK. Concebemos e fabricamos componentes em PEEK personalizados, flexíveis, robustos e acessíveis para os seus projetos.

Perguntas frequentes

O PEEK é fácil de usinar?

A usinagem do PEEK não é muito fácil, porque a peça tem de ser preparada antes da usinagem para se obter alguma facilidade.

Porque é que o plástico PEEK é tão caro?

O plástico PEEK é caro devido ao seu processo de fabrico complexo e às suas propriedades, como resistência química, resistência mecânica e estabilidade térmica.