Обработка PEEK: марки, инструмент и советы по проектированию

PEEK расшифровывается как полиэфирэфиркетон — это термопласт, широко применяемый в различных областях электротехнической и медицинской промышленности. PEEK обладает превосходными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Если вы хотите узнать больше об обработке PEEK на станках с ЧПУ, это руководство будет вам полезно, поэтому давайте разберёмся.

Что такое PEEK (полиэфирэфиркетон)?

Полиэфирэфиркетон — это термопласт, который также называют PEEK. Это инженерный пластик с полукристаллической структурой, обеспечивающий высокие эксплуатационные характеристики во множестве применений. Он обладает превосходными свойствами, такими как износостойкость, химическая стойкость, стойкость к истиранию и водостойкость, а также безупречными механическими свойствами.

Пластики PEEK также сохраняют свои свойства при воздействии высоких температур. Они имеют высокую температуру плавления и легко выдерживают воздействие пара и горячей воды. Пластик PEEK выпускается в виде стержней, подходящих для обработки на станках с ЧПУ, в гранулированной форме и в виде филамента.

Типы пластикового материала PEEK

Существуют различные типы пластиков PEEK, и каждый тип обладает уникальными свойствами и пригодностью для определённых применений. Некоторые из этих типов пластика PEEK перечислены ниже:

PEEK 1000

PEEK 1000 изготавливается из 100% чистого PEEK-полимера и подходит для применений, требующих высокой ударной вязкости, например для тяжёлых условий эксплуатации. Этот тип PEEK весьма эффективен для процесса стерилизации благодаря способности выдерживать высокое давление и температуру различных методов стерилизации.

PEEK 1000 также соответствует требованиям FDA США и ЕС и используется в пищевой промышленности и здравоохранении.

PEEK HPV

PEEK HPV содержит добавки углеродного волокна, графита и PTFE, что делает его пластиком подшипникового класса. Он обладает высокой износостойкостью и низким трением. Этот тип PEEK также обеспечивает высокое пиковое давление и подходит для применений с фрикционным интерфейсом.

PEEK CA30

PEEK CA30 содержит 30% углеродного волокна и обеспечивает хорошую механическую прочность, стойкость к ползучести и упругость. Он также обладает высокой теплопроводностью и обеспечивает быстрый отвод тепла от поверхности подшипника. Применяется в аэрокосмической, автомобильной, нефтегазовой отраслях благодаря высокой термостойкости и ударной вязкости в сочетании с низким трением.

PEEK GF30

PEEK GF30 содержит 30% стекловолокна, обеспечивает стойкость к ползучести и жёсткость в сочетании с улучшенной размерной стабильностью, что делает его пригодным для конструкционных деталей. Он выдерживает нагрузки при воздействии высоких температур. Также используется в качестве скользящих деталей.

Свойства PEEK

Обработку PEEK выбирают для различных применений благодаря его превосходным свойствам, некоторые из которых перечислены ниже:

Высокая стойкость

PEEK — это высокостойкий материал, он устойчив к агрессивным химическим веществам. Материал PEEK обладает такой же стойкостью, как никелевая сталь. Он сохраняет свою структуру даже при высоких температурах в присутствии неагрессивных химических веществ и растворяется только в концентрированной серной кислоте.

Он также демонстрирует образцовые характеристики на высоких частотах и при высоких температурах. Он имеет стабильную структуру и сохраняет свою стабильность даже при работе под воздействием высокой дозы ионизирующего излучения. PEEK обладает высокой температурой плавления и долговечностью, что гарантирует отсутствие деформации даже при воздействии высоких температур.

Высокая технологичность

PEEK обладает высокой технологичностью, особенно при обработке на станках с ЧПУ. Он имеет превосходную обрабатываемость и может быть легко обработан различными методами. Помимо обработки на станках с ЧПУ, PEEK можно перерабатывать методами формования из расплава, литья под давлением и экструзионного формования. Он известен своими самозатухающими свойствами при горении и выделяет ничтожное количество газа и дыма.

Безупречные механические свойства

PEEK обладает высокой термостойкостью, благодаря чему сохраняет свои размеры при воздействии высоких температур. Он также отличается превосходной стойкостью к ползучести, что позволяет ему выдерживать давление в процессе обработки. Кроме того, он обладает высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, что делает его пригодным для разнообразных промышленных применений.

Низкая степень водопоглощения

Материал PEEK сохраняет свою структуру даже при контакте с влажными средами. Он устойчив к гидролизу и поэтому подходит для эксплуатации во влажных условиях. Он также отлично работает при воздействии экстремального ионизирующего и гамма-излучения.

Преимущества обработки PEEK на станках с ЧПУ

Обработка PEEK на станках с ЧПУ даёт множество преимуществ, и благодаря им этот процесс считается подходящим для изготовления индивидуальных деталей из PEEK. Некоторые из этих преимуществ приведены ниже:

Высокая точность и прецизионность: Процесс обработки PEEK на станках с ЧПУ обеспечивает высокую точность и прецизионность, что очень важно для изготовления компонентов со сложной геометрией, требующих жёстких допусков. Такие точные детали необходимы в медицинской, электронной и аэрокосмической отраслях.

Превосходная финишная обработка поверхности: Фрезерование PEEK с ЧПУ обеспечивает превосходную поверхность, что помогает снизить потребность в дополнительной финишной обработке поверхности, и благодаря этому качество компонентов значительно повышается.

Повторяемость и стабильность: Обработка на станках с ЧПУ — это процесс, подходящий для изготовления стабильных компонентов партиями один за другим. Он помогает производить детали с идентичными свойствами и формой, поэтому подходит для выпуска компонентов в больших объёмах

Сохранение свойств материала: Обработка на станках с ЧПУ сохраняет свойства PEEK после механообработки. PEEK обладает химической стойкостью, высокой прочностью и термостабильностью, и обработанные детали сохраняют все эти свойства после прохождения процесса.

Быстрая обработка: Обработка на станках с ЧПУ обеспечивает быстрое прототипирование и короткие сроки выполнения по сравнению с другими процессами. Аналогично, компоненты из PEEK также можно быстро изготавливать с помощью обработки на станках с ЧПУ, что очень важно для проектов с жёсткими сроками.

Гибкость в оснастке: Станки с ЧПУ легко перепрограммировать и адаптировать под различные спецификации деталей и конструкций. Такая гибкость обработки PEEK на станках с ЧПУ позволяет обслуживать мелкосерийное производство, используя новые инструменты для новых производственных циклов.

Разнообразие обработки: Компоненты из PEEK со сложной геометрией и формой, включающие замысловатые конструкции, можно легко изготовить с помощью процесса обработки на станках с ЧПУ. Это универсальный процесс, подходящий для специализированных применений.

Применение обработки PEEK на станках с ЧПУ

Механообработка PEEK совместима с различными применениями, некоторые из которых приведены ниже:

Нефтегазовая отрасль

В нефтегазовом секторе преобладают жёсткие условия, такие как агрессивные химические вещества и высокие температуры, где другие материалы могут выходить из строя. А обработанные компоненты из PEEK отлично работают благодаря своим химически стойким свойствам, а также способны выдерживать нагрев. Клапаны из PEEK используются в нефтегазовой отрасли благодаря их исключительной долговечности.

Аэрокосмическая отрасль

Самолётам требуются компоненты, способные выдерживать экстремальные условия и при этом быть лёгкими. PEEK используется для изготовления изоляции самолётов и кабельных оболочек. Лёгкая конструкция обработанных компонентов из PEEK обеспечивает топливную эффективность, а благодаря термостойкости — долговечность.

Медицина

В медицинской отрасли PEEK в основном используется в ортопедии, поскольку играет роль в создании спинальных имплантатов для решения проблем с дегенерацией межпозвоночных дисков. Повреждённые диски заменяются кейджами из PEEK, и благодаря своей биосовместимости материал помогает предотвращать нежелательные реакции, а также обеспечивает гибкость и поддержку.

Автомобильная отрасль

Автомобильной промышленности всегда требуются материалы, помогающие снизить вес автомобиля и повысить топливную эффективность. Компоненты из PEEK, такие как уплотнительные кольца, упорные шайбы и шестерни, лёгкие, износостойкие и обеспечивают низкое трение, что делает их пригодными для давления и нагрузок, которые может испытывать автомобиль.

Советы по обработке PEEK на станках с ЧПУ

Чтобы получить максимально функциональные и высокоэффективные компоненты из PEEK, можно воспользоваться некоторыми важными советами по обработке PEEK на станках с ЧПУ, приведёнными ниже:

1. Отжиг PEEK снижает вероятность деформации стержней из PEEK при воздействии напряжений во время механообработки.
2. Использование режущих инструментов из карбида кремния позволяет обрабатывать PEEK с высокой точностью, однако если PEEK содержит углеродное волокно и требуется жёсткий допуск, необходимо применять алмазные инструменты.
3. PEEK необходимо охлаждать в процессе механообработки, чтобы предотвратить поломки. PEEK не способен самостоятельно рассеивать тепло, поэтому требуется жидкий хладагент.
4. PEEK имеет низкое удлинение по сравнению с другими видами пластиков, поэтому следует избегать глубокого сверления.

Заключение

PEEK — очень распространённый пластик в самых разных применениях, и понимание его типов, преимуществ и ключевых рекомендаций по механообработке может помочь при производстве и выборе компонентов из PEEK.

Поскольку вы уже ознакомились с приведённым выше руководством, вы наверняка узнали много важных аспектов о PEEK, и если вы хотите получить компоненты из PEEK по индивидуальному заказу, вы можете связаться с DEK. Мы проектируем и производим гибкие, надёжные и доступные компоненты из PEEK по индивидуальному заказу для ваших проектов.

Часто задаваемые вопросы

Легко ли обрабатывать PEEK?

Механообработка PEEK не очень проста, поскольку для облегчения процесса деталь необходимо подготовить перед обработкой.

Почему пластик PEEK так дорог?

Пластик PEEK дорог из-за сложного процесса производства и таких свойств, как химическая стойкость, механическая прочность и термостабильность.