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Come lavorare PEEK Plastica Velocità, mangimi, utensili e controllo della tolleranza
| Parametro | Valore |
| Punto di fusione | 343 °C (649 °F) |
| Temperatura di transizione vetrosa | 143 °C (289 °F) |
| Temperatura di servizio continua | 250 °C (482 °F) |
| Resistenza alla trazione (non riempita) | 100 MPa |
| Coefficiente di E×pansione termica | 455 ppm/K (sotto Tg) |
| Conducibilità Termica | 0,25 W/m·K |
| Attrezzatura consigliata | Carburo non rivestito/PCD |
| Tolleranza ottenibile | ±0,05 mm (±0,002 pollici) |
Peek è uno dei materiali termoplastici ingegneristici più lavorabili e PEEK è il più difficile da lavorare correttamente Questa panoramica affronta la lavorazione meccanica dal punto di vista del materiale e include informazioni sulla scelta di un utensile da taglio attraverso il passaggio di finitura, con tabelle dei parametri, programma di ricottura e linee guida sulla tolleranza selezionate da riviste di ricerca, schede tecniche dei produttori di resina ed e×pertise in officina Se stai lavorando materiale in asta non riempito o pezzo grezzo riempito di vetro, ciò che segue ti aiuterà a prevenire parti distorte, superfici fuse e tolleranze soffiate.

Il polietere etere chetone (PEEK), è una fusione termoplastica semi cristallina a 330-340 oC con una cristallinità di 20-48%, il livello di cristallinità essendo influenzato dalle condizioni di lavorazione e se lo stock era stato ricotto in seguito alla fabbricazione Questo polimero fa parte della famiglia di polimeri del poliarileterchetone (PAEK) Commercializzato da Victrex nei primi anni '80 PEEK è un termoplastico nero forte che mostra proprietà meccaniche ad alte prestazioni di resistenza chimica eccezionale a temperature elevate e biocompatibilità.
Ciò lo rende un candidato diretto per la sostituzione dei metalli negli usi aerospaziali, medici e di petrolio e gas, compresi i componenti dello stampo a iniezione dove la stabilità alle alte temperature è essenziale.
I numeri mostrano perché i macchinisti hanno difficoltà con il PEEK. La sua temperatura di fusione è di 343 C (649 F) e la sua temperatura di transizione vetrosa è di 143 C (289 F). IL Scheda tecnica Victrex PEEK 450G ha molte altre informazioni utili, ma le più importanti per il macchinista sono probabilmente le proprietà termiche.
La sua conduttività termica è 0,25 W/mK. Ora confrontalo con l'alluminio a 205 W/mK. Conduce anche circa 20 th. Quindi il calore creato nella zona di taglio non può dissipare il calore attraverso il pezzo come avviene nei metalli.
Resta fermo, proprio dove non lo vuoi: sul tuo utensile da taglio.
Il PEEK produrrà trucioli continui e segmentati anziché i trucioli segmentati che ottieni dai metalli o persino dall'acetale. Quelle stringhe possono avvolgere gli utensili, saldare nuovamente la superficie del pezzo e rovinare la finitura superficiale se non tagliata via. E poiché il PEEK è elastico alle temperature di taglio, ritornerà a molla dopo che l'utensile ha superato la corda misurata, quindi il diametro misurato o il foro possono essere diversi da quelli programmati.
Il Istituti Nazionali di Sanità (PMC7796128) segnala che la lavorabilità PEEK può variare ampiamente a seconda del contenuto del riempitivo e dei parametri di taglio Vale la pena conoscere questo know-how sui materiali se si intende farlo Produzione di macchine CNC PEEK.
Punto di asporto: rispetto ad altre plastiche utilizzate nella lavorazione, PEEK ha un valore piuttosto basso di conduttività termica 0,25 W/mK. Ciò potrebbe causare la mancata fuoriuscita di calore all'interfaccia di taglio, inoltre il ritorno elastico del tratto alternativo altera la geometria del componente finito Entrambi questi fenomeni richiedono che le risposte di risposta dell'utensile, dei parametri e del processo vengano alterate.

Tutti i gradi PEEK in particolare il tipo di riempitivo e il caricamento della macchina % influiscono in modo diverso sulla durata dell'utensile, sulla finitura superficiale raggiunta e sulle finestre dei parametri L'utilizzo di parametri errati per un grado riempito è una causa abituale di guasti precoci dell'utensile e scarti.
| Grado | Riempitivo | Resistenza alla trazione | Temp. servizio massimo | Usura degli utensili Impatto | Applicazioni Tipiche |
|---|---|---|---|---|---|
| Non riempito / Naturale | Nessuno | 100 MPa | 250°C | Basale (1×) | Guarnizioni, cuscinetti, isolanti |
| GF30 (fibra di vetro 30%) | Fibra di vetro | ~160 MPa | 250°C | 2003×usura più veloce | Staffe strutturali, componenti della pompa |
| CF30 (fibra di carbonio 30%) | Fibra di carbonio | ~210 MPa | 250°C | 35×usura più veloce | Raccordi aerospaziali, boccole ad alto carico |
| Grado medico (per ASTM F2026) | Nessuno (ultra-puro) | 100 MPa | 250°C | Basale (1×) | Gabbie spinali, impianti dentali |
Le pratiche del settore sembrano indicare che gli utensili da taglio in carburo PEEK riempiti di vetro indossano utensili da taglio in carburo 2-3 volte più velocemente dei gradi non riempiti Nulla viene detto sul PEEK riempito di carbonio è ancora molto peggio, questo materiale si comporta come micro-abrasivi, macinando il tagliente ad ogni ciclo La lavorazione di tipo riempito richiede utensili diamantati PCD o inserti rivestiti di diamante per qualsiasi cosa tranne ‘lanciatore’/breve ciclo di produzione.
La finitura superficiale è un'altra variazione di grado. come documentato in PMC7796128 Rugosità superficiale ottenibile di 0,6-3,0 m Ra su PEEK non riempito con condizioni di lavorazione: tornitura Le qualità non riempite finiscono leggermente più lisce con parametri di tornitura coerenti, probabilmente perché le fibre si separano più nettamente dalla superficie rispetto a essere estratte.
Nota ingegneristica
Il PEEK di livello medico richiedeva la conformità ASTM F2026 e le operazioni all'interno di un ambiente controllato sigillato (attrezzature dedicate, separazione del sistema di raffreddamento, gestione delle particelle), requisiti di struttura per l'impianto finale.
Le-creator materiale PEEK di lavorazione il servizio fornisce stock non riempiti, GF e CF con controlli di processo specifici per grado.
Punto principale: il tipo di riempitivo è ciò che influenza i parametri di lavorazione e di processo Il PEEK verde non riempito è il più morbido, rinforzato con minerali è il più difficile Scegli l'attrezzatura giusta per il grado, quindi determina le impostazioni ottimali.

La selezione degli utensili per PEEK si basa sul grado da lavorare, sulla geometria delle caratteristiche, sui requisiti di finitura superficiale La mancata scelta dell'attrezzatura corretta causa più scarti sui lavori PEEK rispetto a velocità/avanzamenti errati perché la selezione dell'utensile migliore definisce interamente il livello di calore e il flusso del chip.
Il carburo (carburo non rivestito a grana fine fuori scaffale) è efficace nella lavorazione del PEEK non riempito. Gli utensili in carburo di silicio (SiC) sono ideali per i gradi naturali, resistendo alla natura abrasiva moderata dei polimeri. Per i gradi GF30 e CF30, uno strumento PCD (diamante policristallino) in carburo con un rivestimento diamantato offre la migliore durata di usura sotto 10 parti e HSS viene rapidamente attenuato, secondo un commentatore del settore che ha fornito un'immagine terrificante di un trapano appena affilato opaco all'interno di una piccola manciata di fori.
Il raggio del bordo dovrebbe essere 0,01-0,02 per i risultati più efficaci con la formazione minima di bava Il PEEK si deforma anziché tranciare con uno strumento smussato Un angolo di spoglia di 0-6 positivo fornisce buone prestazioni di tornitura Nella fresatura, un angolo di spoglia positivo di 10-15 aiuta a prevenire la pressione contro la taglierina e incoraggia il flusso di trucioli attraverso il taglio.
I mulini a singola scanalatura sono consigliati per caratteristiche che richiedono una parete molto sottile (meno di 1,5 mm), poiché riducono le pressioni sull'utensile durante ogni giro.
L'attrezzatura PEEK di rivestimento con carburo ha causato striscio di materiale poiché il rivestimento creava attrito e calore a contatto con il polimero e, se bloccato, una superficie smaltata striata su PEEK non riempito. Se l'argento striscia sulla superficie, il problema è il rivestimento.
Le-creator Servizio di lavorazione CNC esegue utensili carburati e PCD per lavori PEEK.
Okeyou: abbina il carburo non rivestito al PEEK non riempito, assicurati che il raggio del bordo sia inferiore a 0,02 mm e utilizza angoli di spoglia positivi Utilizza mulini a estremità a scanalatura singola su pareti più sottili di 1,5 mm.
Velocità e velocità di avanzamento per la lavorazione PEEK sono molto diverse dalle tipiche materie plastiche di base come nylon o acetale Non solo le finestre dei parametri per le gamme massima e minima più strette, le conseguenze del funzionamento al di fuori di tali finestre sono molto più elevate e anche i gradi riempiti richiedono valori ancora più bassi Le 3 tabelle seguenti coprono le 3 operazioni PEEK CNC più comuni di tornitura, fresatura e foratura.
| Parametro | Sbirciatina INSODDISFATTA | Riempito di vetro (GF30) | Riempito di carbonio (CF30) |
|---|---|---|---|
| Velocità di taglio | 500 m/min | 350 m/min | 30 m/min |
| Alimentazione Tasso | 0,0,5 mm/rev | 0,0,5 mm/rev | 0,0,5 mm/rev |
| Profondità di taglio (ruvido) | 1.0.0.3.0 mm | 0.5.2.0 mm | 0.5.5.5 mm |
| Profondità di taglio (finitura) | 0.1,5 mm | 0.10,3 mm | 0.10,3 mm |
| Parametro | Sbirciatina INSODDISFATTA | Riempito di vetro (GF30) | Riempito di carbonio (CF30) |
|---|---|---|---|
| Velocità di taglio | 500 m/min | 350 m/min | 30 m/min |
| Feed per Tooth | 0,0,5 mm.15 mm | 0,0,30,10 mm | 0,0,30,10 mm |
| Profondità di taglio | 0.5.2.0 mm | 0.3.0 mm | 0.3.0 mm |
| Parametro | Sbirciatina INSODDISFATTA | Riempito di vetro (GF30) | Riempito di carbonio (CF30) |
|---|---|---|---|
| Velocità di taglio | 30 m/min | 20 m/min | 20 m/min |
| Alimentazione Tasso | 0,0,5 mm/rev | 0,0,08 mm/rev | 0,0,08 mm/rev |
| Peck Profondità | 1× diametro del trapano | 0,5× diametro del trapano | 0,5× diametro del trapano |
Conclusione più importante del Studio PMC7796128: velocità di taglio spiegata 61.3% di variazione della forza di lavorazione osservata in PEEK non riempito, e un ancora più alto 83.6% per GF30! velocità del mandrino domina altri parametri di gran lunga Piccoli cambiamenti di parametro portano a grandi differenze nella forza di lavorazione, temperatura, e caratteristiche della superficie.
Fatto controintuitivo ma ben documentato: per PEEK, aumentare la velocità di alimentazione può ridurre l'accumulo di temperatura Con un'alimentazione più elevata, più materiale passa l'utensile da taglio ad ogni giro in modo che trasporti più energia termica nei trucioli lontano dalla taglierina. Correndo troppo delicatamente e così leggermente che i trucioli non siano completamente formati crea una superficie di lavoro di calore di attrito in eccesso senza una copiosa rimozione dell'energia che lo produce.
Sii prudente per iniziare Aumenta gradualmente la velocità di avanzamento del PEEK ai parametri di lavorazione ti sorprenderà Il giallo o la spalmatura sulla superficie del pezzo sono manifestazioni di calore in eccesso Abbassarlo immediatamente! Abbassano la velocità del mandrino o aumentano la velocità di avanzamento se necessario, ma non fare entrambe le cose contemporaneamente.
Nota ingegneristica
I valori iniziali sono stati compilati da Drake Plastics, Ensinger e altre fonti pubblicate La forza, la temperatura, la forma del chip e la superficie varieranno in base alle differenze di macchina e materiale Effettuare tagli di prova prima di iniziare la produzione, in particolare quando si passa da un riempimento non riempito all'altro.
I negozi senza il set di utensili da taglio PEEK dedicato possono ridurre sostanzialmente i tempi di prova e di errore lavorando con le corse degli esperti e dei creatori lavorazione CNC di precisione su PEEK ogni giorno e ha convalidato i parametri per ogni grado.
Prime takeaway: la velocità di taglio governa 61-84% di variazione di forza durante la lavorazione del PEEK. mantenerlo basso, aumentare la velocità di avanzamento prima della velocità del mandrino e l'ingiallimento è l'indicatore principale della resistenza alla temperatura.

Quando si lavora PEEK tenere a mente: le vostre esigenze di refrigerante saranno contrarie all'intuizione di lavorazione del metallo, come la maggior parte dei macchinisti raggiungere per il refrigerante di inondazione Questo infatti non è consigliato, come liquido sotto stress differenziale di temperatura tenderà a causare formazione di micro-fessurazioni in superficie, forse impercettibile per l'occhio al momento della formazione ma incline a cedere durante il carico o condizioni di cicli di fatica.
Il metodo migliore per evitare lo shock termico è l'aria compressa diretta alle opere Non cambia la temperatura così rapidamente come i refrigeranti a base di acqua o nebbia, mentre rimuove i trucioli Quando si desidera un raffreddamento aggiuntivo per lavori verticali a tasche profonde, sono appropriate piccole nebbie di refrigerante controllate dall'umidità naturale senza olio per penetrare nella superficie PEEK.
Il coefficiente di dilatazione termica (CTE) di PEEK aggiunge un altro strato. 45-55 ppm/K al di sotto della temperatura di transizione vetrosa, PEEK si espande circa il doppio dell'alluminio (23 ppm/K). Stai osservando 0,011-0,014 mm di crescita per ogni aumento di 10 C durante la lavorazione solo su una parte di diametro di 25 mm. qualcosa da considerare quando il budget di tolleranza è 0,05 mm. Ricorda: la stabilità della temperatura è un requisito di dimensionamento, non solo una finitura superficiale.
Il raffreddante per inondazioni su PEEK provoca shock termico e può favorire microfessurazioni Utilizzare aria compressa per lo sminamento e il calore Utilizzare il refrigerante per nebbie solo quando necessario e solo con soluzioni a base acqua.
Il controllo del truciolo è molto più importante del raffreddamento nelle operazioni di taglio PEEK I trucioli PEEK stringenti tendono ad avvolgere gli strumenti di taglio e saldare al pezzo se non vengono eliminati continuamente Posizionare il getto d'aria ad alta pressione per soffiare via i trucioli dal taglio, non più lontano in esso.
La conclusione: evitare il liquido di raffreddamento di inondazione su PEEK Utilizzare aria compressa esclusivamente per la rimozione di trucioli e la rimozione del calore Utilizzare il liquido di raffreddamento della nebbia, ma solo se l'aria non fa il lavoro da sola.

Ricottura: Passo comune e critico spesso trascurato Niente disallinea le parti finite PEEK e le fa uscire dalla tolleranza più velocemente che saltare la ricottura Le barre e le piastre estruse hanno tensioni residue dal processo di estrusione Quando si tagliano quelle sollecitazioni in modo non uniforme, si allentano con il becco e causano la deformazione della parte La ricottura allevia quelle sollecitazioni di deformazione prima che distorcano in modo misurabile la parte.
Ci sono tre situazioni in cui è richiesta la ricottura:
Boedeker Plastics ha stabilito un ciclo di ricottura per PEEK:
Nota tecnica Programma di ricottura PEEK
Fase 1: forno a rampa a 300 F (149 C) in 2 ore. Mantenere a 300 F per 60 minuti per ogni spessore di 6,4 mm (0,25 pollici).
Fase 2: forno a rampa a 375 F (191 C) in 2 ore. Mantenere a 375 F per lo stesso tempo determinato nella fase 1.
Raffreddamento: diminuire la temperatura a 50 F (28 C) all'ora fino al raggiungimento della temperatura ambiente Non aprire la porta del forno durante il raffreddamento, poiché il flusso d'aria sbilanciato provoca la stratificazione.
Esempio 2 "spessore della parete con 1" (5,4 mm) ha un tempo di attesa di (4 ore). Una parte con spessore della parete di 0,020 "(0,5 mm) necessita di 0,5 ore in ciascuna fase.
L'intero ciclo di una parte spessa 1 pollice richiede circa 18-20 ore, inclusa la rampa verso l'alto e la rampa verso il basso. Che è un lungo tempo di consegna per una parte finita ma dovresti lavorare la parte finita, osservare la deformazione durante la notte, quindi rottamare la parte e affrontare la perdita di tempo associata della macchina, in attesa che venga nuovamente lavorato un prefabbricato ricotto. Il ciclo chiuso del Le-creatore lavorazione plastica cycle consente di risparmiare tempo di consegna grazie alla ricottura predefinita per tutti i lavori PEEK a tolleranza stretta.
Importante asporto: ricotturare sempre il materiale in PEEK estruso prima della lavorazione Per parti a tolleranza stretta, ricottura dopo sgrossatura-ricottura di nuovo dopo la finitura Seguire il ciclo a rampa a 2 stadi Boedeker e raffreddare a non più di 50 F/ora.

Uso di PEEK estrusione stock-sempre ricottura Per le parti di tolleranza stretta-ricottura dopo sgrossatura e dopo la finitura Utilizzare Boedeker programma di rampa a due stadi; raffreddare a non più di 50 F/ora.
| Livello di tolleranza | Intervallo di tolleranza | Requisiti |
|---|---|---|
| Standard | ±0,10 mm (±0,004 pollici) | Strumenti taglienti, velocità e feed adeguati |
| Precisione | ±0,05 mm (±0,002 pollici) | + Ricottura + ambiente a temperatura controllata |
| Alta Precisione | ±0,025 mm (±0,001 pollici) | + Post-ricottura, tempo di stabilizzazione, ispezione a 20 °C |
Tre livelli di controllo della tolleranza sono pratici per la lavorazione PEEK Una volta compreso il livello di tolleranza richiesto dal lavoro, è possibile specificare i controlli giusti ed evitare soluzioni poco o troppo ingegnerizzate.
Metodologia di produzione per componenti PEEK di precisione: Materia prima ricotta Macchina ruvida Rievocatrice Macchina di finitura Attendere 2-4 ore a temperatura ambiente Ispezionare a 20 C. La misurazione desktop delle parti PEEK direttamente dopo la lavorazione produce misurazioni inaffidabili: il PEEK deve essere consentito 2-4 ore per equilibrarsi termicamente prima della misurazione.
ages Vantaggi della lavorazione PEEK
Limitazioni della lavorazione PEEK
Per le parti di produzione a tolleranza stretta, Le-creator prescrive l'ispezione a 20 °C ±1 °C e la ricottura per tutti Lavorazione PEEK lavori per impostazione predefinita Per il lavoro più preciso, il protocollo ricottura-ruvido-ricottura-finitura è normale.
Prelievo chiave: PEEK ricotto per controllare le dimensioni Raffreddare lentamente, verificare a temperatura controllata Consentire 2-4 ore per la stabilizzazione termica prima dell'ispezione.

La maggior parte delle iterazioni della macchina CNC Le-creator PEEK-nessun riempitivo, riempimento in vetro o riempimento in carbonio-a 0,025 mm con oltre 17 anni di esperienza interna di precisione Inviaci il tuo disegno e accoglieremo la maggior parte delle parti PEEK tramite preventivo entro un giorno o due.
I parametri e i riferimenti tecnici utilizzati in questa guida alla lavorazione PEEK sono derivati dalle schede tecniche Victrex PEEK 450G, dalle linee guida per la lavorazione di Drake Plastics, da uno studio di confronto della lavorabilità sottoposto a revisione paritaria e, più recentemente, da un protocollo di ricottura Boedeker Le-creator ha esperienza nella produzione di PEEK di qualità produttiva secondo specifiche e tolleranze: le nostre raccomandazioni si basano sulla chimica del PEEK in tre diverse forme: non riempito, GF30 e CF30. sono inclusi collegamenti ipertestuali alle fonti di dati.