Tipos de notas PEEK para diferentes aplicações [Guia]

Tipos de notas PEEK: Propriedades, inscrições e guia de seleção

Selecionar os graus apropriados de peek para aplicações específicas está entre as escolhas de materiais mais importantes que um engenheiro fará. peek (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) para aplicações específicas está entre as escolhas de materiais mais importantes que um engenheiro fará. peek (Pesquisar) (Pesquisar) (Pesquisar) poliéter éter cetona 0 termoplástico é um termoplástico semicristalino utilizado na aplicação aeroespacial, médica, de semicondutores, e de Petróleo & Gás No entanto, o ‘PEEK’ não é um único material.

Ele está disponível em quatro famílias de grau principal, cada uma com seu próprio conjunto de propriedades, características térmicas e tendências de usinabilidade Este artigo descreve as famílias de grau não preenchido, cheio de vidro, cheio de carbono e rolamento de graus de espiada com dados de propriedade relevantes, conselhos de aplicação e dicas de usinagem com base na experiência de fabricação.

O que é PEEK e por que a seleção de notas é importante?

PEEK é um termoplástico semicristalino pertencente à família das poliariletercetonas (PAEK).Ele mantém temperaturas de serviço contínuas de até 250 °C (482° F), com uma temperatura de transição vítrea (Tg) de 143 °C (289° F) e um ponto de fusão (Tm) de 343 °C (649° F).Como um termoplástico à base de resina, o PEEK oferece resistência mecânica que rivaliza com alguns metais, mantendo as vantagens de processabilidade de um polímero Essas propriedades térmicas colocam o PEEK bem acima dos plásticos de engenharia padrão, como o nylon (PA66, contínuo 80-120 ° C) e até acima do PPS (200 ° C contínuo).

PEEK (petróleo) escrito como poliéter, atende aplicações exigentes na indústria aeroespacial, dispositivos, fabricação de semicondutores e gás, onde poucos outros plásticos sobrevivem.

Outra caracterização do PEEK é que a resistência química PEEK resiste à maioria dos solventes orgânicos, ácidos e bases No entanto, o ácido sulfúrico concentrado atacará a cadeia polimérica.

Esta resistência torna o PEEK comumente usado em processamento químico, aplicações de fundo de poço de petróleo e gás e equipamentos semicondutores de bancada úmida.

ASTM D8033-22 classifica a literatura por especificação de propriedade de peek e extrusão graus ASTM D62623, por outro lado, é para as formas de estoque PAEK & mastro, placa e tubo precursores que a máquina CNC para peças acabadas.

Nossos maquinistas usinarão todos os quatro tipos de famílias de grau de espiada (não preenchidas, cheias de vidro, cheias de carbono e grau de rolamento) que todos têm diferentes dados de ferramentas e corte A seguir estão as propriedades, aplicações de melhor ajuste e características de usinagem de cada um desses graus, conforme arquivado a partir dos dados publicados e dados de tentativa e erro do piso de produção.

PEEK não preenchido Desempenho puro para aplicações médicas e de contato com alimentos

a espiada não preenchida, usando Victrex 450 G como grau de referência, fornece rendimento de tração de 100 MPa, no alongamento de ruptura de 501TP3 T, e módulo de flexão de 4,1 GPa. A temperatura de deflexão térmica (HDT), ou seja, a temperatura onde o material se deforma a 264 psi (1,8 MPa) de pressão, é de 160 C. Todos os graus compartilham uma temperatura de serviço contínua de 250 °C 1 constante em toda a família PEEK.

O PEEK não preenchido encontra seu uso de maior valor no setor médico Biocompatível de acordo com a ASTM F2026-17, ele entra em gaiolas de fusão espinhal (espaçadores intervertebrais), pilares dentários e placas de reconstrução craniana Um estudo de 2019 no Jornal de Medicina Clínica (PMC) PEEK confirmado como mecanicamente adequado para bases de próteses, com propriedades de flexão atendendo aos requisitos da ISO 20795-1.

Além de seus graus médicos, peek não preenchido pode ser usado para entregar todas as máquinas em conformidade com a FDA para processamento de alimentos; transportadores de wafer semicondutores (a pureza química é crítica), e acessórios de válvula resistentes a produtos químicos Seu alongamento 501TP3 T é o mais alto de qualquer grau peek, e apresenta excelente tenacidade mecânica e resistência à fadiga (benefícios reais para situações de impacto ou carga de vibração).

Em termos de usinagem, peek não preenchido é o mais fácil de usinar do lote. Outros nos dizem que um maquinista experiente pode lidar com isso em nylon“; as ferramentas de metal duro padrão se estendem bem, o acabamento superficial é previsível e a formação de cavacos é limpa. Para usinar PEEK não preenchido para usinagem CNC PEEK apertada, geralmente atingimos 0,025 mm em dimensões críticas.

Os engenheiros às vezes esquecem as qualidades de fluência da espiada não preenchida acima de 150 C, na presença de cargas sustentadas Nesta faixa superior, geralmente supera a maioria dos plásticos de engenharia neste nível de teste, mas ainda se arrastará sob tensão sustentada muito alta em alta temperatura Para aplicação estática de alta temperatura, os graus cheios de vidro e cheios de carbono proporcionarão maior desempenho de fluência.

PEEK cheio de vidro, rigidez aprimorada e estabilidade dimensional

a espiada cheia de vidro tem um reforço típico de fibra de vidro de 30 wt1TP3 T presente Classes populares como Victrex 450GL30, e Solvay KetaSpire KT-820 GF30 A adição de fibra de vidro aumenta a resistência à tração para 130-140 MPa (acima de 100 MPa não preenchidos), aumenta o módulo de flexão para 6-7 GPa (4,1 GPa para não preenchidos é impressionante), e eleva HDT acima de 315 C a 1,8 MPa.

A ductilidade é o trade-off O alongamento na ruptura cai de 501TP3 T para um mero 2-31TP3 T. As peças de espiada cheias de vidro mal manuseadas não são amigáveis ao impacto, ou as peças montáveis por pressão que exigem alguma flexibilidade no design As peças tornam-se mais rígidas e dimensionalmente estáveis através de ciclos térmicos (um ajuste perfeito para fixação de semicondutores e suportes estruturais aeroespaciais).

As principais aplicações para espreitadelas cheias de vidro incluem componentes de bombas de alta temperatura, sedes de válvulas, vedações mecânicas em equipamentos rotativos e suportes estruturais na indústria aeroespacial.38.

PEEK cheio de carbono, resistência ao desgaste e resistência ao suporte de carga

Espiada cheia de carbono: A fibra de carbono T 30 wt1TP3 T (Victrex 450CA30, Solvay KT-820 CF30) é o grau mais forte dentro da família PEEK A resistência à tração da forma estoque exibe 150-170 MPa, e seu módulo de flexão de 11-12 GPa é quase três vezes o grau não preenchido A especificação de melaço usinado 450CA30 pode atingir 226 MPa, e apto para moldagem por injeção.

a condutividade térmica demonstra um valor cerca de 3,5 superior ao hocifer de peek não preenchido, contribuindo para a capacidade adicional de propagação de calor em cenários dinâmicos e geradores de atrito. O HDT suporta 315°C e o coeficiente de atrito mede 0,16. (contra 0,38 para peek não preenchido), mas não tão baixo como no caso da formulação industrial de grau de rolamento 0,11.

Os engenheiros especificam peças usinadas de fibra de carbono para componentes estruturais aeroespaciais, buchas de alta carga onde a resistência estática é crítica, ferramentas de fundo de poço de petróleo e gás submetidas a condições extremas de HPHT ou componentes de transmissão automotiva onde a redução de massa sobre o alumínio é desejada. Pesquisas publicadas pela PMC/NIH sobre características tribológicas de peek reforçado com fibra de carbono confirmam os benefícios de resistência ao desgaste dos compósitos CF-peek sob uma ampla variedade de condições de contato.

Uma propriedade significativa: a fibra de carbono fornece condutividade para espreitar Isso faz do PEEK cheio de carbono a seleção de fato para semicondutores sensíveis ao ESD, onde a descarga estática deve ser gerenciada PEEK não preenchido e Nulafo Samekol são isolantes elétricos e não podem funcionar nessa função.

Um erro frequente da especificação: escolher carbono-enchido quando rolamento-categoria seria a melhor escolha para o contato deslizante O carbono-enchido é excelente em Vesv estático. e rigidez estrutural, não uma relação deslizante auto-lubrificando Para eixos de gerencio, selos alternativos, ou de outra maneira deslizando as peças, o peek do rolamento-categoria é o material correto Enquanto o CoF de 0,16 pode olhar bom teoricamente, carbono-enchido falta as propriedades auto-lubrificantes de rolamento-formulações.

Rolamento-Grau PEEK (Bearing-Grade PEEK) Auto-Lubrificante de Baixo Desempenho de Fricção

O PEEK de grau de rolamento usa uma formulação tribológica chamada mistura “10-10-10”: fibra de carbono 101TP3 T para reforço estrutural, grafite 101TP3 T para manuseio térmico e lubrificação a seco e ptfe 101TP3 T para redução de atrito Victrex 450FC30 é o exemplo mais frequentemente especificado, com resistência à tração de 131 MPa, módulo de flexão de 8,1 Gpa, coeficiente de atrito de 0,11 e HDT de 277 C.

Uma formulação proporcional é o Ensinger TECApeek PVX, que usa uma proporção alternativa e atinge um CoF de 0,18-0,20, limite PV (pressão-velocidade) de 500.000 psift/min e resistência à tração de 76 MPa. As diferenças de propriedade são ótimas se você comparar as planilhas de dados Victrex e Ensinger, sempre verifique os dados empíricos do fabricante específico em oposição às comparações da suposição 1:1.

Com propriedades tribológicas superiores, o PEEK de grau de rolamento atinge o menor atrito de todos os graus PEEK: 0,11-0,20 dependendo da formulação, em oposição a ~0,38 para não preenchido. Portanto, seu baixo atrito o torna a escolha evidente para arruelas de impulso, buchas de munhão, anéis de pistão de compressor, vedações de eixo rotativo ou anéis de desgaste de bomba. Em nossa loja, o PEEK de grau de rolamento é o grau mais frequentemente especificado para buchas PEEK personalizadas e componentes de desgaste cerca de 40% de todos os pedidos PEEK.

Em graus preenchidos, rolamento-grau oferece melhor usinabilidade PTFE atua como um lubrificante interno durante o corte, reduzindo o atrito entre a ferramenta e peça de trabalho desgaste da ferramenta é maior do que peek não preenchido, mas dramaticamente menos que cheio de vidro ou graus CF.

Comparação de notas PEEK em propriedades mecânicas e térmicas lado a lado

Abaixo estão os dados de propriedade compilados a partir de fichas técnicas da Victrex, especificações Ensinger TECAPEEK PVX e compilações técnicas polifluoroltd Todos os valores são para graus de forma de estoque (haste/placa extrudada), a menos que especificado de outra forma.

Fontes: Fichas técnicas Victrex 450 G / 450GL30 / 450CA30 / 450FC30; Folha de dados Ensinger TECApeek PVX; compilação de grau polifluoroltd.

Ranking Maquinabilidade

A partir de dados de desgaste de ferramentas que registramos em nossa operação de serviço de usinagem CNC peek, validados por dados encontrados em discussões no fórum do setor:

1. Não preenchido, mais fácil) (ferramentas de metal duro padrão, formação de cavacos limpos, maior vida útil da ferramenta
2. Grau de rolamento 0 PT auto-lubrifica durante o corte, desgaste moderado da ferramenta
3. abrasivos cheios de vidro para ferramentas, sugerido pelo PCD, vida útil da ferramenta diminuída 50-70%
4. Carbono-preenchido o mais duro) (abrasivos à ferramenta que PCD exigido, taxa a mais alta do desgaste da ferramenta

Hierarquia de usinabilidade de nossa operação CNC: não preenchido > grau de rolamento > cheio de vidro > cheio de carbono O desgaste da ferramenta aumenta proporcionalmente ao grau de dureza do enchimento, com a fibra de vidro sendo tão abrasiva quanto os metais de fibra de carbono Essa descoberta muitas vezes surpreende os engenheiros que foram levados a acreditar que os materiais mais duros devem ser mais abrasivos para o ferramental.

Como escolher a nota PEEK certa para sua inscrição

Quatro perguntas formam um fluxograma lógico selecionando uma nota Se você responder “yes” em cada etapa, você emergirá na família de notas certa para suas necessidades.

Incerto o que escolher? nossos engenheiros estão felizes em recomendar o grau de encaixe com base em seus critérios de aplicação, condições operacionais e orçamento - utilizando usinagem de 17 anos de experiência para tolerâncias apertadas nos mercados médico, aeroespacial e de semicondutores.

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Perguntas frequentes sobre as notas do PEEK

Qual é a nota PEEK mais forte?

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Carbon-full (301TP3 T CF) lidera o gráfico em 150-170 MPa de tração para formas de estoque, atingindo 226 MPa moldado por injeção.

O PEEK pode substituir o metal em aplicações estruturais?

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Sim, em casos específicos Suportes aeroespaciais, peças de transmissão automotiva e implantes médicos são conversões comuns de metal para PEEK O PEEK cheio de carbono oferece economia de peso de 60-701TP3 T em relação ao aço, ao mesmo tempo em que combina a resistência à tração no nível de alumínio Se o interruptor faz sentido depende da temperatura, padrão de carregamento, exposição química e seu custo de material PEEK de volume de produção é maior do que a maioria dos metais, então o caso de negócios geralmente depende da economia de peso ou da resistência à corrosão.

O PEEK FDA é aprovado para contato com alimentos?

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As notas PEEK não preenchidas estão em conformidade com os regulamentos de contato com alimentos da FDA. As aplicações de implantes médicos seguem ASTM F2026-17. verifique sempre se o seu fornecedor possui as certificações atuais.

O que é 10-10-10 PEEK de grau de rolamento?

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Uma formulação tribológica com fibra de carbono 101TP3 T, grafite 101TP3 T e PTFE 101TP3 T em peso A fibra de carbono fornece reforço, a grafite auxilia na dissipação térmica e lubrificação a seco, e o PTFE reduz o atrito deslizante Victrex 450FC30 é a versão mais amplamente especificada desta formulação.

Como o PEEK se compara ao PPS e ao PEI como plásticos de alto desempenho?

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PEEK lida com 250 °C serviço contínuo vs 200 °C para PPS e 170 °C para PEI (Ultem) PEEK também ganha em resistência química e resistência mecânica em toda a linha, mas custa 3-5× mais do que PPS por quilograma Se sua temperatura de serviço permanece abaixo de 200 °C e exposição química é suave, PPS muitas vezes faz mais sentido econômico.

Que temperatura o PEEK pode suportar continuamente?

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Todos os graus de espiada têm uma temperatura de serviço contínua de 250 C (482 F), qualquer que seja o enchimento e a exposição de curto prazo a 300 C também pode ser alcançada sem sofrer qualquer deterioração importante. A transição vítrea ocorre 143 C (289 F) e o ponto de fusão é 343 C (649 F).