Проблемы при производстве PEEK

Частые проблемы при обработке PEEK: причины и решения

Введение

PEEK (полиэфирэфиркетон) - это ароматический полукристаллический термопласт с уникальной комбинацией высокой механической прочности, термостойкости и химической устойчивости. Его молекулярная структура, состоящая из ароматических колец, эфиров и кетонов, обеспечивает отличную стабильность. Благодаря этим свойствам PEEK широко используется в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности.

Качество обработки напрямую связано с характеристиками материала. Для достижения оптимальных результатов параметры процесса должны быть тщательно подобраны для каждого метода формования.
Основные методы обработки PEEK включают прессование, экструзию, литьё под давлением, горячее прессование и 3D-печать.

1. Прессование (Compression Molding)

Технологический процесс:
Сырьё PEEK сушат при 150–200°C в течение 6–8 часов, затем помещают в точно обработанную форму с хорошей теплопроводностью, смазанную разделительным агентом. Материал прессуется при 350°C и давлении 7–14 МПа в течение 10 минут, затем медленно охлаждается и подвергается отжигу.
Метод подходит для средних по размеру конструкционных деталей, таких как авиационные кронштейны и основания медицинских имплантов.

Типичные проблемы и решения:

1. Воздушные полости - недостаточное давление или неполная дегазация. Проверить параметры прессования и вентиляцию.

2. Загрязнение поверхности - очистить форму, проверить чистоту порошка и оборудования.

3. Потемнение материала - перегрев или чрезмерная выдержка при высокой температуре. Проверить настройки.

4. Неплавление порошка - низкая температура или короткое время нагрева. Отрегулировать параметры.

2. Экструзия (Extrusion Molding)

Процесс:
Гранулы PEEK сушат при 120–150°C (4–6 часов), нагревают до 300–390°C, плавят и экструзируют через матрицу, затем охлаждают воздухом или водой и подвергают отжигу.
Метод подходит для труб, стержней и листов (например, термостойких труб и изоляционных пластин).

Типичные проблемы и решения:

1. Нет подачи материала - проверить охлаждение бункера или температуру зоны подачи.

2. Высокий крутящий момент экструдера - высокая вязкость расплава. Увеличить температуру или скорость сдвига.

3. Поверхностные дефекты или влаговые полосы - недостаточная сушка материала.

4. Трещины - внутренние напряжения. Снизить скорость экструзии, повысить температуру охлаждения.

5. Низкая кристалличность - отрегулировать температуру охлаждающей среды.

3. Литьё под давлением (Injection Molding)

Процесс:
Гранулы сушат при 120–150°C (4–6 часов), нагревают до 360–400°C, форму - до 150–180°C, впрыскивают под высоким давлением, охлаждают, извлекают и отжигают при 150–200°C.
Подходит для массового производства сложных деталей, например микрошестерён или медицинских коннекторов.

Типичные проблемы и решения:

1. Неравномерный цвет или прозрачность - недостаточная кристалличность. Повысить температуру формы.

2. Расслоение - чрезмерное сдвиговое напряжение. Изменить толщину стенки или положение литника.

3. Следы горения - воздух в полости. Снизить скорость впрыска, улучшить вентиляцию.

4. Чёрные точки - загрязнение или карбонизация. Проверить материал и оборудование.

5. Разница в блеске, белый налёт - неправильное давление или угол выталкивания.

6. Змеиные полосы - слишком высокая скорость потока.

7. Холодные включения - затвердевание в сопле. Увеличить температуру.

8. Воздушные пузыри - слишком высокая скорость впрыска.

9. Усадочные раковины - недостаточное давление.

10. Волнистость поверхности - низкая скорость впрыска или слишком вязкий расплав.

11. Влаговые полосы - недостаточная сушка.

12. Выход волокон на поверхность - повысить температуру расплава.

13. Тигровые полосы - пульсирующий поток. Увеличить температуру или размер литника.

14. Незаполненная форма - повысить температуру или скорость впрыска.

15. Деформации, коробление - неравномерная усадка. Оптимизировать охлаждение и давление.

Заключение

Точный контроль температуры, давления и сушки - ключ к высокому качеству изделий из PEEK. Понимание причин дефектов позволяет инженерам оптимизировать процесс и полностью раскрыть потенциал материала.