Polyetheretherketone (PEEK) הוא תרמופלסטי בעל ביצועים גבוהים המשמש בייצור חלקים הנתונים לסביבות קשות כגון טמפרטורות גבוהות וכימיקלים. בהיותו קל משקל, הוא מספק חלופה מצוינת לרוב המתכות הרכות. עם זאת, תהליך העיבוד שלו מורכב, והוא דורש רמת מומחיות וניסיון כדי לעבוד בהצלחה.
במאמר זה, נדבר על עיבוד CNC PEEK, איך זה עובד, היתרונות והחסרונות שלו, טיפים לתהליך עיבוד CNC PEEK, גימורי משטח ויישומים עבור חלקי PEEK. בואו נתקדם כדי ללמוד עוד.
סקירה כללית של PEEK
Polyetheretherketone, או בקיצור PEEK, הוא תרמופלסטי יוצא דופן המתגאה ביכולות ביצועים גבוהים בהנדסה. זהו תחליף קל משקל אידיאלי למתכות רכות הדורשות עמידה בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה.
ל-PEEK עמידות משמעותית והוא ידוע בעמידותו בפני שחיקה ושחיקה. בנוסף, הוא דומה ל-PPS בכך שהוא יכול לעמוד בפני כימיקלים ומים. הוא גם מסוגל לשאת טמפרטורות גבוהות, עם נקודת התכה של 343 מעלות צלזיוס, ויכול לשמור על המאפיינים הפיזיים שלו כאשר הוא נחשף באופן רציף לטמפרטורות גבוהות עד 250 מעלות צלזיוס מבלי לסבול מנזק קבוע.
PEEK הוא חומר רב תכליתי שניתן לרכוש בצורות שונות, כולל יריעות, סורגים, צינורות, כדורים וחוטים. מלבד PEEK לא ממולא, ניתן לחזק את החומר עם סיבי זכוכית 30% או סיבי פחמן 30%, וכתוצאה מכך מוצר מחוזק. ל-PEEK במילוי זכוכית יש תכונות בולטות, כולל עמידות גבוהה, קשיחות וחוזק, והוא מסוגל לשמור על יציבות מימדית במצבים תרמיים וכימיים קשים עקב הכללת סיבי זכוכית.
PEEK נהוג לחלק לשתי קטגוריות, כיתה תעשייתית וכיתה רפואית. PEEK בדרגה תעשייתית מנוצלת בתעשיות מגוונות כמו תעופה וחלל, רכב, כימיקלים, אלקטרוניקה ואנרגיה, בעוד ש-PEEK ברמה רפואית משמשת בתחום הבריאות והשיניים.
מאפיינים של PEEK
| לְהָצִיץ | 30% במילוי זכוכית | |
| חוזק תפוקה (מתיחה) | 14,000 psi | 14,000 psi |
| התארכות בהפסקה | 20% | 3% |
| קַשִׁיוּת | רוקוול R125 | רוקוול R126 |
| צְפִיפוּת | 0.047 פאונד לקוב. ב. | 0.054 פאונד לקוב. ב. |
| טמפ' מקסימלית | 480° F | 480° F |
איך עובד עיבוד שבבי CNC PEEK
עיבוד שבבי PEEK כולל א תהליך ייצור חיסור שבו הוא מסיר חומר נוסף מגוש פלסטיק PEEK על ידי ביצוע פעולות כרסום, סיבוב או חיתוך. מכונת ה-CNC קוראת קובץ דגם CAD וממירה אותו ל-a קוד G תוכנית, אשר מנוצלת לאחר מכן כדי ליצור במהירות רכיבים מגושי חומר הגלם.
תהליך עיבוד ה-PEEK מוסדר במדויק על ידי מערכת מחשוב מיוחדת, אשר משפרת את האמינות והעקביות של התהליך על ידי הפחתת הפוטנציאל לטעויות אנוש. דרישות הממד והתכונה של חלקי PEEK קובעות את הבחירה של מכונה מרובת צירים, בעוד שהגדרה אחת עם גיאומטריה מורכבת נחוצה כדי להבטיח את הדיוק של הרכיבים.
יתרונות וחסרונות של עיבוד שבבי PEEK
PEEK היא אפשרות חלופית למתכות ליצירת חלקים, אך כמו כל חומר אחר המשמש בייצור, הוא מגיע עם יתרונות וחסרונות משלו. כאן, נדון בשני ההיבטים:
יתרונות
עיבוד שבבי PEEK מציע יתרונות רבים, שניתן לסווג אותם לשתי קבוצות: היתרונות המובנים של חומר PEEK ויתרונות התהליך הספציפיים של שימוש במכונת CNC לייצור חומר PEEK.
1. עמידות בפני קורוזיה
PEEK עמיד מאוד בפני חומרים קורוזיביים ומציג רמת עמידות דומה לפלדת ניקל, שומר על המבנה הכימי הלא-קורוזיבי שלה גם בטמפרטורות גבוהות. בדרך כלל, רק חזק חומצה גופרתית יש את היכולת להמיס את הפלסטיק הזה בנסיבות רגילות.
2. ספיגת לחות נמוכה
מכשירים או רכיבי מכונות הבנויים מ-PEEK שומרים על המבנה הכימי והאיכויות שלהם בסביבות לחות, מה שהופך אותו לחומר אידיאלי לשימוש באדים, לחות או במים חמים בלחץ. יתר על כן, יכולות העמידות להידרוליזה של PEEK, אפילו בטמפרטורות גבוהות יותר, משפרות את התאמתו לשימוש בסביבות אלו.
3. עמידות בפני קרינה
רכיבי PEEK מסוגלים לפעול ביעילות כאשר הם נתונים לקרינה מייננת עזה. זה יותר עמיד בפני קרינת גמא מאשר פוליסטירן.
4. עמידות בטמפרטורה גבוהה
פלסטיק PEEK מציג יכולת עיבוד יוצאת דופן בפלסטיק כרסום CNC מדויק, הודות ליכולות העיבוד יוצאות הדופן שלו. למרות היותו תרמופלסטי בטמפרטורה גבוהה, הוא תואם למגוון טכניקות עיבוד חומרים.
מאפייני הפירוק התרמי המרשימים של PEEK ויכולת העבודה בטמפרטורות גבוהות מבטיחים את התאמתו ליישומים כאלה. יתרה מכך, PEEK כבה מעצמו כאשר הוא נחשף ללהבות, והוא פולט גז או עשן מסוכן מינימלי.
5. מאפיינים מכניים
PEEK מפגין עמידות יוצאת דופן בפגיעה ויכול לשמור על צורתו בטמפרטורות גבוהות. עם יציבות מימדית גבוהה ומקדם התפשטות ליניארי נמוך, ל-PEEK יש את היכולת הגדולה ביותר מבין הפולימרים לעמוד בפני מתח ועייפות. יתרה מכך, עמידות הזחילה המעולה שלו, והיכולת לעמוד בפני דפורמציה לאורך תקופה ממושכת של חשיפה ללחץ, הופכות אותו לחומר אופטימלי לטיפול בעומסי עיבוד גבוהים.
יתרה מכך, ל-PEEK יכולות עמידות בפני שחיקה יוצאות דופן ומקדם חיכוך נמוך, המאפשר לה להמשיך להפגין עמידות גבוהה בפני בלאי בנסיבות פיזיות שונות כגון טמפרטורה, לחץ, מהירות, חספוס פני השטח לגבי נקודת המגע.
חסרונות
למרות שלעיבוד PEEK יש יתרונות רבים, יש לו גם כמה חסרונות. הנה כמה מהם:
- כדי למזער מתח פנימי ושברים הנגרמים על ידי חום, יש צורך באמצעי זהירות מיוחדים.
- חישול עשוי להידרש עבור עיבוד PEEK.
- העברת חום לא יעילה היא חיסרון נוסף של עיבוד שבבי PEEK.
- קידוח יתר עלול להוביל לסדקים.
שיקולים לעיבוד CNC PEEK
1. חום ולחץ
כדי למנוע את התרחשותם של סדקים פני השטח ומתח פנימי המיוחס לחום שנוצר במהלך החיתוך, מוטות PEEK נדרשים לעבור הליך חישול לפני העיבוד. תהליך זה משמש לשחרור מתחים ולהפחתת הסבירות לעיוותים. יתכן שיידרשו הליכי חישול מרובים, בהתאם לכמה זמן ייקח תהליך העיבוד, כגון חישול ראשוני לפני חישול ואחד לאחר מכן לפני הגמר כדי למנוע פיצוח.
2. בלאי כלי עבודה
תהליך העיבוד של פולימרים PEEK בדרגה תעשייתית דומה לזה של רוב הגרסאות בדרגה רפואית. עם זאת, PEEK בדרגה רפואית משלבת לעתים קרובות סיבי פחמן קשיחים יותר, מה שמחייב ריכוך של חומר PEEK לפני העיבוד כדי להגביל את שחיקת הכלים.
3. כלי חיתוך
כאשר עוסקים ב-PEEK טבעי, כלי חיתוך בדרך כלל ניתן להמליץ על המורכב מסיליקון קרביד. עם זאת, אם קיים חיזוק סיבי פחמן או נדרשות סובלנות קרובה ביותר, כלי יהלום הם הבחירה האופטימלית. יתרה מכך, ניצול מים טהורים כנוזל קירור במהלך עיבוד המכונה חיוני למיגור חום החיתוך שנוצר.
4. קידוח
ל-PEEK יש התארכות נמוכה יותר בהשוואה לפולימרים אחרים, מה שעלול להוביל לסדקים בעת קידוח חורים עמוקים.
5. זיהום
לזיהום במהלך התהליך, יש להפריד את חומר העבודה, מכונת ה-CNC, גופי ההידוק וכלי העבודה מחומרים אחרים ולא לערבב איתם. להגנה נוספת, על המפעילים ללבוש כפפות במהלך תהליך העיבוד.
6. נוזל קירור
מכיוון ש-PEEK אינו מפזר חום וחשוף לעיוותים או שבירה במהלך העיבוד, הוא דורש קירור. ניתן להשתמש בנוזל קירור נוזלי סטנדרטי בעת עיבוד חלקי PEEK למטרות רפואיות. עם זאת, במקרה זה, יש צורך בקירור אוויר בלחץ של החומר, שכן נוזל קירור נוזלי עלול לאיים על התאימות הביולוגית של PEEK.
7. פרמטרים של עיבוד שבבי
השגת ייצור ללא בעיות של רכיבי PEEK מחייבת הקפדה על פרמטרי קידוח, כרסום וכרסום מתאימים.
תהליכים אחרים זמינים עבור עיבוד שבבי PEEK
חומרי PEEK תואמים גם הדפסת 3D ו הזרקה, לא מוגבל ל עיבוד CNC. בחירת תהליך ייצור מתאים תלויה במוצר הסופי הרצוי, בתקציב ובזמן.
חלקי PEEK מודפסים בתלת מימד נפוצים יותר ויותר בתחום הרפואי מכיוון שהם יכולים להתבצע עם גיאומטריות מורכבות. בעיקר, חוט FFF ו SLS אבקה משמשת לשתלים רפואיים. לעומת זאת, חלקי PEEK יצוקים בהזרקה נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות הרפואה והתעופה והחלל. עם זאת, מכיוון של-PEEK יש נקודת התכה גבוהה החורגת מהגבול העליון של מכונות הזרקה רבות, הוא נחשב לחומר מיוחד עבור הזרקה. עבור חומרים חלופיים בטמפרטורה גבוהה בהקשר זה, ניתן לבחור ב-PEKK או Ultem.
| מאפיינים | עיבוד CNC | הזרקה | הדפסת 3D |
| יכולת חזרה ודיוק | מְעוּלֶה | טוֹב | מְעוּלֶה |
| גיאומטריות מורכבות | טוֹב | מְעוּלֶה | טוֹב |
| ביצועים מכניים | מְעוּלֶה | טוֹב | מְעוּלֶה |
גימורים משטחים עבור חלקי PEEK
חלקי PEEK הם בדרך כלל בעלי צבע אפור אטום. בשל האופי המבני של PEEK, יצירת קשרים עם צבעים וציפויים היא אתגר. עם זאת, בגלל העמידות הכימית המולדת של PEEK, זה בדרך כלל אפשרי לשמור על חלקים במצב המכונה שלהם.
- כמו במכונה: על ידי שימוש בתהליך עיבוד CNC, חלקי PEEK עשויים להשיג גימור משטח חלק להפליא של 125 uin Ra.
- פיצוץ חרוזים: ניתן להחליק את פני השטח של חלקי PEEK באמצעות מכונת חרוזי זכוכית, ולבטל כל סימנים ופגמים.
- אחרים: בנוסף להתזת חרוזים, זמינים שירותים שונים נוספים, כולל ליטוש, גימור קצה, למינציה ויישום מדבקות.
יישומים של PEEK Machining
עיבוד CNC הוא דרך יעילה ביותר לייצור מוצרים העשויים מ-PEEK. לחומר זה מגוון שימושים בתעשיות שונות, כגון רכב, חשמל ואלקטרוניקה, תעופה וחלל, רפואי ועיבוד מזון וכו'.
פלסטיק PEEK בדרגה תעשייתית הוא חומר נפוץ בשימוש בתעשיות התעופה והחלל, הרכב, הכימיה, האלקטרוניקה והאנרגיה, בעוד שפלסטיק PEEK ברמה רפואית מתאים יותר ליישומי בריאות ורפואת שיניים.
כלים רפואיים
PEEK יכול לעמוד במחזורי חיטוי ולכן מתאים לייצור כלי הסרת אבנית ורכיבי אנדוסקופ בתעשייה הרפואית. בנוסף, החוזק המצוין שלו ועמידותו להתמוססות הופכים אותו לחומר פופולרי לשימוש בעמודות, אביזרים וצינורות לכרומטוגרפיה נוזלית. יתר על כן, התאימות הביולוגית של PEEK לרקמות אנושיות הפכה אותו לתחליף מוצלח עבור טִיטָן בייצור עצמות מלאכותיות.
חלקי מכונות משרדיות
שרף PEEK משמש בדרך כלל לייצור רכיבים עמידים בחום כגון מיסבים, שרשראות ו הילוכים עבור טפרי הפרדה. חלופה זו למתכת מספקת פתרונות קלים, נטולי שמן ועמידים בפני עייפות.
רכב
שרף PEEK צובר פופולריות במהירות במספר תעשיות, במיוחד בתחום הרכב. חלקי מנוע, חלקי תיבת הילוכים וחלקי היגוי הם בין הרכיבים שמשתמשים כעת בפלסטיק PEEK במקום מתכות יקרות לייצור. הביקוש לשרף PEEK צפוי לעלות כאשר תעשיית הרכב מחפשת להפחית עלויות ולהשיג מזעור ועיצובים קלים. כדוגמה, דגם אירופאי משלב כיום 44 חלקים העשויים מפלסטיק PEEK, המחליפים מוצרי מתכת מסורתיים.
שאלות נפוצות של PEEK CNC עיבוד שבבי
חלקי PEEK בעיבוד CNC בהתאמה אישית - הסתמכו על דיוק Runsom
ב-Runsom Precision, אנו מספקים 3 צירים ו-5 צירים שירותי עיבוד פלסטיק CNC PEEK, כולל כרסום וחריטה. בין אם אתה זקוק לרכיבי אב טיפוס או ריצות בנפח גדול, השירותים שלנו נועדו לספק חלקי PEEK באיכות גבוהה ביעילות ובעלות משתלמת. מומחי הייצור שלנו זמינים לענות על כל שאלה בנוגע לפרויקט PEEK שלך, ואנו מספקים ייעוץ חינם לגבי עיצוב ועיבוד חומרים על סמך הניסיון שלנו. אז, אל תהסס צור קשר לכל צרכי העיבוד ה-PEEK שלך או לבקש הצעת מחיר מיידית באינטרנט בחינם עכשיו!
מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם:
