Fünf Faktoren, die beim PEEK-Formen zu berücksichtigen sind

Sind Sie zum ersten Mal PEEK-Spritzgießer? Oder haben Sie vielleicht schon versucht, es zu spritzen, und stoßen auf Probleme? In diesem Beitrag befassen wir uns mit fünf Faktoren im Spritzgießprozess, die helfen können, die Notwendigkeit der Fehlerbehebung beim Spritzgießen von PEEK-Polymer zu vermeiden – und die Ihnen helfen können, das volle Potenzial dieses Hochleistungsmaterials auszuschöpfen.

Polyetheretherketon (PEEK) ist ein fortschrittlicher Hochleistungsthermoplast, der in anspruchsvollen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Energiesektor, in der Industrie, in der Elektronik und im medizinischen Bereich weit verbreitet ist. Einer der Vorteile dieses teilkristallinen Kunststoffs ist, dass er außergewöhnliche mechanische Eigenschaften, Temperatureigenschaften und chemische Beständigkeit bietet.

Obwohl das Spritzgießen von PEEK als herausfordernd angesehen werden kann, kann es ähnlich wie andere Hochleistungsthermoplaste verarbeitet werden. Durch die Konzentration auf einige der einzigartigen Verarbeitungsanforderungen von PEEK können gängige Herausforderungen oder Fallstricke vermieden werden. Wenn das PEEK-Spritzgießen richtig gemacht wird, zahlt es sich erheblich aus. Die Herstellung hochwertiger, fehlerfreier PEEK-Komponenten ermöglicht es Ihnen, seine hervorragende Leistung voll auszuschöpfen.

Um die Vorteile von PEEK zu realisieren, muss jedes Detail des Spritzgießprozesses kontrolliert und optimiert werden. In diesem Artikel lernen Sie die fünf Schlüsselfaktoren kennen, die beim Spritzgießen von PEEK zu berücksichtigen sind. Durch die Befolgung der Richtlinien von ChengHe können Sie Fehler vermeiden, Iterationen reduzieren und die Kompetenz mit diesem Hochleistungsmaterial beschleunigen.

#1 Ausrüstung: Standard-Spritzgießmaschinen

Der erste Faktor betrifft die von Ihnen verwendete Ausrüstung. PEEK kann auf Standard-Spritzgießmaschinen verarbeitet werden, die von den meisten bekannten Maschinenlieferanten geliefert werden. Abhängig von der PEEK-Sorte, die Sie spritzen werden, liegen die Verarbeitungstemperaturen an Ihrem Spritzgießzylinder im Bereich von 350–400 °C aufrechterhalten können.

Diese Temperaturen können auf den meisten Standard-Spritzgießmaschinen mit Zylinderheizungen ohne Modifikationen erreicht werden. Wenn Modifikationen erforderlich sind, betreffen diese normalerweise die Heizbänder oder Thermoelemente/Regler. Wir empfehlen die Verwendung von Keramikheizbändern, da diese die konsistenteste Verarbeitung bieten. Berücksichtigen Sie zusätzlich die Verwendung von Zylinderisolierungen, da diese eine Wärmeisolierung bieten, mit dem Vorteil von Energieeinsparungen.

Eine Allzweckschnecke ist effektiv. Kupfer und Kupferlegierungen sollten im Kontakt mit der Schmelze vermieden werden. Alle metallischen Komponenten sollten glatt und hochglanzpoliert sein, um Materialanhaftungen zu vermeiden.

#2 Die Bedeutung des Trocknens von PEEK-Polymer

PEEK-Granulat wird nominell trocken geliefert, kann aber Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. In unseren technischen Datenblättern und Spritzgießleitfäden geben wir spezifische Anleitungen zum Trocknen. Kurz gesagt, wir empfehlen, die Pellets auf Tabletts in Umluftöfen für 2–3 Stunden bei 150–160 °C zu trocknen, oder alternativ über Nacht.

Ziel sollte es sein, den Restfeuchtegehalt auf <0,02 % zu reduzieren. Es können auch Entfeuchtungs- oder Adsorptionstrockner verwendet werden, die einen Taupunkt oder eine Sättigungstemperatur von –40 °C aufrechterhalten können.

#3 Sauberkeit ist entscheidend

Sauberkeit ist eine nicht verhandelbare Anforderung – halten Sie es sauber! Jegliche Kontamination sollte bei der Verarbeitung von PEEK vermieden werden. Die meisten anderen Polymere zersetzen sich bei den Verarbeitungstemperaturen von PEEK; daher ist es unerlässlich, mit sauberen Trockenöfen, Trichtern, Spritzgießmaschinen und anderen Behältern für Angüsse oder Teile zu beginnen.

Ziehen Sie die Schnecken heraus und reinigen und bürsten Sie den Zylinder und die Schnecke gründlich, bevor Sie mit dem Spritzgießen von PEEK beginnen. Prüfen Sie auf Verstopfungen in den Trichtern. Mahlgut kann eine Hauptursache für Verunreinigungen sein, und wir empfehlen, dedizierte Geräte für das Mahlgut von PEEK-Materialien zu verwenden. Jegliche Verunreinigungen während des Spritzgießprozesses zeigen sich als schwarze Sprenkel in Ihrem Endprodukt.

#4 Verwenden Sie die größten Angüsse, die möglich sind

Weiter im Spritzgießprozess kommen wir zum Angussdesign – PEEK mag große Angüsse. Die Angussgröße hängt vom Teilevolumen, der Anzahl der Kavitäten und der Geometrie der Komponente ab. PEEK ist ein teilkristallines Polymer und weist eine deutlich höhere Schrumpfung auf als amorphe Thermoplaste.

Darüber hinaus verursacht die Kühlung von einer viel höheren Verarbeitungstemperatur auf Umgebungstemperatur mehr Schrumpfung im Vergleich zu Polymeren mit niedrigerer Verarbeitungstemperatur. Die Verwendung der größten möglichen Angüsse stellt sicher, dass Sie Ihre Komponente vollständig ausfüllen. Bei ChengHe folgen wir einer allgemeinen "2/3-Regel" bezüglich der maximalen Wandstärke Ihrer Komponente. Je nach Sorte kann dies ein Minimum von 1 mm für ungefülltes PEEK und 2 mm für Compounds sein. Angussdesigns wie Tab-, Seiten- oder Fächerangüsse werden am häufigsten verwendet. Unterwasser- oder Tunnelangüsse können für sehr dünne Wände oder kleine Teile in Betracht gezogen werden, führen aber beim Spritzgießen größerer Teile eher zu einem "Einfrieren".

#5 Gute Temperaturkontrolle

Eine gute Temperaturkontrolle Ihres Werkzeugs ist entscheidend. Die Werkzeugtemperatur ist entscheidend für die Herstellung einer teilkristallinen Komponente, die die einzigartigen Eigenschaften von PEEK voll nutzen kann. Ohne richtige Kontrolle können Sie auf demselben Teil eine Mischung aus braunen (amorphen) und beigen (teilkristallinen) Abschnitten sehen.

Um PEEK und seine Compounds erfolgreich zu spritzen, muss man in der Lage sein, Werkzeugtemperaturen zwischen 170–200 °C (um ein Abschrecken in den amorphen Zustand zu vermeiden) aufrechtzuerhalten. Es ist wichtig zu beachten, dass dies nicht nur die eingestellte Temperatur am Werkzeug sein sollte, sondern die tatsächliche Oberflächentemperatur des Werkzeugs. Dies kann durch elektrische Heizungen für kleinere Teile und Ölheizungen mit isolierten Durchflussleitungen für größere Schussgewichte oder Werkzeuge mit tiefen Kernen erreicht werden. Erwägen Sie die Verwendung von Isolierplatten zwischen Werkzeug und Maschinenständer, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zwar viele Faktoren eine Rolle für eine erfolgreiche PEEK-Produktion spielen, diese fünf jedoch für jedes Hochleistungsprojekt unerlässlich sind:

1. Standardausrüstung: Die meisten Maschinen können PEEK mit den richtigen Heizbändern verarbeiten.

2. Richtige Trocknung: Reduzieren Sie die Feuchtigkeit auf <0,02 %, um Porosität zu vermeiden.

3. Strikte Sauberkeit: Vermeiden Sie schwarze Sprenkel, indem Sie Kreuzkontaminationen beseitigen.

4. Optimierte Angüsse: Verwenden Sie größere Angüsse, um hohe Schrumpfraten zu bewältigen.

5. Thermisches Management: Halten Sie Werkzeugtemperaturen von 170–200 °C für volle Kristallinität ein.

Die technischen Serviceteams von ChengHe auf der ganzen Welt stehen den Kunden bei allen Fragen zum Spritzgießen zur Verfügung. Sie können auch unseren Spritzgießleitfaden