Cinco factores a considerar al moldear PEEK

¿Es la primera vez que moldea PEEK? ¿O quizás ha intentado moldearlo y está teniendo problemas? En este artículo, consideramos cinco factores en el proceso de moldeo por inyección que pueden ayudar a evitar la necesidad de solucionar problemas al moldear el polímero PEEK, y que pueden ayudar a alcanzar el máximo potencial de este material de alto rendimiento.

El Polieteretercetona (PEEK) es un termoplástico avanzado de alto rendimiento que se utiliza ampliamente en aplicaciones exigentes en las industrias aeroespacial, automotriz, energética, industrial, electrónica y médica. Uno de los beneficios de este plástico semicristalino es que ofrece propiedades mecánicas, rendimiento a temperatura y resistencia química excepcionales.

Aunque el moldeo por inyección de PEEK puede considerarse un desafío, se puede moldear de manera similar a otros termoplásticos de alto rendimiento. Al centrarse en algunos de los requisitos de procesamiento únicos del PEEK, se pueden prevenir desafíos o trampas comunes. Hacer bien el moldeo por inyección de PEEK rinde grandes dividendos. La producción de componentes de PEEK de alta calidad y sin defectos le permite aprovechar al máximo su excelente rendimiento.

Para aprovechar los beneficios del PEEK, cada detalle del proceso de moldeo por inyección debe ser controlado y optimizado. En este artículo, aprenderá los cinco factores clave a considerar al moldear PEEK. Siguiendo las pautas de ChengHe, puede prevenir defectos, reducir iteraciones y acelerar la competencia con este material de alto rendimiento.

#1 Equipo: Máquinas de Moldeo por Inyección Estándar

El primer factor involucra el equipo que utiliza. El PEEK se puede moldear en máquinas de moldeo por inyección estándar suministradas por la mayoría de los proveedores de máquinas más conocidos. Dependiendo del grado de PEEK que vaya a moldear, las temperaturas de procesamiento en el barril de su máquina de moldeo por inyección estarán en el rango de 350-400 °C.

Estas temperaturas se pueden alcanzar en la mayoría de las máquinas de moldeo por inyección estándar con calentadores de cilindro sin necesidad de modificaciones. Si se requieren modificaciones, estas suelen ser para las bandas calefactoras o los termopares/controladores. Sugerimos usar bandas calefactoras de cerámica, ya que proporcionan el procesamiento más consistente. Además, considere el uso de mantas para barriles, ya que proporcionan aislamiento térmico, con el beneficio de ahorro en costos de energía.

Un tornillo de propósito general es efectivo. Se deben evitar el cobre y las aleaciones de cobre en contacto con el fundido. Todos los componentes metálicos deben ser lisos y muy pulidos para evitar que el material se adhiera.

#2 La Importancia del Secado del Polímero PEEK

Los gránulos de PEEK se suministran nominalmente secos, pero pueden absorber humedad de la atmósfera. En nuestras fichas técnicas y guías de moldeo por inyección, proporcionamos orientación específica sobre el secado. En resumen, sugerimos secar los pellets en bandejas en hornos de circulación durante 2-3 horas a 150-160 °C, o alternativamente, secado durante la noche.

El objetivo debe ser reducir el contenido de humedad residual a <0.02%. También se pueden utilizar secadores deshumidificadores o desecantes, y deben ser capaces de mantener un punto de rocío o una temperatura de saturación de -40 °C.

#3 La Limpieza es Clave

La limpieza es un requisito innegociable: ¡manténgalo limpio! Se debe evitar cualquier contaminación al procesar PEEK. La mayoría de los otros polímeros se degradarán a las temperaturas de procesamiento del PEEK; por lo tanto, es imperativo comenzar con hornos de secado, tolvas, máquinas de moldeo por inyección y cualquier otro contenedor utilizado para almacenar bebederos o piezas limpios.

Desmonte los tornillos y limpie y cepille adecuadamente el barril y el tornillo antes de comenzar a moldear PEEK. Verifique si hay obstrucciones en las tolvas. El material triturado puede ser una fuente importante de contaminación, y sugerimos que utilice equipos dedicados para triturar materiales PEEK. Cualquier contaminante durante el proceso de moldeo por inyección aparecerá como puntos negros en su componente final.

#4 Utilice las Compuertas Más Grandes Posibles

Avanzando en el proceso de moldeo por inyección, llegamos al diseño de la compuerta: al PEEK le gustan las compuertas grandes. El tamaño de la compuerta depende del volumen de la pieza, el número de cavidades y la geometría del componente. El PEEK es un polímero semicristalino y presenta una contracción mucho mayor en comparación con los termoplásticos amorfos.

Además, el enfriamiento desde una temperatura de procesamiento mucho más alta hasta la ambiental causa más contracción en comparación con los polímeros de procesamiento a temperaturas más bajas. El uso de las compuertas más grandes posibles garantizará que llene completamente su componente. En ChengHe, seguimos una regla general de "2/3" con respecto al espesor máximo de la sección de su componente. Dependiendo del grado, esto podría ser un mínimo de 1 mm para PEEK sin relleno y 2 mm para compuestos. Los diseños de compuertas como las de lengüeta, laterales o de abanico son los más utilizados. Se pueden considerar compuertas de túnel o submarinas para paredes muy delgadas o piezas pequeñas, pero tienden a "congelarse" durante el moldeo de piezas más grandes.

#5 Buen Control de Temperatura

Un buen control de la temperatura de su molde es fundamental. La temperatura del molde es vital para obtener un componente semicristalino que pueda utilizar plenamente el conjunto único de propiedades del PEEK. Sin un control adecuado, puede ver una mezcla de secciones marrones (amorfas) y beige (semicristalinas) en la misma pieza.

Para moldear PEEK y sus compuestos con éxito, es necesario poder mantener temperaturas del molde entre 170-200 °C (para evitar el enfriamiento rápido al estado amorfo). Es importante tener en cuenta que esta no debe ser solo la temperatura establecida en el molde, sino la temperatura real de la superficie del molde. Esto se puede lograr utilizando calentadores eléctricos para piezas pequeñas y calentadores de aceite con líneas de flujo aisladas para tamaños de inyección más grandes o herramientas con núcleos profundos. Considere el uso de placas aislantes entre el molde y la platina de la máquina para garantizar una distribución uniforme de la temperatura.

Resumen

En resumen, si bien muchos factores influyen en la producción exitosa de PEEK, estos cinco son esenciales para cualquier proyecto de alto rendimiento:

1. Equipo Estándar: La mayoría de las máquinas pueden manejar PEEK con las bandas calefactoras adecuadas.

2. Secado Adecuado: Reducir la humedad a <0.02% para prevenir la porosidad.

3. Limpieza Estricta: Evitar puntos negros eliminando la contaminación cruzada.

4. Compuertas Optimizadas: Utilizar compuertas más grandes para gestionar altas tasas de contracción.

5. Gestión Térmica: Mantener temperaturas del molde de 170-200 °C para una cristalinidad completa.

Los equipos de servicio técnico de ChengHe en todo el mundo están disponibles para apoyar a los clientes con cualquier pregunta sobre moldeo por inyección. También puede descargar nuestra Guía de Moldeo por Inyección