Quando si tratta di lavorazione CNC in dettaglio, vari vantaggi ricoprono un ruolo fondamentale, come l'eccezionale lavorabilità e le prestazioni ottimali della parte prodotta. Il PEEK è identificato come un polimero termoplastico ampiamente utilizzato. Le applicazioni sono così diffuse dalla produzione di componenti monouso o monouso a componenti interni di automobili e aeromobili altamente durevoli. Ad esempio, gli impianti medici e l'isolamento dei cavi elettrici sono risultati ideali della lavorazione CNC PEEK.
Inoltre, il PEEK si è guadagnato una reputazione per le sue eccellenti qualità meccaniche e la capacità di resistere a sostanze corrosive, rendendolo un materiale molto popolare tra i produttori a livello globale. Poiché è frequentemente utilizzato nello stampaggio a iniezione e nella stampa 3D, il suo elevato punto di fusione suggerisce la sua potenziale applicabilità in processi sottrattivi come la lavorazione cnc del PEEK. Inoltre, la lavorazione del PEEK ha anche una serie di limiti in termini di ricottura e problemi di influenza termica.
Questo articolo del blog è una panoramica completa sulla lavorazione del PEEK a partire dalle basi, discutendo le caratteristiche del suo materiale, i vantaggi della lavorazione di questo polimero, le applicazioni tipiche e suggerimenti utili per ottenere il meglio componenti PEEK lavorati.
Cos'è il materiale PEEK?
In particolare, il PEEK offre una resistenza chimica e all'acqua simile al PPS, controllare Stampaggio a iniezione PPS pagina per saperne di più, anche se con un punto di fusione di 343 °C. Ciò lo rende resistente alle alte temperature e il dispositivo può continuare a funzionare fino a 250 °C. Può anche essere esposto ad acqua calda o vapore senza una notevole degradazione delle sue proprietà fisiche.
Il materiale può essere modellato in forma granulare, filamento per il processo di stampa 3D o forma di barra/asta per la lavorazione CNC. A seconda dell'applicazione, il PEEK è classificato come di grado industriale o di grado medico.
PEEK, o abbreviazione di polietere etere chetone, fa parte dei materiali PEEK ad alte prestazioni ed è un termoplastico ingegneristico ampiamente utilizzato. Questo polimero semicristallino è ampiamente utilizzato in tutti i settori per la sua superiore resistenza, resistenza all'usura e qualità duratura anche ad alte temperature.
PEEK di grado medico vs. PEEK di grado industriale: differenze principali
Quando si prende in considerazione la lavorazione del PEEK, si pone la questione se si tratti di PEEK di grado industriale o di grado medicale. Questa decisione dovrebbe basarsi sui requisiti specifici della vostra applicazione.
PEEK, un materiale industriale, è resistente alla fiamma e all'abrasione, con elevata resistenza all'impatto e basso coefficiente di attrito. Le sue proprietà meccaniche non cambiano nemmeno ad alte temperature. Questo grado è applicato nei settori aerospaziale, automobilistico, chimico, elettronico, petrolifero e alimentare e delle bevande, tra gli altri. Questo grado può essere preso per applicazioni industriali estreme.
Tuttavia, quest'ultimo ha più vantaggi, ad esempio è biocompatibile secondo gli standard ISO 10993, è chimicamente resistente e compatibile con la sterilizzazione. Questo PEEK è anche non visibile sotto raggi X, MRI o scansioni TC essendo radiotrasparente. Ad esempio, PEEK Optima e Zeniva PEEK. PEEK è adatto per impianti che sono a contatto con sangue o tessuti per lungo tempo e imitano la rigidità dell'osso. L'altra composizione è migliore per lo sviluppo di impianti come giunti articolari e dispositivi spinali.
La lavorazione del PEEK offre numerosi vantaggi, che possono essere suddivisi in due aree principali: la superiorità del materiale di base del PEEK e l'esclusiva superiorità del processo di utilizzo di macchine CNC per il taglio del PEEK.
Vantaggi della lavorazione PEEK
PEEK’s material advantages in machining include:
- In particolare, il materiale comporta un'eccezionale resistenza chimica
- Di solito l'assorbimento di umidità è quasi trascurabile.
- In genere, presenta una buona resistenza all'abrasione rispetto ad altri tipi di materiali termoplastici.
- Capacità di resistere a una lunga esposizione all'acqua calda o al vapore.
- Resistenza alla biodegradazione
Quali sono i limiti della lavorazione CNC PEEK?
La lavorazione del PEEK, sebbene diffusa come sostituto del metallo, presenta alcune limitazioni: la lavorazione del PEEK richiede una lavorazione che tenga conto delle sollecitazioni interne ed eviti le crepe dovute al calore.
- La ricottura è necessariamente richiesta
- Le proprietà di dissipazione del calore non sono buone.
- La perforazione profonda può causare crepe perché il materiale è soggetto a crepe.
- Trattamento speciale per crepe dovute a stress e calore:
Le crepe indotte dal calore e gli stress interni nel PEEK sono meglio mitigati adottando misure di lavorazione di precisione. La selezione degli utensili, l'ottimizzazione dei percorsi utensile e il raffreddamento sono i principali fattori da affrontare per superare queste sfide.
- Requisiti per la ricottura:
Il processo di ricottura successivo alla lavorazione viene solitamente eseguito per eliminare le tensioni residue nelle parti in PEEK. Questa fase assicura che la stabilità dimensionale e la possibilità di distorsione nei componenti lavorati in PEEK siano ridotte.
- Dissipazione del calore limitata:
Il PEEK ha una capacità di dissipazione del calore inadeguata durante il taglio. L'uso di tecniche di raffreddamento avanzate per garantire il controllo della temperatura è fondamentale per prevenire il surriscaldamento, l'usura degli utensili e i difetti superficiali.
- Rischio di crepe durante la perforazione profonda:
Il processo di foratura profonda può portare alla formazione di crepe nei componenti in PEEK. Per ridurre questo rischio, il monitoraggio deve essere accurato, la geometria dell'utensile corretta e la rimozione dei trucioli deve essere efficiente.
Questi ostacoli vengono affrontati per garantire una produzione e fabbricazione di PEEK di successo, che viene eseguita senza compromettere la qualità e l'integrità dei prodotti finali. La produzione e fabbricazione di PEEK, sebbene siano un'alternativa affidabile a metalli come acciaio e alluminio, presentano notevoli limitazioni: La produzione e fabbricazione di PEEK, sebbene siano un'alternativa affidabile a metalli come acciaio e alluminio, presentano notevoli limitazioni:
Suggerimenti per lavorare efficacemente il PEEK
Ecco alcuni suggerimenti per lavorare efficacemente la plastica PEEK: Ecco alcuni suggerimenti per lavorare efficacemente la plastica PEEK:
Ricottura del PEEK
La ricottura del PEEK è un processo chiave della lavorazione di precisione del PEEK. Solitamente in forma di barra e con diametri diversi, il PEEK subisce un processo di ricottura prima della lavorazione per ridurre le crepe superficiali e le sollecitazioni interne dovute al calore. La ricottura, oltre ad abbassare le sollecitazioni, migliora anche la cristallinità e fornisce un grado di controllo sulle variazioni dimensionali. Per tempi di lavorazione più lunghi, potrebbe essere necessaria una ricottura intermittente per mantenere rispettivamente tolleranze strette e planarità.
Besides, industrial-grade and most medical-grade PEEK materials are machined similarly except for the PEEK reinforced with carbon fiber. The choice of silicon carbide cutting tools for the machining of natural PEEK and the preference of diamond tools for PEEK with carbon fiber reinforcement is appropriate. The biocompatibility of the PEEK for medical purposes must be preserved during the machining. Dry machining is preferred but PEEK doesn’t conduct heat well like metal so coolant may be required in some situations. Air cooling helps to keep biocompatibility in check, which is important for medical-grade PEEK. Scraps of machining PEEK for medical purposes can be re-used in industrial products. There are various other factors also must be considered for effective peek machining.
- Utensili da taglio: Il PEEK è in genere tra i tipi di plastica che possono essere fabbricati con utensili o macchine in carburo di silicio. Per i materiali PEEK con maggiore resistenza o tolleranze più strette, vengono impiegati utensili diamantati. Evitare di utilizzare utensili comunemente usati sui metalli, poiché potrebbero causare contaminazione.
- Raffreddamento: PEEK, moreover, doesn’t dissipate heat well, so liquids should be used as a coolant during machining to prevent deformation or breakage. Nevertheless, the use of pressurized air for cooling is important for medical purposes, to maintain biocompatibility.
- Perforazione: La foratura profonda richiede molta attenzione poiché il PEEK ha un allungamento inferiore ed è soggetto a crepe rispetto ad altre materie plastiche.
Tecniche compatibili per la lavorazione del PEEK
Il materiale PEEK ha il vantaggio di essere adatto non solo per la lavorazione CNC, ma anche per la produzione additiva (stampa 3D) e lo stampaggio a iniezione. Il metodo di scelta dipende dalla qualità del prodotto finale, dai vincoli di tempo e dalle considerazioni di budget.
3D printing PEEK can be done with FFF filaments as well as SLS powders. PEEK’s accessibility for CNC machining and injection molding is greater than as compared to additive manufacturing at present. 3D printing is coming into the limelight, particularly in the medical sector, as it can create complex and partially hollow geometries with relative ease.
La resina per stampaggio a iniezione PEEK è una pratica comune nei settori medico, aerospaziale e in altri settori. Sebbene abbia un punto di fusione molto elevato, potrebbe rappresentare un problema per alcune macchine per stampaggio a iniezione che potrebbero richiedere che sia un materiale speciale in alcuni casi. PEKK e Ultem sono altre plastiche ad alta temperatura che possono essere prese in considerazione.
Applicazioni industriali di parti lavorate in PEEK
Senza dubbio, le parti lavorate in PEEK dovrebbero essere applicate intenzionalmente per sfruttare i suoi vantaggi operativi. Ecco alcuni componenti e settori chiave in cui le parti lavorate in PEEK CNC sono particolarmente adatte:
Petrolio e gas:
Le valvole di lavorazione PEEK sono un'ottima opzione per gli utensili da fondo pozzo nelle applicazioni di petrolio e gas. Sono ottimizzate per condizioni estreme come alte temperature e sostanze chimiche corrosive, il che le rende migliori in termini di resistenza chimica e tolleranza al calore. Le valvole funzioneranno bene in quanto garantiranno che il flusso dei fluidi sia regolato e quindi le operazioni saranno sicure. Inoltre, la loro robustezza consente loro di estendere la durata operativa, riducendo la manutenzione e le sostituzioni.
Medico:
La parte lavorata CNC in PEEK è utilizzata in interventi chirurgici ortopedici e spinali come componente cruciale. È ampiamente utilizzata per gli impianti, in particolare nelle operazioni di fusione spinale per il trattamento della malattia degenerativa del disco. Le gabbie in PEEK che sono solitamente riempite con innesti ossei sono esenti da reazioni avverse perché sono biocompatibili. Inoltre, la proprietà radiotrasparente del PEEK consente un imaging post-operatorio chiaro e un supporto meccanico simile all'osso naturale.
Aerospaziale:
I componenti degli aeromobili, in particolare nelle zone del motore e della cabina, sono realizzati in PEEK Machining o Stampaggio a iniezione PEEK process. It is for cable sheathing and insulation that is lightweight and hence used for fuel efficiency. PEEK’s ability to withstand high temperatures is another factor that makes it suitable for the aerospace industry, where safety and durability in extreme conditions are critical. PEEK composite materials can substitute metal in some parts, and consequently, the weight is decreased while the strength remains the same.
Elettronica
PEEK possiede eccezionali proprietà di isolamento elettrico e quindi è la scelta migliore per molte applicazioni in elettronica. PEEK è un materiale da cui traggono vantaggio connettori, isolanti e isolanti per cavi. Come i supporti per wafer PEEK che sono indispensabili nella produzione di semiconduttori per la loro capacità di resistere a sostanze chimiche estreme e alte temperature durante la fabbricazione di chip.
Automobilistico
Nel settore automobilistico c'è una continua ricerca di materiali che riducano il peso del veicolo e aumentino il risparmio di carburante. Ingranaggi, rondelle reggispinta e anelli di tenuta sono alcuni dei componenti che utilizzano parti lavorate in PEEK. Grazie alla sua capacità di ridurre al minimo l'attrito e l'usura, abbinata alla stabilità termica, è la scelta perfetta per le parti di motori e trasmissioni, che sono sottoposte a forte stress.
Domande frequenti
D1. Il PEEK è facile da lavorare oppure no?
Il PEEK presenta una sfida durante la lavorazione a causa delle sue proprietà speciali. La gestione professionale da parte degli esperti qualificati nel processo è un fattore chiave per risultati ottimizzati.
D2. Il PEEK può essere lavorato tramite EDM?
L'EDM è molto efficiente nel PEEK e consente la creazione di geometrie complesse, irraggiungibili con altri metodi.
D3. PEEK: è più resistente dell'alluminio?
Anche se il PEEK ha una resistenza maggiore dell'alluminio (45.000 psi), è il migliore tra i termoplastici nel rapporto resistenza/peso. È un sostituto affidabile per metalli come acciaio, vetro e alluminio in diverse applicazioni.
Conclusione
Le notevoli caratteristiche del PEEK, tra cui resistenza chimica, biocompatibilità e tolleranze ristrette, sono le ragioni per cui il PEEK è ampiamente utilizzato in vari settori. Le conoscenze acquisite da questo articolo aiuteranno a ottenere una buona lavorazione SBIRCIARE.