PEEK注塑加工的5个关键步骤

2024-11-21

PEEK(聚醚醚酮)是一种高性能工程塑料,因其优异的耐热性、耐化学性、机械性能等特性,广泛应用于航空航天、医疗、汽车等领域。PEEK注塑加工由于材料的特殊性,相比普通塑料注塑,需要更精细的控制和更专业的工艺。

 

材料干燥:

PEEK 材料对水分非常敏感,在注塑前必须进行充分干燥,以去除材料中吸收的大气水分。若使用干燥箱,干燥时间要在 2 小时以上,且原料在托盘中的厚度不能超过 25mm,防止干燥不彻底或被污染。干燥后的材料水分含量应小于 0.02% w/w,否则会在注塑过程中产生气泡、水解等问题,影响制品的质量。

 

设备选择与调试:

注塑机选择:选用具有闭环控制能力、带微处理器控制的现代往复式螺杆注塑成型机。这种注塑机能够更精确地控制注塑过程中的参数,确保制品的质量。

螺杆配置:螺杆材质需耐温 400℃以上,使用没有止逆装置的低压缩比螺杆,压缩比建议在 1:1 至 1.3:1 之间,长径比 L/D 的最小值为 16:1,优先选用 18:1 和 24:1 之间的比值。合适的螺杆能够保证 PEEK 材料在注塑过程中均匀熔化和输送。

温度控制系统调试:包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度的控制。料筒温度根据 PEEK 的级别有所不同,未增强级别的料筒温度为 360-380℃,增强级别的为 380-400℃;喷嘴处需要安装足够大的加热器,防止温度降到 343℃以下时熔融物固化产生 “注塑冷料”;模具的表面温度应控制在 175-205℃,以确保制品的外观和尺寸稳定性。

注塑参数设定:

注射压力:一般的注射压力为 70-140MPa,对于结构复杂、壁厚较大的制品,可能需要更高的注射压力,以保证熔融的 PEEK 能够充满模具型腔。

注射速度:采用中等到高速的注射速度,既能够使 PEEK 材料快速填充模具型腔,又能避免因速度过快而产生过大的剪切应力,导致制品内部产生缺陷。

背压:背压设定为 0-1.0MPa(0-10kgf/cm?),适当的背压可以帮助排除材料中的气体,提高制品的密度和质量。

螺杆转速:一般螺杆转速为 50-100rpm,对于强化等级的 PEEK 材料,建议使用较低的螺杆转速,以减少材料的剪切和降解。

注塑过程控制:

成型过程应通过螺杆速度和位置进行控制,而非通过压力和时间控制,这样可以确保注塑速率和充填时间都能受到精确控制。在注塑过程中,需要连续监测注塑时间、最终残量位置和达到注塑速度所需的压力等参数。

后处理:

冷却:注塑完成后,制品需要在模具中冷却一段时间,冷却时间的长短根据制品的尺寸、形状和厚度等因素确定。冷却过程中要确保制品均匀冷却,避免因冷却不均而产生内应力和变形等问题。

热处理:对制品进行适当的热处理可以提高其结晶度,从而提高制品的强度和耐化学性,减少热残留和内部应力,降低在高温下的尺寸变化。热处理的温度和时间需要根据具体的 PEEK 材料和制品要求进行调整。


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