5 kritische Schritte beim PEEK-Spritzguss
PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungs-Thermoplast, der für seine außergewöhnliche Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften erfordert das Spritzgießen von PEEK im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen einen präziseren und spezialisierteren Prozess.
1. Materialtrocknung:PEEK ist stark hygroskopisch und muss vor der Verarbeitung gründlich getrocknet werden, um absorbierte Luftfeuchtigkeit zu entfernen. Um unvollständiges Trocknen oder Verunreinigungen zu vermeiden, wird empfohlen, das Material mindestens 2 Stunden lang in einem Ofen zu trocknen, wobei die Materialstärke auf Tabletts 25 mm nicht überschreiten darf. Das getrocknete Material sollte einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,02 % w/w aufweisen, um Probleme wie Blasenbildung und Hydrolyse während des Formens zu vermeiden, die die Produktqualität beeinträchtigen können.
2. Geräteauswahl und Kalibrierung:
Spritzgussmaschine: Ideal ist eine moderne Spritzgussmaschine mit Kolbenschneckenantrieb, geschlossenem Regelkreis und Mikroprozessor. Dies ermöglicht eine präzise Kontrolle der Prozessparameter und stellt eine gleichbleibende Produktqualität sicher.
Schneckenkonfiguration: Die Schnecke sollte temperaturbeständig bis mindestens 400°C sein und ein niedriges Kompressionsverhältnis (1:1 bis 1,3:1) ohne Rückschlagventil aufweisen. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis (L/D) sollte mindestens 16:1 betragen, wobei 18:1 bis 24:1 bevorzugt werden. Diese Konfiguration gewährleistet ein gleichmäßiges Schmelzen und Fördern des PEEK-Materials.
Kalibrierung des Temperaturkontrollsystems: Dazu gehört die Kontrolle der Zylinder-, Düsen- und Formtemperaturen. Die Zylindertemperaturen variieren je nach PEEK-Sorte und liegen zwischen 360 und 380 °C für unverstärkte und 380 bis 400 °C für verstärkte Sorten. Die Düse sollte über eine ausreichend große Heizung verfügen, um zu verhindern, dass die Schmelze unter 343 °C erstarrt und kalte Pfropfen entstehen. Die Oberflächentemperatur der Form sollte zwischen 175 und 205 °C gehalten werden, um ein einheitliches Erscheinungsbild und eine gleichbleibende Dimensionsstabilität der Teile zu gewährleisten.
3. Injektionsparameter:
Einspritzdruck: Normalerweise 70–140 MPa. Bei komplexen Teilen mit dicken Wänden können höhere Drücke erforderlich sein, um eine vollständige Formfüllung zu gewährleisten.
Einspritzgeschwindigkeit: Um die Formhöhle schnell zu füllen und gleichzeitig übermäßige Scherspannungen und innere Defekte zu vermeiden, werden mittlere bis hohe Geschwindigkeiten empfohlen.
Gegendruck: 0–1,0 MPa (0–10 kg/cm²) hilft, das Material zu entgasen und die Teiledichte und -qualität zu verbessern.
Schneckengeschwindigkeit: Im Allgemeinen 50–100 U/min. Für verstärktes PEEK werden niedrigere Geschwindigkeiten empfohlen, um Scherung und Zersetzung zu minimieren.
4. Kontrolle des Injektionsprozesses:Der Formprozess sollte durch Schneckengeschwindigkeit und -position und nicht durch Druck und Zeit gesteuert werden, um eine präzise Kontrolle der Einspritzrate und Füllzeit zu gewährleisten. Parameter wie Einspritzzeit, endgültige Restposition und zum Erreichen der Einspritzgeschwindigkeit erforderlicher Druck sollten kontinuierlich überwacht werden.
5. Nachbearbeitung:
Abkühlung: Die Teile sollten je nach Größe, Form und Dicke für eine geeignete Dauer in der Form abgekühlt werden. Sorgen Sie für eine gleichmäßige Abkühlung, um innere Spannungen und Verformungen zu vermeiden.
Wärmebehandlung: Durch Wärmebehandlung kann die Kristallstruktur verbessert, die Festigkeit und chemische Beständigkeit erhöht, Restspannungen reduziert und Maßänderungen bei erhöhten Temperaturen minimiert werden. Die genaue Temperatur und Dauer hängen vom PEEK-Material und den Teileanforderungen ab.
