Inžinieriai, nurodantys armuotus polieterketono (PEEK) vamzdžius, turi nedelsiant apsispręsti: kokio tipo pluošto sutvirtinimas išlaikys dalį gyvą lauke. Neužpildytas PEEK be vargo susidoroja su dideliu karščiu ir stipriomis cheminėmis medžiagomis. Tačiau esant didelėms nuolatinėms apkrovoms arba esant ekstremalioms temperatūroms, neapdorotas plastikas šliaužia. Pridedate pluoštų, kad sustabdytumėte tą matmenų poslinkį. Pasirinkimas beveik visada susiaurinamas iki 30% anglies pluošto (CF30) arba 30% stiklo pluošto (GF30). Neteisingai pasirinktas reiškia priešlaikinį susijungusių dalių nusidėvėjimą, netikėtus elektros šortus arba katastrofišką terminį gedimą.
Jūs nurodoteanglies pluoštu sustiprintas PEEK vamzdiskai taikymas susijęs su judančiomis dalimis, slydimo trintimi arba griežtu statinio išsklaidymo reikalavimu. Anglies pluoštai veikia kaip mikroskopinis sausas tepalas. Jie taip pat atitraukia šilumą nuo kontaktinio paviršiaus, neleidžiant vietiniam tirpimui ar deformacijai esant didelėms apkrovoms.
Nurodykite PEEK GF30, kai jums reikia maksimalios elektros ir šiluminės izoliacijos vien tik statinėje, konstrukcijoje. Stiklas yra labai abrazyvinis. Jei naudosite GF30 vamzdį kaip guolį arba įvorę prie plieninio veleno, stiklo pluoštai greitai sukramtys susiliejusį metalą. CF30 tausoja metalinį veleną išlaikant plastikinės dalies konstrukcinį tvirtumą.
Priežastis, kodėl neužpildytas PEEK veikia taip gerai, yra jo specifinė molekulinė struktūra. Jame yra kintantys aromatiniai žiedai ir eteriniai ryšiai. Eteriniai ryšiai užtikrina molekulinį lankstumą, suteikdami plastikui būdingą kietumą ir atsparumą smūgiams. Aromatiniai žiedai suteikia ypatingą standumą ir šiluminį stabilumą. Ši sąranka suteikia puikų atsparumą karščiui ir tikslią tvirtumo ir standumo pusiausvyrą. Esant karščiui ar slėgiui, PEEK lengvai nesikreipia ir gerai atlaiko nuolatinį stresą.
PEEK taip pat remiasi labai pusiau kristaline struktūra. Jis išlaiko maždaug 25–35 % kristališkumo lygį, o tai padeda išlaikyti nepakitusias mechanines savybes, net kai temperatūra pakyla link lydymosi temperatūros. Tikslus šilumos valdymas ekstruzijos metu užtikrina, kad polimero grandinės susilanksto į šias labai tvarkingas kristalines struktūras. Jei gamintojas per greitai atvėsina ekstruzinį vamzdelį, plastikas išlieka amorfinis, pasidaro permatomas ir praranda cheminį atsparumą bei atsparumą aukštai temperatūrai.
Kai šią matricą sumaišote su smulkintu anglies ar stiklo pluoštu, nutraukite tvarkingą polimerinių grandinių lankstymą, tačiau įgyjate standų vidinį pastolį. Polimerinė matrica perkelia taikomą įtampą tiesiai į daug stipresnius, standesnius pluoštus. Tai apriboja polimerinių grandinių judėjimą, sustabdo valkšnumą ir žymiai padidina tempimo stiprumą. Tai taip pat sumažina linijinio terminio plėtimosi koeficientą (CLTE) iki lygių, kurie labai atitinka aliuminį ar plieną, todėl inžinieriai gali sukurti tvirtus metalo ir plastiko presavimo būdus, kurie neatsipalaiduos, kai agregatas įkaista.
Anglies pluošto pridėjimas nėra linijinis atnaujinimas. Už pagaminamumą gresia didelė bauda. Didėjant pluošto kiekiui, plastiko lydalo klampumas didėja. Ekstruziniame vamzdyje šie pluoštai linkę išsilyginti srauto kryptimi, o tai reiškia, kad vamzdis išilgai savo ilgio sukuria neįtikėtiną tempimo stiprumą, o išilgai lanko ašies - šiek tiek mažesnis.
10 % anglies užpildas suteikia nedidelį standumą ir išlaiko pakankamai aukštą lydalo srauto indeksą sudėtingiems plonasieniams išspaudimams. Jis išlieka gana lengvai apdirbamas ir atsparus trapiam skilimui.
Padidinimas iki 30 % anglies pluošto yra pramonės standartas. Jis subalansuoja didžiulį tempimo stiprumo padidėjimą ir priimtiną apdirbamumą. Šis santykis užtikrina struktūrinį vientisumą, reikalingą aukšto slėgio darbams, visiškai neprarandant natūralaus plastiko tvirtumo.
Esant 40 % anglies užpildui, pasiekiamas maksimalus standumas. Kompromisas yra ypatingas klampumas gamybos metu. Norint išvengti tuštumų, 40 % CF vamzdžių ekstruzijos arba liejimo įpurškimui reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą. Gauta medžiaga yra labai trapi. Norint apdirbti 40 % CF PEEK, reikia polikristalinio deimantinio (PCD) įrankio, nes standartinės karbido galinės frezos praras savo pjovimo briauną per kelias minutes, kai pjaunamas toks abrazyvinės anglies kiekis.
Neužpildyto PEEK šilumos iškraipymo temperatūra (HDT) yra apie 152 °C. Įpilkite 30% anglies arba stiklo pluošto ir HDT pakils iki 315 °C. Abi užpildytos medžiagos lengvai atlaiko ekstremalią aplinkos karštį.
Skirtumas slypi elektros keliuose. PEEK natūraliai yra labai efektyvus izoliatorius. Pridėjus stiklo pluošto, jis toks ir išlieka, išlaikant didelę tūrio varžą. Pridėjus anglies pluošto, jo tūrinė varža smarkiai sumažėja. CF30 iš prigimties yra antistatinis. Reguliuodami anglies matricą, gamintojai gali pagaminti antistatinį PEEK cilindrą arba visiškai laidų PEEK vamzdelį. Jei jūsų degalų tiekimo liniją ar kosmoso komponentą reikia saugiai įžeminti statinį krūvį, anglies pluoštas yra privalomas. Stiklo pluoštas sulaikys tą krūvį tol, kol susidarys pakankamai įtampos, kad susidarytų lankas, o tai gali sukelti katastrofišką gedimą nepastovioje aplinkoje.
Tribologija – trinties ir nusidėvėjimo tyrimas – yra ta vieta, kur CF30 ir GF30 visiškai atsiskiria pagal jų fizinę sąveiką su besijungiančiais paviršiais.
| Medžiagos variantas | Dinaminis trinties koeficientas (palyginti su plienu) | Poravimosi paviršiaus nusidėvėjimo profilis | Šilumos laidumas |
|---|---|---|---|
| Neužpildytas PEEK | 0,30 - 0,40 | Žemas (neabrazyvinis) | Žemas (izoliatorius) |
| PEEK CF30 | 0,15 - 0,20 | Labai žemas (savaime tepantis) | Aukštas (išsklaido šilumą) |
| PEEK GF30 | 0,40 - 0,55 | Aukštas (labai abrazyvinis) | Žemas (izoliatorius) |
Esant dinaminėms apkrovoms, šilumos kaupimasis sunaikina plastiką. Kiekvienas polimeras turi slėgio ir greičio (PV) ribą. Peržengus šią ribą, plastikas negali pakankamai greitai išleisti trinties šilumos, todėl greitai tirpsta ir sugenda komponentai. CF30 išsiskiria guoliais, sandarikliais ir dilimo žiedais, nes anglies pluoštas veikia kaip šilumos laidai, ištraukia šilumą iš trinties sąsajos ir paskirsto ją per vamzdžio korpusą.
Anglies pluoštai taip pat veikia kaip kietas tepalas. Kadangi PEEK dėvisi mikroskopiškai, ant poravimosi paviršiaus lieka plona tribologinė anglies plėvelė, kuri laikui bėgant dar labiau sumažina trinties koeficientą.
Stiklo pluoštai veikia visiškai priešingai. Jie yra šilumos izoliatoriai, o tai reiškia, kad trinties šiluma lieka įstrigusi kontaktiniame taške, sumažindama dalies efektyviąją PV ribą. Dar blogiau, atviri mikroskopiniai stiklo pluoštai veikia kaip švitrinis popierius. Esant dinaminei apkrovai, GF30 vamzdis agresyviai įmuša ir nusidėvi metalinį veleną, prieš kurį jis važiuoja. Naudokite stiklą statinėms konstrukcijoms. Naudokite anglį viskam, kas juda.
Inžinieriai nurodo šiuos vamzdžius remdamiesi ekstremaliomis aplinkos sąlygomis, kurios sunaikina standartinius inžinerinius plastikus, tokius kaip Delrin arba Nylon.
Aviacijos ir kosmoso srityse svorio mažinimas lemia medžiagų pasirinkimą. Mechaniškai apdorotas anglies pluošto vamzdis pakeičia aliuminį ir titaną kuro sistemose, dronų sklandimuose ir konstrukcijose. Jis numeta didelį svorį ir yra atsparus agresyviems aviaciniams skysčiams, hidraulinėms alyvoms ir reaktyviniam kurui.
Medicinos srityje PEEK vamzdis, skirtas medicinos instrumentams, turi išgyventi šimtus ciklų aukštos temperatūros garų autoklave, nesugadindamas, neiškrypdamas ar neprarasdamas matmenų stabilumo. Anglies užpildyti variantai užtikrina didelį standumą, reikalingą chirurginiams nukreipimo kreiptuvams, endoskopinėms rankenoms ir išoriniams fiksavimo komponentams.
Energijos ir gręžimo jūroje operacijos priklauso nuoekstruzijos anglimi užpildytas PEEKgręžinių laidinio registravimo įrankiams ir jutiklių korpusams. Medžiaga išlaiko nuolatinį rūgščių dujų (H2S) poveikį, ekstremalų hidrostatinį slėgį ir aplinkos temperatūrą, viršijančią 200 °C giliai po žeme.
Išspausti užpildytą PEEK yra labai sunku. Lydymosi fazės metu pluoštai gali sulipti ir susidaryti sausas dėmes, dervos turinčias zonas arba tuštumas, paslėptas vamzdžio sienelės viduje. 1 mm tuštuma PEEK vamzdžio sienelėje veikia kaip stiprus įtempių koncentratorius. Esant ciklinei apkrovai arba dideliam hidrostatiniam slėgiui, iš šios tuštumos sklinda mikro įtrūkimai, kol dalis visiškai nukirpta. Kadangi anglimi užpildytas PEEK yra juodas ir visiškai nepermatomas, jūs negalite vizualiai apžiūrėti, ar nėra šių trūkumų.
Siekiant užtikrinti konstrukcijos vientisumą, aukščiausio lygio gamyba remiasiDI pagrįstas defektų aptikimas. Šis procesas sujungia ultragarsinį akustinį nuskaitymą arba pažangų rentgeno vaizdą su mašininio mokymosi algoritmais. Jis identifikuoja mikrotuštumus, pluošto aglomeraciją ir koncentriškumo pokyčius realiu laiku, kai vamzdis palieka ekstruzijos štampą. Sistema akimirksniu susieja akustinius atspindžius su fizinių defektų dydžiais, atmesdama pažeistas vamzdžių dalis prieš jas išsiunčiant. Užfiksavus šiuos vidinius defektus, galutinai apdorota vamzdžio sienelė nesuges esant slėgiui lauke.
Nenaudinga nurodyti tinkamą polimerų mišinį, jei galutinė geometrija reikalauja per daug papildomo apdorojimo. PEEK yra brangi žaliava. Nusipirkus vientisą strypą ir 80 % jo apdirbant į drožles, sugriaunamas jūsų projekto biudžetas ir sugaištama brangus CNC staklių laikas. Beveik tinklo formos vamzdžių tiekimas drastiškai sumažina gamybos sąnaudas ir medžiagų atliekas.
Būdama speciali gamykla, „Guangzhou Ideal Plastic“ valdo specializuotas ekstruzijos, liejimo įpurškimo ir CNC apdirbimo linijas, skirtas specialiai aukštos temperatūros inžineriniams plastikams. Jie gaminaAnglies pluoštu užpildyti PEEK vamzdeliaianglies užpildymo lygis svyruoja nuo 10% iki 40%. Įrenginys ekstruzuoja masyvius profilius, tvarko pasirinktinius matmenis nuo 15 mm iki 458 mm pagal vidinio ir išorinio skersmens specifikacijas.
Visoms medžiagoms taikomas ISO9001 kokybės valdymas, taip pat REACH ir RoHS sertifikatai. Tai užtikrina visišką atitiktį pasaulinės aviacijos, medicinos ir tikslios gamybos tiekimo grandinėms. Tinkamą anglies užpildymo greitį priderinus prie beveik tinklinės formos ekstruzijos, jūs gaunate tikslias mechanines savybes, kurioms buvote suprojektuoti ir pateikiamos tokios geometrijos, kuri sumažina apdirbimo išlaidas.
