Standartinis neužpildytas polieterio eterketonas (PEEK) geriau atlaiko ekstremalų karštį nei beveik bet kuris kitas inžinerinis plastikas. Tai pasikeičia tuo metu, kai taikote mechaninę apkrovą. Esant nuolatinei aukštesnei nei 150 °C temperatūrai, neužpildytas PEEK komponentas, veikiamas nuolatinio fizinio spaudimo, pradės šliaužti, deformuotis ir galiausiai praras savo matmenų toleranciją. Tai ištaisysite pakeisdami polimero struktūrinę matricą.
Sumaišius pagrindinę dervą su 30 % trumpo anglies pluošto, medžiagos fiziniai apribojimai labai pasikeičia. Vidinis anglies tinklas veikia kaip standus karkasas, kuris priešinasi polimero grandinės judėjimui. Tai padidina šilumos iškraipymo temperatūrą (HDT) virš 315 °C. Jis padaugina tamprumo modulį, drastiškai sumažina šiluminio plėtimosi koeficientą ir sukuria susidėvėjusį paviršių, kuris viršija standartinį PEEK. Jei naudojate didelę trintį, mechaninį įtempimą ir agresyvų karštį,Anglies pluoštu sustiprinti PEEK vamzdžiaisiūlo struktūrinį stabilumą, kurio trūksta gryniems polimerams.
Inžineriniai gedimai aukštos temperatūros aplinkoje retai įvyksta, nes medžiaga staiga išsilydo. Taip atsitinka, nes medžiaga lėtai duoda derlių. Šiluminė deformacija yra laipsniškas, šliaužiantis procesas, kai šilumos ir slėgio derinys priverčia polimerą pakeisti numatytą formą. Taikant tikslią įrangą, vos kelių šimtųjų milimetro dalių matmenų poslinkis nesiskiria nuo visiško komponento gedimo.
Apsvarstykite standartinį PEEK movinį guolį, veikiantį didelio greičio siurblyje esant 200 °C temperatūrai. Aplinkos temperatūra yra gerokai žemesnė už PEEK lydymosi tašką 343°C, tačiau lokali trinties šiluma padidina paviršiaus temperatūrą. Medžiagai šiek tiek suminkštėjus, besisukančio veleno mechaninė apkrova suspaudžia guolio sienelę. Vidinis skersmuo plečiasi. Velenas pradeda vibruoti. Vibracija padidina trintį, o tai generuoja daugiau šilumos, pagreitina deformaciją, kol sistema visiškai užsifiksuos.
Šis tikslus gedimo režimas vargina skysčių nukreipimo linijas, izoliacines įvores ir apkrovą laikančius cilindrus sunkiojoje pramonėje. Pirkėjai dažnai klysta dėl pagrindinės priežasties, manydami, kad plastikas tiesiog neatlaiko temperatūros. Tikroji problema yra gniuždymo stiprumo trūkumas toje konkrečioje temperatūroje. Kai nurodote vamzdį didelės apkrovos, didelio karščio aplinkai, pasikliauti medžiagos pagrindo lydymosi temperatūra yra brangi klaida. Turite įvertinti šilumos iškraipymo temperatūrą esant apkrovai. Neužpildyti plastikai kaitinant plečiasi izotropiškai – visomis kryptimis vienodai. Be sutvirtinančio agento, užfiksuojančio geometriją, fiziškai neįmanoma išlaikyti griežtų leistinų nuokrypių dinamiškoje šiluminėje aplinkoje.
30% trumpo anglies pluošto pridėjimas prie PEEK matricos iš esmės keičia tai, kaip medžiaga sugeria ir paskirsto mechaninę energiją. Anglies pluoštai yra daug standesni ir stipresni nei aplinkiniai polimerai. Kai apkrova taikoma 30 % anglies užpildytam PEEK vamzdžiui, įtempis iš santykinai minkštos plastikinės matricos persikelia tiesiai į standžius anglies pluoštus.
Šis įtempių perdavimas lemia didesnį medžiagos elastingumo modulį ir didesnį mechaninį stiprumą. Pluoštai fiziškai blokuoja polimerų grandines nuo slydimo viena pro šalį. Kadangi kaitinant anglis nesiplečia tokiu greičiu kaip plastikas, ji veikia kaip vidinis suvaržymas. Linijinio šiluminio plėtimosi koeficientas žymiai sumažėja, o tai reiškia, kad apdirbta mova išlaikys savo vidinį ir išorinį skersmenis, net kai darbinė temperatūra smarkiai svyruoja.
Anglies pridėjimas taip pat pakeičia medžiagos tribologines savybes. Lyginant CF PEEK ir standartinį PEEK nusidėvėjimo koeficientą, sustiprintas variantas puikiai veikia esant aukštam slėgiui ir greičiui (PV). Naudojant paprastą guolį arba įvorę, anglies pluoštai yra susidėvėjimo sąsajoje. Jie patiria didžiausią trinties apkrovą, neleidžiant minkštesniam polimerui plyšti ar prilipti prie besiderančio metalinio paviršiaus. Dėl šio išskirtinio atsparumo dilimui jis yra numatytasis pasirinkimas didelės trinties judančioms dalims.
Tačiau šis struktūrinis standumas sukuria būtinus kompromisus gamyboje. CF30 PEEK yra daug kietesnis ir abrazyvesnis nei standartinis PEEK. Norint tiksliai apdoroti, reikia specializuotų įrankių ir standžių CNC apdirbimo centrų. Kadangi medžiaga yra standesnė, ji yra ir trapesnė; jis netoleruos stiprių smūgių apkrovų, taip pat neužpildyto polimero. Norint pasiekti tikslią geometriją, reikia profesionalaus valdymo. „GuangZhou Ideal“ gamina šiuos vamzdžius, kurių specifiniai leistini nuokrypiai yra ±0,02 mm, o sienelių storis svyruoja nuo 3 mm iki 100 mm, todėl užtikrina, kad net storasieniai, didelio gniuždymo stiprumo PEEK cilindrai atitiktų tikslias inžinerines specifikacijas be vidinių tuštumų ar įtempių lūžių.
Inžinieriai pagal numatytuosius nustatymus nenurodo anglimi sustiprinto PEEK. Medžiaga yra brangi ir reikalauja tikslaus apdirbimo. Jis pasirinktas specialiai, norint pakeisti gendančias, per sunkias arba elektromagnetiškai nesuderinamas su darbo aplinka medžiagas. Du dažniausiai pasitaikantys pakeitimo būdai apima sunkiųjų metalų pakeitimą skrydžio techninėje įrangoje ir izoliacinių plastikų pakeitimą jautrios elektronikos gamyboje.
Už kiekvieną orlaivio ar erdvėlaivio masės gramą taikoma degalų bauda. Aviacijos ir kosmoso inžinieriai dešimtmečius ieško būdų, kaip ištraukti svorį iš važiuoklės nepažeidžiant konstrukcijos vientisumo. Istoriškai komponentai, veikiami korozinių aviacinių skysčių, didelės vibracijos ir variklio kaitros, buvo gaminami iš titano arba nerūdijančio plieno. Šiandien aviacinės klasės anglies pluošto PEEK sparčiai pakeičia metalą skliausteliuose, skysčių linijose ir konstrukcinėse movose.
Matematika, skatinanti šį pakeitimą, yra paprasta. Titano savitasis svoris yra maždaug 4,5 g/cm³. Anglies armuoto PEEK savitasis svoris yra maždaug 1,4 g/cm³. Metalinį vamzdelį pakeitus anglimi sutvirtintu plastikiniu vamzdžiu, svoris iš karto sumažėja beveik 70%. Nors CF PEEK negali atitikti absoliutaus titano atsparumo tempimui, jis dažnai viršija specifinius stiprumo reikalavimus. Jei komponentas yra per daug pagamintas iš metalo, kad atlaikytų darbinę temperatūrą, perėjus prie aukštos temperatūros polimero pašalinama nereikalinga masė.
Be svorio, CF PEEK visiškai pašalina galvaninę koroziją. Kai skirtingi metalai liečiasi drėgnoje aplinkoje, vienas rūdys kitą. Plastikas nutraukia šią elektros grandinę. Dėl to apdirbtos anglies pluošto PEEK movos yra labai vertingos kaip izoliacinės izoliacijos ir apsauginiai maršrutizavimo vamzdžiai sudėtinguose aviacijos ir erdvėlaivių mazguose, kuriuose sąveikauja kelių tipų metalai.
Puslaidininkių pramonė veikia pagal nulinės tolerancijos politiką kietųjų dalelių užterštumui ir elektrostatinei iškrovai (ESD). Didelio grynumo cheminėms medžiagoms, dejonizuotam vandeniui ar proceso dujoms pernešti per konstrukciją reikia vamzdžių, kurie nesuirtų, neišplautų jonų ir nesukurtų statinio krūvio. Neužpildytas PEEK yra puikus cheminis izoliatorius, tačiau jis taip pat yra galingas elektros izoliatorius. Kai skysčiai veržiasi per neužpildytą plastikinį vamzdelį, jie sukuria triboelektrinį krūvį. Neturint kelio į žemę, ta statinė elektra kaupiasi iki lanko, akimirksniu sunaikindama tūkstančius dolerių vertės mikroschemas.
30% anglies pluošto užpildas išsprendžia šią problemą. Kadangi anglis yra laidi elektrai, ištisinis pluoštų tinklas visoje polimerinėje matricoje sumažina medžiagos paviršiaus varžą. Tai paverčia vamzdį iš izoliatoriaus į statinį išsklaidantį arba laidų komponentą. Naudojantaukštos temperatūros CF PEEK vamzdeliaileidžia gamintojams saugiai įžeminti savo skysčių nukreipimo sistemas.
Norint rasti patikimų antistatinių PEEK vamzdžių tiekėjų, reikia atidžiai stebėti jų gamybos aplinką. Užteršimas dervoje arba dulkės ekstruzijos procese gali sukelti puslaidininkinės įrangos gedimo taškus. „GuangZhou Ideal“ valdo 100 000 klasės įpurškimo liejimo dirbtuves be dulkių, kad atitiktų puslaidininkių ir medicinos reikmėms reikalingus švaros standartus, užtikrinant, kad laidus puslaidininkių PEEK vamzdis išliktų be pašalinių dalelių.
Anglies pluoštu sustiprinto PEEK pirkimas nėra panašus į prekinio PVC pirkimą. Žaliavų kaštai reikalauja tikslių specifikacijų, o anglies užpildo abrazyvinis pobūdis reiškia, kad ne kiekviena mašinų parduotuvė gali laikytis griežtų leistinų nuokrypių. Jei perkate pagal užsakymą pagamintus ekstruzinius CF30 PEEK vamzdelius arba apdirbtus cilindrus, įvertinkite savo tiekėją pagal šią techninę bazę, kad išvengtumėte brangių pakartotinių paleidimų.
Vienintelis būdas nustatyti tinkamą polimerą yra jūsų darbo aplinkos šiluminės ir mechaninės realybės supratimas. Kai standartiniai plastikai deformuojasi, o metalai prideda nepriimtino svorio, perėjimas prie anglimi sustiprintos matricos yra inžinerinis sprendimas. Peržiūrėkite reikiamus matmenis irUžsisakykite individualius anglies pluoštu sustiprintus PEEK vamzdžiuskad užfiksuotumėte aukštos temperatūros tolerancijas.
