Бидејќи напредната опрема бара материјали со подобра механичка стабилност и управување со топлина,Филм PEEK исполнет со јаглеродго привлече вниманието во воздушните компоненти, полупроводничката опрема и прецизните машини. Клучното размислување не е само колку јаглеродни влакна се додадени, туку како соодносот на полнење влијае на целиот процес на производство и примена.
PEEK, или полиетеретеркетон, е полукристална термопластика со високи перформанси позната по својата термичка отпорност, хемиска отпорност, механичка сила и однесување на абење. Овие карактеристики го прават погоден за компоненти што се користат во тешки индустриски средини.
Сепак, непополнетиот PEEK не ги исполнува барањата на секоја апликација. Некои компоненти имаат потреба од поголема цврстина, помала термичка експанзија, подобрен пренос на топлина или подобра отпорност на повторен контакт на лизгање. Додавањето сецкани јаглеродни влакна ја модифицира структурата на материјалот и помага да се одговори на овие барања.
Во производството на лиен филм, јаглеродните влакна се соединуваат со PEEK смола пред да се обработат преку процес на леење и истиснување со рамна матрица T-die. Добиениот филм има црн изглед и различни механички и термички карактеристики од природниот PEEK филм.
Промената на перформансите зависи од содржината на јаглеродни влакна, дисперзија на влакна, задржана должина на влакна, услови на истиснување и последователна термичка обработка. Затоа, процентот на полнење треба да се земе предвид заедно со планираната апликација и методот на обработка.
Различните нивоа на оптоварување на јаглеродни влакна создаваат различни рамнотежи помеѓу зајакнувањето и обработливоста. Оценките CF10, CF20 и CF30 илустрираат како зголемувањето на односот на полнење може да го промени однесувањето на лиениот PEEK филм.
| Одделение | Главни карактеристики | Размислувања за обработка |
|---|---|---|
| CF10 | Пониска содржина на полнење, подобра цврстина и проточност, умерено засилување. | Погоден за релативно тенки лиени филмови, со помалку површински лебдечки влакна и релативно помал ризик од искривување. |
| CF20 | Избалансирана ригидност, отпорност на абење, топлинска спроводливост и димензионална стабилност. | Нуди рамнотежа помеѓу перформансите на материјалот и способноста за обработка на актерската екипа. |
| CF30 | Поголема ригидност, отпорност на абење и топлинска спроводливост. | Поголемиот вискозитет и кршливост на топењето го прават леењето со тенок слој и секундарната обработка потешки. |
CF10 е генерално полесно да се обработи во потенки филмски структури. Неговиот помал вискозитет на топење поддржува подобар проток за време на лиење, додека материјалот задржува релативно поголема флексибилност и цврстина.
CF20 обезбедува побалансирана комбинација на засилување и перформанси на обработка. Може да се земе предвид кога на апликацијата и е потребна подобрена вкочанетост и отпорност на абење без да се движи директно до повисоката кршливост поврзана со CF30.
CF30 нуди посилно засилување, но неговото повисоко оптоварување со јаглеродни влакна ја зголемува вискозноста на топењето и го отежнува стабилното производство на ултра тенки фолии. Информациите за производот идентификуваат практична производна дебелина од најмалку 0,25 mm за оваа класа.
ЗаФилм PEEK исполнет со јаглерод, соодветното одделение треба да се избере според потребната дебелина, условите на свиткување, механичкото оптоварување, термичките перформанси и методот на секундарна обработка.
Зајакнувањето со јаглеродни влакна ги менува не само својствата на готовиот материјал, туку и начинот на кој PEEK се однесува за време на истиснување и лиење. Како што се зголемува содржината на полнење, вискозноста на топењето се зголемува. Ова влијае на тоа колку рамномерно се шири материјалот низ матрицата и како реагира на напнатоста и ладењето.
За време на производството на лиен филм, стопениот материјал поминува низ рамна матрица и се влече низ валјаците за ладење. Стабилниот проток на топење е важен за одржување на конзистентна дебелина и квалитет на површината. Поголемото оптоварување на јаглеродни влакна може да го направи процесот почувствителен на температура, притисок на истиснување и услови на цртање.
Нерамномерната дисперзија на влакната може да резултира со видливи површински дефекти, изложеност на влакна или локални варијации во својствата на материјалот. Прекумерната напнатост на влечење може да придонесе и за пукнатини, дупчење и други дефекти на филмот, особено кога се обработуваат формулации со повисоко полнење.
Истиснувањето и ладењето може да остават преостанат стрес во внатрешноста на филмот. Кога материјалот последователно се сече со матрица, овие напрегања може да се ослободат нерамномерно, предизвикувајќи виткање или искривување на исечениот дел. Ориентацијата на јаглеродни влакна може да придонесе за различно однесување на собирање во насока на машината и попречна насока.
Градиентното ладење, контролираното затегнување на влечење и жарењето се меѓу процесните мерки што се користат за намалување на овие ризици. Сепак, овие третмани може да ја ублажат инхерентната анизотропија на материјалот наместо целосно да ја елиминираат.
Главната причина за додавање јаглеродни влакна е да се модифицираат перформансите на матрицата PEEK. Неколку својства се особено релевантни кога се оценува филмот за индустриска употреба.
Зајакнувањето со јаглеродни влакна ја зголемува вкочанетоста и помага да се ограничи термичката деформација. Ова може да биде корисно за прецизни разделувачи, тенки структурни компоненти и елементи за запечатување кои треба да ја одржат својата геометрија при механичко или термичко оптоварување.
Јаглеродните влакна го подобруваат преносот на топлина во споредба со непополнетиот PEEK. Според податоците за доставените материјали, природниот PEEK има топлинска спроводливост од приближно 0,29 W/(m·K), додека CF10 достигнува 0,5–0,7 W/(m·K) и CF30 достигнува 0,8–1,2 W/(m·K).
| Материјал | Топлинска спроводливост |
|---|---|
| Природен ЅИР | Приближно 0,29 W/(m·K) |
| CF10 PEEK | 0,5-0,7 W/(m·K) |
| CF30 PEEK | 0,8-1,2 W/(m·K) |
Зајакнувањето со јаглеродни влакна може да ја подобри отпорноста на абење и да го намали триењето при соодветни лизгачки апликации. Ова го прави материјалот релевантен за индустриските облоги, слоевите кои го намалуваат триењето и компонентите отпорни на абење. Вистинските перформанси зависат од притисокот на контактот, завршетокот на површината, материјалот на спротивната површина и работните услови.
Поголемата содржина на јаглеродни влакна генерално ја намалува флексибилноста на филмот. CF30, особено, е покршлив и може да развие микропукнатини при мало виткање. За апликации кои вклучуваат повторено големо свиткување или удар, може да биде посоодветна оценка со пониско полнење или ненаполнет PEEK.
Комбинацијата на топлинска спроводливост, отпорност на абење и димензионална стабилност го прави PEEK филмот исполнет со јаглеродни влакна релевантен за неколку специјализирани индустриски средини.
Потенцијалните апликации вклучуваат лесни заштитни слоеви, компоненти за изолација на висока температура и лизгачки елементи отпорни на абење. Изборот на материјалот треба да ги земе предвид работната температура, вибрациите, изложеноста на радијација и соодветните барања за квалификација.
Филмот PEEK исполнет со јаглеродни влакна може да се користи за изолациони облоги без контакт на нафора, изолациски шипки и избрани компоненти отпорни на абење во опремата за вакуум. Неговите термички и механички својства можат да бидат корисни во опрема изложена на покачени температури и повторено механичко движење.
Индустриските апликации вклучуваат лизгачки облоги, слоеви кои го намалуваат триењето, запечатувачки листови и термоизолациони влошки. Потребната дебелина, плошноста, однесувањето на триење и димензионалните толеранции треба да се потврдат според дизајнот на компонентата.
Материјалните ограничувања се исто толку важни како и потенцијалните апликации. Стандардниот PEEK филм исполнет со сецкани јаглеродни влакна не треба да се избира за секоја средина.
● Не е замена за наменскиот материјал контролиран со ESD каде што е потребна стабилна отпорност на површината во одреден опсег.
● Несоодветно е за директен контакт со полупроводнички наполитанки со висока чистота каде што е неприфатлива контаминација со јаглеродни честички.
● Неговата релативно висока кршливост го прави несоодветен за апликации кои вклучуваат постојано големо свиткување.
● Неговиот непроѕирен црн изглед не ги задоволува барањата за проѕирен филм.
● Не треба да се користи во средини во кои се вклучени силни оксидирачки медиуми кои можат да ја нападнат матрицата PEEK.
ЗаФилм PEEK исполнет со јаглерод, соодветноста на апликацијата мора да се процени користејќи ги реалните работни услови наместо само името на материјалот или процентот на јаглеродни влакна.
Конзистентните перформанси на материјалот бараат контрола во текот на процесот на производство. Содржината на јаглеродни влакна, влагата, должината на влакната, дебелината и внатрешниот стрес може да влијаат на квалитетот на готовиот филм.
Дојдовните сложени пелети може да се проверат за содржина на влага, оптоварување со јаглеродни влакна и задржана должина на влакна. Овие инспекции помагаат да се идентификуваат варијациите на материјалот пред да започне истиснувањето.
Следењето на дебелината и инспекцијата на површината помагаат да се идентификуваат варијациите за време на лиењето. Системите за оптичка инспекција можат да детектираат видливи дефекти како што се црни дамки, дупки, гребнатини и откриени лебдечки влакна. Изборната проверка со рендген може да се користи за проверка на вградени метални честички каде што е наведено.
Инспекцијата на готовиот производ може да вклучува мерење на димензии, испитување на површината, анализа на пресек, механичко тестирање и проценка на термичките својства. Тестовите за искривување со матрица, исто така, можат да помогнат да се процени однесувањето на преостанатиот стрес по секундарната обработка.
Овие контроли се особено важни за прецизни апликации каде што плошноста на филмот, конзистентноста на дебелината и механичките својства влијаат на перформансите на готовата компонента.
Гуангжу Ideal Plastic Technology Co., Ltd.известува дека започна со производство на филм PEEK исполнет со јаглеродни влакна во 2014 година. Нејзините наведени контроли на производство опфаќаат инспекција на дојдовниот материјал, онлајн мониторинг и лабораториско тестирање на готовиот производ. Компанијата, исто така, обезбедува услуги за сечење, ламинирање и сечење за важечките спецификации на филмот.
О: Оценките се разликуваат главно во оптоварувањето на јаглеродни влакна и добиената рамнотежа на цврстина, отпорност на абење, топлинска спроводливост, цврстина и обработливост. CF10 нуди подобра проточност и цврстина, CF20 обезбедува избалансирана комбинација на својства, а CF30 обезбедува повисоко засилување со попребирливи барања за обработка.
О: Искривувањето е поврзано со резидуален внатрешен стрес од истиснување и ладење, како и со анизотропно собирање предизвикано од ориентацијата на јаглеродни влакна. Греењето и контролираното ладење може да го намалат ризикот, иако не можат целосно да ја елиминираат вродената анизотропија на материјалот.
О: Не мора. Стандардниот PEEK филм исполнет со сецкани јаглеродни влакна може да има полупроводнички карактеристики, но неговата отпорност може да варира во широк опсег. Апликациите кои бараат контролирани перформанси на ESD треба да користат посветен материјал за ESD-одделение со проверени податоци за електрично тестирање.
О: CF30 има поголем вискозитет на топење и поголема кршливост од оценките со пониско полнење. Наведеното упатство за производство го идентификува сигурното лиење на дебелини од 0,25 mm и погоре. Потенките апликации треба да се проценат кај производителот пред спецификацијата.
О: Инспекцијата може да вклучува тестирање на влага, анализа на содржината на јаглеродни влакна, испитување на должината на влакната, онлајн мониторинг на дебелината, инспекција на површината, мерење на димензии, механичко тестирање, термичко тестирање и евалуација на искривување со матрица.
О: Обезбедете ја потребната класа на јаглеродни влакна, дебелина на филмот, ширина, должина на ролна или димензии на листот, барања за површина, метод на обработка и наменета примена. Работната температура, механичкото оптоварување и електричните барања исто така треба да се специфицираат онаму каде што е релевантно.
Зајакнувањето со јаглеродни влакна создава нови можности за PEEK филм во апликации кои бараат поголема вкочанетост, подобрен пренос на топлина и подобро однесување на абење. Во исто време, содржината на полнење ја менува флексибилноста на материјалот и карактеристиките на производството. Затоа треба да се избере соодветна оценка со балансирање на перформансите на апликацијата со стабилноста на лиење и барањата за обработка надолу.
