Have you ever heard of PEEK CA Sheets? What is it? How to used?

O que é a folha de Peek CA (fibra de carbono)?

A folha de PEEK CA (folha de polietheretóterona reforçada com fibra de carbono) é uma folha de plástico de engenharia especializada em engenharia de alto desempenho feita por fibra de carbono (CF) com resina de polietherethertone (Peek). A fibra de carbono é uma fibra de alta resistência e alto módulo, com um teor de carbono superior a 90%. Ao compor com a resina Peek, a folha de Peek CA mantém as propriedades inerentes à Peek de alta resistência à temperatura, resistência à corrosão química e auto-lubrificação, aumentando significativamente sua resistência mecânica, rigidez e estabilidade dimensional. É amplamente utilizado na fabricação de ponta.

Como fazer o Peek CA Sheet?

1. Seleção de matéria -prima

• Resina de Peek: a resina pura ou pré-seca é comumente usada.

• Fibra de carbono: a fibra de carbono picada ou contínua é frequentemente usada e a superfície é tratada com um agente de dimensionamento para melhorar a ligação interfacial com Peek (a fibra de carbono não tratada é propensa a se desconectar na interface Peek).

2. Mistura e dispersão

As fibras de carbono devem ser dispersas uniformemente na resina de espidade; Caso contrário, eles resultarão em deficiência de força localizada ou "aglomeração de fibras". Devido ao alto ponto de fusão de Peek, a mistura de fusão é usada principalmente:

• Extrusão de parafuso duplo: os grânulos de peek e as fibras de carbono picadas são adicionadas a uma extrusora de parafuso duplo (temperatura do barril 320-360 ° C) em proporções apropriadas. Forças de cisalhamento altas (velocidade do parafuso 150-300 rpm) são usadas para dispersar as fibras e derreter as misturá-las com a resina.

• As fibras de carbono contínuas são picadas em fibras curtas antes de se misturar com espiada.

• Peletização: O material misturado a fusão é cortado em pellets cilíndricos (2-5 mm de diâmetro) em um pelletizer para a moldagem subsequente.

3. Moldagem

Diferentes processos de moldagem estão disponíveis, dependendo da espessura e tamanho da folha necessários:

• Moldagem de compressão: Adequado para lençóis grossos. Precendo (ou pellets) são colocados em um molde pré-aquecido (360-380 ° C), onde é aplicada uma pressão de 15 a 30 MPa. A pressão é mantida por vários minutos e a folha é resfriada no forno para evitar a tensão interna.

• Moldagem de extrusão: os grânulos são extrudados em folhas contínuas usando uma extrusora e depois calendas (temperatura 350-370 ° C). A rugosidade da superfície pode atingir RA ≤ 0,5 μm.

• Moldagem por autoclave (aplicações de ponta): Adequado para folhas reforçadas de fibra de carbono contínuas. As camadas pré-criadas são colocadas e colocadas em uma autoclave (temperatura 350-370 ° C, pressão 0,5-1 MPa). A cura a vácuo é realizada para obter folhas com maior teor de fibras e desempenho superior.

4. Pós-processamento

• Usinagem: use ferramentas de nitreto de boro com revestimento de diamante ou de diamante (CBN) para girar e moer moderadas para minimizar o desgaste das ferramentas convencionais.

• Tratamento da superfície: polimento a RA ≤ 0,2 μM para reduzir o coeficiente de atrito. Se for necessária soldagem, use a limpeza de plasma para desviar a superfície (para melhorar a força de ligação).

• Tratamento térmico: o recozimento (250-300 ° C/2-4 horas) pode ser realizado em folhas de alto desempenho para eliminar tensões internas e melhorar a estabilidade dimensional.

Ahd haste de peek de fibra de carbono

Recursos da CA Peek Sheet:

• Força mecânica ultra-alta:

Com base no teor de fibra de carbono, o PEEK é dividido em Peek reforçado a 10% (Peek 10CF), a 30% de Peek reforçado com CF (PEEK 30CF) e 50% de Peek reforçado com CF (Peek 50CF). A resistência à tração e o módulo elástico aumentam gradualmente.

• Resistência à alta temperatura:

Temperatura operacional de longo prazo:

30% de espidade reforçada com CF pode atingir 250 ° C (310 ° C a curto prazo; A peek reforçada com 50% de CF tem uma temperatura de operação a longo prazo de 300 ° C (350 ° C a curto prazo).

Temperatura de transição vítrea (TG):

Aumenta de 143 ° C para uma espiada pura para 160-170 ° C (à medida que o teor de fibra de carbono aumenta).

• Estabilidade dimensional:

Coeficiente de expansão térmica (CTE): a espiada pura é de 3,6 × 10⁻⁵/° C, que diminui para 1,2 × 10⁻⁵/° C após reforço de 30% de CF (próximo a 1,0 × 10⁻⁵/° C para aço). A deformação é mínima em altas temperaturas.

Absorção de água: <0,1% (comparável à espiada pura), com efeitos dimensionais desprezíveis das mudanças de umidade.

• Resistência química:

Com exceção de ácidos oxidantes fortes, como ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico, é praticamente não reativo com solventes orgânicos, como álcoois, hidrocarbonetos e cetonas (comparáveis à espiada pura).

• Resistência à fadiga e radiação:

A adição de fibras de carbono melhora significativamente a força da fadiga, tornando-a adequada para cenários de carga dinâmica a longo prazo.

Altamente resistente a raios gama e raios-X.

Vantagens (comparadas a pura pura, metal e outros plásticos de engenharia):

• Balanced Leves e alta resistência: sua densidade é de apenas 1/5 da de aço e 1/3 da de alumínio, mas sua resistência se aproxima da liga de titânio, tornando -o adequado para substituir o aço por plástico.

• Excelente resistência de alta temperatura: sua temperatura operacional a longo prazo excede 250 ° C.

• Alta flexibilidade do projeto: o desempenho pode ser personalizado ajustando o teor de fibra de carbono (10%a 50%), comprimento da fibra (fibra curta/fibra longa) e orientação (unidirecional/multidirecional).

• Excelente resistência à fadiga: a adição de fibras de carbono aumenta a vida útil da fadiga do PEEK CA em 3-5 vezes em comparação com a espidade pura (adequada para cenários de vibração a longo prazo).

Aplicações comuns

A folha de PEEK CA, com suas propriedades combinadas de alta resistência, resistência a alta temperatura e leve, é amplamente utilizada na fabricação de ponta:

1. Aeroespacial

• Componentes estruturais: quadros de fuselagem UAV (resistente ao calor até 280 ° C, alta resistência e peso leve);

• Conectores e radomos: componentes condutores/transmitidos por ondas para equipamentos de comunicação de satélite 5G (resistentes ao clima e resistente a UV).

2. Automotivo

• Componentes estruturais leves: suportes de bateria de veículos elétricos e caixas de motor (temperatura operacional a longo prazo, resistente à corrosão da bateria, de 100-150 ° C);

• Chassi e suspensão: controle de braços e suportes de amortecedor (alta resistência, resistência ao impacto e redução de peso).

3. Eletrônicos e semicondutores

• Componentes estruturais do equipamento de precisão: quadros e trilhos de guia para equipamentos de fabricação de semicondutores (resistente ao calor até 260 ° C, resistente à vibração e com estabilidade dimensional mínima);

• Equipamento de comunicação 5G: suportes de filtro da estação base e portadores de placa de circuito de alta frequência (baixa resistência à constante dielétrica e de interferência eletromagnética).

4. Equipamento industrial

• Bombas e válvulas industriais: altas e vedações de válvulas resistentes à corrosão (resistentes a ácidos fortes e álcalis, alta resistência).

5. Trânsito ferroviário

• Componentes de trilho/metrô de alta velocidade: suportes de bogie, conectores do sistema de freio (vibração e resistência à fadiga).

Precauções de uso

1. Limites de temperatura:

• Temperatura de operação a longo prazo: 30% de peek reforçada com CF ≤ 250 ° C, 50% de peek reforçada com CF ≤ 300 ° C; O PEEK pode suportar temperaturas de até 350 ° C, mas evite o contato com chamas abertas (o Peek começa a se decompor acima de 400 ° C).

2. Maixa:

• As ferramentas revestidas de diamante devem ser usadas para corte (as ferramentas convencionais tendem a usar), com velocidades de corte ≤ 800 rpm e taxas de alimentação ≤ 0,1 mm/min (para evitar a pull e a rugosidade da superfície).

• Evite a moagem de alta velocidade para evitar a geração de calor de atrito que pode causar decomposição de peek e liberar quantidades de gases irritantes.

3. Compatibilidade química:

• Evite o contato com ácidos oxidantes fortes (como ácido nítrico concentrado e aqua regia), pois estes podem quebrar a espinha dorsal.

• A exposição a longo prazo a solventes altamente polares (como dimetilsulfóxido) requer teste de resistência à corrosão (alguns enchimentos podem inchar no solvente).

4. Ligação e envelhecimento da interface:

• O tratamento da superfície da fibra de carbono (como dimensionamento) afeta diretamente a força da interface. Um agente de dimensionamento com boa compatibilidade com Peek deve ser selecionado.

• A exposição a longo prazo ao calor e à umidade pode causar hidrólise da interface; Portanto, a resistência à tração deve ser verificada regularmente.

5. Condutividade e blindagem eletromagnética:

• O Peek CA reforçado com fibra de carbono contínua é condutora e pode ser usada para blindagem eletromagnética. Se for necessário isolamento, fibras de carbono picadas ou um revestimento isolante devem ser usadas.

A folha de PEEK CA é um material compósito de alto desempenho feito de fibra de espiada e carbono. Ao manter as propriedades principais da espiada, o "ouro dos plásticos" aumenta significativamente sua força e rigidez através do uso da fibra de carbono. É um material de substituição de metal chave em campos aeroespacial, automotivo, eletrônico e outros campos. Seu valor central está em seu design equilibrado entre desempenho leve e alto, tornando-o um material funcional indispensável na fabricação de ponta.

Você já ouviu falar de folhas de Peek CA? O que é? Como usar?