پلی اتر اترکتون استاندارد پر نشده (PEEK) تقریباً از هر پلاستیک مهندسی دیگر در گرمای شدید دوام می آورد. این در لحظه اعمال بار مکانیکی تغییر می کند. در دماهای پایدار بالای 150 درجه سانتیگراد، یک جزء PEEK پر نشده که تحت فشار فیزیکی مداوم قرار می گیرد شروع به خزش، تاب برداشتن و در نهایت تحمل ابعادی خود می کند. شما این مشکل را با تغییر ماتریس ساختاری پلیمر برطرف می کنید.
با ترکیب رزین پایه با 30٪ فیبر کربن کوتاه، محدودیت های فیزیکی مواد به طور چشمگیری تغییر می کند. شبکه کربن داخلی به عنوان یک اسکلت سفت و سخت عمل می کند که در برابر حرکت زنجیره پلیمری مقاومت می کند. این امر دمای اعوجاج حرارتی (HDT) را به بیش از 315 درجه سانتیگراد می برد. مدول الاستیک را چند برابر می‌کند، ضریب انبساط حرارتی را به شدت کاهش می‌دهد و سطح سایشی ایجاد می‌کند که از PEEK استاندارد با مرتبه‌های بزرگی دوام می‌آورد. اگر برنامه شما شامل اصطکاک زیاد، استرس مکانیکی و گرمای تهاجمی است،لوله های PEEK تقویت شده با فیبر کربنپایداری ساختاری را ارائه می دهد که پلیمرهای خالص فاقد آن هستند.
خرابی های مهندسی در محیط های با دمای بالا به ندرت اتفاق می افتد زیرا یک ماده به طور ناگهانی ذوب می شود. آنها به این دلیل رخ می دهند که یک ماده به آرامی تسلیم می شود. تغییر شکل حرارتی فرآیندی تدریجی و خزنده است که در آن ترکیبی از گرما و فشار، پلیمر را از شکل مورد نظر خود خارج می کند. در کاربردهای دقیق، تغییر ابعاد فقط چند صدم میلی متر از خرابی کامل اجزا قابل تشخیص نیست.
یک یاتاقان آستین استاندارد PEEK را در نظر بگیرید که در یک پمپ با سرعت بالا در دمای 200 درجه سانتیگراد کار می کند. دمای محیط بسیار کمتر از نقطه ذوب PEEK 343 درجه سانتی گراد است، اما گرمای اصطکاک موضعی دمای سطح را بالاتر می برد. همانطور که مواد کمی نرم می شوند، بار مکانیکی شفت دوار دیواره یاتاقان را فشرده می کند. قطر داخلی منبسط می شود. شفت شروع به ارتعاش می کند. ارتعاش اصطکاک را افزایش می‌دهد که گرمای بیشتری تولید می‌کند و تغییر شکل را تا زمانی که سیستم کاملاً مسدود شود تسریع می‌کند.
این حالت دقیق خرابی خطوط مسیریابی سیال، آستین های عایق و سیلندرهای باربر را در صنایع سنگین آزار می دهد. خریداران اغلب علت اصلی را اشتباه می گیرند، با این فرض که پلاستیک به سادگی نمی تواند دما را تحمل کند. مشکل واقعی فقدان مقاومت فشاری در آن دمای خاص است. وقتی لوله ای را برای محیطی با بار و گرمای زیاد مشخص می کنید، تکیه بر نقطه ذوب پایه یک ماده یک خطای پرهزینه است. شما باید دمای اعوجاج گرمایی تحت بار را ارزیابی کنید. پلاستیک های پر نشده هنگام گرم شدن به صورت همسانگرد - در همه جهات به یک اندازه - منبسط می شوند. بدون یک عامل تقویت کننده برای قفل کردن هندسه در محل، حفظ تحمل های محکم در یک محیط حرارتی پویا از نظر فیزیکی غیرممکن است.
افزودن 30 درصد فیبر کربن کوتاه به ماتریس PEEK اساساً نحوه جذب و توزیع انرژی مکانیکی مواد را تغییر می‌دهد. الیاف کربن بسیار سفت تر و قوی تر از پلیمر اطراف هستند. هنگامی که یک بار بر روی لوله PEEK پر از کربن 30% اعمال می شود، تنش از ماتریس پلاستیکی نسبتاً نرم مستقیماً به الیاف کربن سفت و سخت منتقل می شود.
این انتقال تنش همان چیزی است که مدول الاستیک برتر و استحکام مکانیکی بالاتر ماده را هدایت می کند. الیاف به طور فیزیکی مانع از لغزش زنجیره های پلیمری بر روی یکدیگر می شوند. از آنجایی که کربن در هنگام گرم شدن با همان سرعت پلاستیک منبسط نمی شود، به عنوان یک محدودیت داخلی عمل می کند. ضریب انبساط حرارتی خطی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، به این معنی که یک آستین ماشینکاری شده قطر داخلی و خارجی خود را حتی با نوسانات شدید دمای کار حفظ می کند.
افزودن کربن همچنین خواص تریبولوژیکی مواد را تغییر می دهد. هنگام مقایسه CF PEEK با نرخ سایش استاندارد PEEK، نوع تقویت‌شده در شرایط فشار و سرعت بالا (PV) عملکرد فوق‌العاده‌ای دارد. در یک یاتاقان ساده یا کاربرد بوش، الیاف کربن در رابط سایش قرار می گیرند. آنها بار عمده اصطکاک را تحمل می کنند و از پاره شدن یا چسبیدن پلیمر نرم تر به سطح فلزی جفت شده جلوگیری می کنند. این مقاومت در برابر سایش فوق العاده آن را به انتخاب پیش فرض برای قطعات متحرک با اصطکاک بالا تبدیل می کند.
با این حال، این سفتی ساختاری، مبادلات لازم را در تولید ایجاد می کند. CF30 PEEK به طور قابل ملاحظه ای سخت تر و ساینده تر از PEEK استاندارد است. برای پردازش دقیق به ابزارهای تخصصی و مراکز ماشینکاری CNC سفت و سخت نیاز دارد. از آنجایی که ماده سفت تر است، شکننده تر است. بارهای شوک با ضربه بالا و همچنین پلیمر پر نشده را تحمل نمی کند. دستیابی به هندسه های دقیق نیاز به دست زدن به متخصص دارد. گوانگژو ایده آل این لوله‌ها را با تحمل‌های خاص 0.02 میلی‌متر تولید می‌کند و ضخامت دیواره‌ای از 3 میلی‌متر تا 100 میلی‌متر را ارائه می‌دهد، و این اطمینان را می‌دهد که حتی سیلندرهای PEEK با دیواره ضخیم و با مقاومت فشاری بالا، مشخصات مهندسی دقیق را بدون حفره‌های داخلی یا شکستگی‌های تنشی برآورده می‌کنند.
مهندسان به طور پیش فرض PEEK تقویت شده با کربن را مشخص نمی کنند. این ماده گران است و نیاز به ماشینکاری دقیق دارد. این به طور خاص برای جایگزینی موادی انتخاب می شود که از کار افتاده، خیلی سنگین یا از نظر الکترومغناطیسی با محیط عملیاتی ناسازگار هستند. دو مسیر رایج جایگزینی شامل جایگزینی فلزات سنگین در سخت افزار پرواز و جایگزینی پلاستیک های عایق در تولید الکترونیک حساس است.
هر گرم جرم در هواپیما یا فضاپیما جریمه سوخت دارد. مهندسان هوافضا دهه‌ها را صرف یافتن راه‌هایی برای بیرون کشیدن وزن از شاسی بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری می‌کنند. از لحاظ تاریخی، اجزایی که در معرض سیالات هوانوردی خورنده، لرزش زیاد و حرارت موتور قرار می‌گرفتند از تیتانیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شدند. امروزه، PEEK فیبر کربن درجه هوافضا به سرعت در حال جایگزینی فلز در براکت ها، خطوط سیال و آستین های ساختاری است.
محاسبات ریاضی این جایگزینی ساده است. وزن مخصوص تیتانیوم تقریباً 4.5 گرم بر سانتی متر مکعب است. PEEK تقویت شده با کربن دارای وزن مخصوص تقریباً 1.4 گرم بر سانتی متر مکعب است. تعویض یک لوله فلزی با یک لوله پلاستیکی تقویت شده با کربن باعث کاهش وزن فوری نزدیک به 70٪ می شود. در حالی که CF PEEK نمی تواند با استحکام کششی مطلق تیتانیوم مطابقت داشته باشد، اغلب از الزامات مقاومت ویژه برای کاربرد فراتر می رود. اگر یک جزء در فلز به سادگی برای زنده ماندن در دمای عملیاتی بیش از حد مهندسی شود، تغییر به یک پلیمر با حرارت بالا جرم غیر ضروری را حذف می کند.
فراتر از وزن، CF PEEK خوردگی گالوانیکی را به طور کامل از بین می برد. هنگامی که فلزات مختلف در یک محیط مرطوب با یکدیگر برخورد می کنند، یکی دیگر را خورده می کند. پلاستیک این مدار الکتریکی را می شکند. این باعث می‌شود که آستین‌های PEEK فیبر کربن ماشین‌کاری‌شده به‌عنوان پایه‌های جداسازی و لوله‌های مسیریاب محافظ در مجموعه‌های پیچیده هوافضا که در آن چندین نوع فلز در تعامل هستند، بسیار ارزشمند باشد.
صنعت نیمه هادی تحت سیاست های تحمل صفر برای آلودگی ذرات و تخلیه الکترواستاتیک (ESD) عمل می کند. جابجایی مواد شیمیایی با خلوص بالا، آب دیونیزه شده یا گازهای فرآوری شده از طریق فاب نیازمند لوله‌هایی است که تجزیه، یون‌ها یا بار ساکن ایجاد نمی‌کنند. Unfilled PEEK یک عایق شیمیایی درخشان است، اما همچنین یک عایق الکتریکی قدرتمند است. همانطور که مایعات از طریق یک لوله پلاستیکی پر نشده هجوم می‌آورند، بار تریبوالکتریک تولید می‌کنند. بدون مسیری به زمین، آن الکتریسیته ساکن ایجاد می شود تا زمانی که قوس شود و بلافاصله هزاران دلار ریزتراشه را از بین می برد.
پرکننده فیبر کربن 30 درصد این مشکل را حل می کند. از آنجایی که کربن رسانای الکتریکی است، یک شبکه پیوسته از الیاف در سراسر ماتریس پلیمری مقاومت سطحی ماده را کاهش می دهد. این لوله را از یک عایق به یک جزء استاتیکی اتلاف کننده یا رسانا تبدیل می کند. با استفاده ازلوله های CF PEEK با دمای بالابه سازندگان اجازه می دهد تا سیستم های مسیریابی سیال خود را با خیال راحت زمین کنند.
یافتن تامین کنندگان لوله های آنتی استاتیک قابل اعتماد PEEK مستلزم بررسی دقیق محیط تولید آنها است. آلودگی در رزین یا گرد و غبار در فرآیند اکستروژن می تواند نقاط شکست را در تجهیزات نیمه هادی ایجاد کند. گوانگژو ایده آل یک کارگاه قالب گیری تزریقی بدون گرد و غبار کلاس 100000 را به طور خاص برای رعایت استانداردهای پاکیزگی مورد نیاز نیمه هادی ها و کاربردهای پزشکی راه اندازی می کند و اطمینان می دهد که لوله PEEK رسانا برای نیمه هادی ها عاری از ذرات خارجی باقی می ماند.
خرید PEEK تقویت شده با فیبر کربن مانند خرید PVC کالا نیست. هزینه‌های مواد خام مشخصات دقیقی را می‌طلبد و ماهیت ساینده پرکننده کربن به این معنی است که هر ماشین‌فروشی نمی‌تواند تحمل‌های سختی داشته باشد. اگر لوله‌های CF30 PEEK سفارشی اکسترود شده یا سیلندرهای ماشینکاری شده را تامین می‌کنید، تامین‌کننده خود را بر اساس این مبنای فنی ارزیابی کنید تا از اجرای مجدد پرهزینه جلوگیری کنید.
درک واقعیت های حرارتی و مکانیکی محیط عملیاتی شما تنها راه برای تعیین پلیمر مناسب است. هنگامی که پلاستیک های استاندارد تحت بار تاب می یابند و فلزات وزن غیر قابل قبولی را اضافه می کنند، تغییر به یک ماتریس تقویت شده با کربن راه حل مهندسی شده است. بررسی ابعاد مورد نیاز خود ولوله های PEEK تقویت شده با فیبر کربن سفارشی خود را سفارش دهیدبرای قفل کردن تحمل دمای بالا.
