Considerazioni sulla progettazione di stampi in PEEK

Il PEEK (polietere etere chetone) è un tecnopolimero ad alte prestazioni con eccellenti proprietà. Grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche, alla resistenza alle alte temperature, alla resistenza chimica e alla biocompatibilità, è ampiamente utilizzato in settori di alto livello come l'aerospaziale, i dispositivi medici, l'elettrico e l'elettronico. Tuttavia, i materiali PEEK sono relativamente difficili da lavorare con lo stampaggio a iniezione, il che impone requisiti speciali per la progettazione degli stampi.

I. Selezione dei materiali dello stampo

1. Requisiti di prestazione alle alte temperature

Poiché il punto di fusione del PEEK raggiunge i 343°C, la temperatura di lavorazione dello stampaggio a iniezione è solitamente compresa tra i 350°C e i 400°C. I materiali per stampi devono avere buone prestazioni ad alta temperatura ed essere in grado di resistere alle alte temperature senza subire deformazioni o ricotture. Gli acciai per stampi comunemente utilizzati sono H13, S136, M300, ecc. che hanno un'eccellente stabilità termica e resistenza all'usura.

2. Resistenza alla corrosione

Il PEEK può rilasciare gas acidi ad alte temperature, che possono causare la corrosione dello stampo. Pertanto, il materiale dello stampo deve avere una buona resistenza alla corrosione o un trattamento anticorrosione sulla superficie dello stampo, come la cromatura e la nitrurazione.

II. Progettazione della struttura dello stampo

1. Progettazione del sistema di versamento

• Sistemi a canale caldo
  A causa dell'elevato punto di fusione e dell'alta viscosità del PEEK, l'uso di sistemi a canale caldo riduce la perdita di calore dalla fusione e migliora i risultati di riempimento. Allo stesso tempo, il materiale del canale caldo deve essere resistente alle alte temperature e avere caratteristiche precise di controllo della temperatura. Il PEEK è un materiale costoso e l'uso di canali caldi può ridurre ulteriormente i costi quando si tratta di una produzione di massa.
• Modulo per il cancello
  Le porte devono essere progettate per resistere a forze di taglio elevate, ad esempio porte rotonde o smerlate, per evitare la degradazione e la frattura del materiale. La dimensione della porta deve essere aumentata in modo appropriato per garantire un riempimento omogeneo della colata.

2. Controllo della temperatura dello stampo

• Sistema di controllo della temperatura efficiente
  Per mantenere la temperatura dello stampo a temperature elevate (circa 180°C), è necessario progettare sistemi di riscaldamento speciali, come riscaldatori a olio o elettrici. Per garantire l'uniformità della temperatura, è necessario prevedere anche sistemi di raffreddamento.
• Controllo preciso della temperatura
  Il regolatore di temperatura di precisione è adottato per monitorare e regolare la temperatura dello stampo in tempo reale per evitare il surriscaldamento o il raffreddamento eccessivo.

3. Design del meccanismo di spellatura

• Pendenza di sformatura
  A causa del basso ritiro del PEEK (da 1,2% a 1,5% circa), il gradiente di sformatura può essere opportunamente ridotto, ma per evitare che i prodotti si attacchino allo stampo, è comunque necessario progettare un gradiente ragionevole, generalmente come segue Da 1° a 2°.
• Lucidatura della superficie
  La superficie della cavità dello stampo deve essere lucidata con alta precisione per ottenere un effetto a specchio per ridurre l'attrito tra il prodotto e lo stampo e migliorare l'effetto di sformatura.

III. Considerazioni sui parametri di processo

1. Compensazione del ritiro

Nella progettazione dello stampo, la dimensione della cavità deve essere calcolata accuratamente in base all'effettivo tasso di contrazione del materiale PEEK per garantire l'accuratezza dimensionale dei prodotti.

2. Design dello scarico

Il materiale PEEK ha una scarsa fluidità alle alte temperature ed è soggetto a bolle d'aria e segni di fusione. Pertanto, lo stampo deve essere progettato con fessure di sfiato efficaci per garantire uno scarico dell'aria regolare e prevenire i difetti del prodotto.

Quarto, la precisione nella produzione degli stampi

1. Precisione di lavorazione

I prodotti in PEEK sono solitamente utilizzati in settori di alta precisione con requisiti dimensionali rigorosi. La lavorazione degli stampi richiede l'uso di attrezzature e processi di lavorazione di alta precisione.

2. Durezza e finitura della superficie

Sulla superficie di lavoro dello stampo vengono eseguiti trattamenti termici come la tempra e la nitrurazione per migliorare la durezza e la resistenza all'usura. Per i prodotti che richiedono un'elevata qualità superficiale, si può ricorrere alla cromatura o alla tecnologia di rivestimento PVD.

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