PEEK射出成形金型の注意点とは？

PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）は、機械的特性、耐高温性、耐薬品性、生体適合性に優れた高性能エンジニアリングプラスチックであり、航空宇宙、医療機器、電子、電気などのハイエンド分野で広く使用されている。しかし、PEEK材料は特殊な物理的性質と高温耐性の化学的性質を持っているため、その射出加工と金型設計は通常のプラスチックとは全く異なります。PEEK金型の設計と製造工程では、以下の点に特に注意が必要である。

I. 金型材料の選択

1.高温合金鋼

PEEKの融点は343℃と高く、射出成形の加工温度は通常360℃～400℃である。金型は高温に耐える必要があるので、H13、S136、NAK80などの高温合金鋼を選ぶのが適切である。これらの材料は高温強度、硬度、耐摩耗性に優れています。

2.耐食性

PEEKは高温で酸性ガスを放出し、金型を腐食させることがあります。耐腐食性の金型材料を選択するか、金型表面をクロムメッキ、窒化処理などの硬化防錆処理を施してください。

第二に、金型設計の要点である。

1.合理的な注湯システム

• ホットランナーアプリケーション
  PEEKは加工温度が高いため、ホットランナーシステムは、ランナー内の材料劣化を防ぐため、温度制御の優れた耐高温材料で作られる必要がある。
• ゲートデザイン
  剪断応力を軽減し、材料の劣化を避けるために、ゲートサイズを適切に大きくする必要がある。溶融物のスムーズな充填を確実にするために、直線状または扇状のゲートを使用することを推奨する。

2.金型温度制御

• 高温金型温度機
  金型温度は160℃~220℃に達する必要があり、普通の金型サーモスタットは需要を満たすことができない。高温オイルサーモスタット（環境に優しくない）を使用する必要があり、金型温度が均一で安定していることを確認する。
• 冷却システムのレイアウト
  効率的な冷却回路を設計し、金型の局所的な過熱や過冷却を避ける。

3.排気設計

PEEKメルトは粘度が高く、流動性が比較的悪いため、気泡や融着痕が発生しやすい。金型は、特に流動末端部や肉厚部に効果的なベントスロットを設けて設計する必要がある。

III.加工技術に関する注意事項

1.正確な温度制御

• シリンダー温度
  高すぎても低すぎても、材料の劣化や充填不足につながる。
• 金型温度
  金型温度は、製品の結晶化度と機械的性質に大きな影響を与えるため、160℃～220℃の範囲内で厳密に管理する必要がある。

2.射出速度と射出圧力

• 射出速度
  過剰なせん断速度による材料の劣化を避けるため、射出速度は低速から中速が用いられる。
• 射出圧力
  射出圧力は、溶融物の高粘度による抵抗に打ち勝ち、製品の完全な充填を確実にするのに十分高くなければならない。

3.乾燥材料の取り扱い

PEEKは水分に非常に弱いため、加工前に十分に乾燥させる必要がある。通常、150℃で3～4時間焼成し、残留水分を0.02%以下にコントロールします。

IV.金型製造と表面処理

1.高精度加工

PEEK製品は主にハイエンドの分野で使用され、高い寸法精度が要求され、±0.05mm～0.01mmの範囲が多い。高精度の射出成型製品を作るために、金型加工は高精度のCNC設備を使って、金型部品の寸法公差を±0.02mm～0.001mmの範囲にする必要がある。

2.表面研磨と仕上げ

• ハイグロス
  金型キャビティーの表面は、製品の表面欠陥を減らし、脱型効果を向上させるために、鏡面研磨する必要があります。
• 表面塗装
  金型の耐摩耗性と耐腐食性を向上させるために、キャビティの表面をクロムメッキやチタンメッキで処理することができる。

V. 脱型の問題と解決策

1.脱型スロープ

PEEK製品は金型に付着しやすいため、十分な脱型勾配を設計する必要があり、通常は1°～3°ですが、特別な状況下では適切に増加させることができます。

2.型の表面処理

• 窒化チタン（TiN）メッキ
  金型表面の硬度を高め、摩擦を減らし、脱型効果を高める。
• 放出剤の使用
  プロ仕様の高温用離型剤は、製品の性能に影響を与えることなく使用できる。

つまり、PEEK金型の設計と製造は、金型材料の選択から、設計ポイント、加工技術、安全性と環境保護など、材料の特別な特性を考慮する必要があり、すべての専門的な知識と経験が必要です。Techengの技術は専門のかいま見の金型製造業者であり、かいま見の金型設計および射出成形を提供する。