재료 알아보기:폴리에테르에테르케톤(PEEK)

PEEK는 비교적 최근에 제조 표준에 따라 1978년에 케이블 절연용 고온 내성 재료로 처음 고안되었습니다. 지난 50년 동안 PEEK는 고성능 응용 분야에 가장 널리 사용되는 재료 중 하나로 발전했습니다.

사실, PEEK는 대규모 생산을 위해 가장 일반적으로 제조되는 폴리아릴에테르케톤(PAEK) 중 하나입니다. 이 다재다능하고 적응력 있는 재료를 최대한 활용하려면 엔지니어와 제품 팀이 PEEK의 특성, 특성 및 한계를 숙지해야 합니다.

PEEK란 무엇입니까?

PEEK는 각 중합 단계에서 폴리머 사슬이 두 배가 되는 단계적 성장 중합에 의해 생성된 폴리머입니다. 이 소재는 내열성, 내마모성 및 피로 저항과 함께 놀라운 전기 저항을 자랑합니다. PEEK는 또한 크리프 저항력이 있어 열악한 환경과 고온 및 기계적 스트레스를 받을 때 모양을 유지합니다. PEEK는 견고할 뿐만 아니라 가볍고 제조하기 쉽습니다.

PEEK는 물리적으로 가벼우면서도 부식성 물질에 대한 내성이 높기 때문에 다양한 제조 방법에 적합합니다. PEEK는 높은 융점으로 더 빠른 공급과 속도를 허용하는 사출 성형 또는 적층 제조를 사용하여 처리할 수 있습니다. PEEK는 CNC 가공을 통해 제조할 수도 있습니다. 제조 방법 전반에 걸쳐 PEEK는 부품 간 반복성과 정확성을 제공하며 공차가 엄격한 부품을 생산할 수 있습니다.

순수하고 충전되지 않은 PEEK는 자체적으로 내구성이 뛰어나지만 PEEK는 종종 탄소나 유리 섬유로 강화되어 덜 부서집니다. 유리 충전 PEEK는 비충전 PEEK보다 더 강하며 석유 및 가스 산업에서 증기, 화학 물질 및 고온에 대한 열악한 반응을 방지하기 위해 자주 사용됩니다.

유리 충전 PEEK의 한 가지 단점은 결합 부품이 마모되는 경향이 있다는 것입니다. 탄소 충전 PEEK는 압축 강도를 높여 팽창률을 극적으로 낮추고 더 나은 내마모성과 내하중 기능을 지원합니다. 또한 탄소 충전 PEEK는 열전도율이 높아 부품의 수명과 성능이 향상됩니다.

PEEK의 특성 및 기계적 사양

PEEK는 고내열 플라스틱으로 개발되었으며 극도로 높은 온도에서만 녹습니다. PEEK는 또한 화재에 노출될 때 매우 낮은 연기와 독성 가스 방출을 방출하여 화염 근처나 극도의 열에 있을 때 위험을 줄입니다. 따라서 PEEK는 사출 성형과 같이 가열 및 용융이 필요한 제조 방법에 탁월한 선택입니다.

순수, 비충전 PEEK에 대한 기타 기계적 사양은 다음과 같습니다.

인장 강도 :14,000psi
인장 계수 :590,000psi
흡수성 :24시간 동안 0.50%
융점 :343°C(거의 650°F)
UL 94 V-0 가연성 등급 :(0.059″ 두께)

PEEK는 또한 내화학성 및 내마모성이 뛰어나고 뜨거운 물이나 증기에 지속적으로 노출되어도 모양을 유지할 수 있습니다. PEEK는 또한 생분해성이며 열악한 환경 및 온도와 같은 극한의 자연 조건에서도 생존할 수 있습니다.

PEEK를 사용한 제조에 대한 주요 고려사항

PEEK는 적응력이 뛰어난 소재이지만 최상의 결과를 보장하기 위해 몇 가지 엔지니어링 고려 사항을 염두에 두어야 합니다. 예를 들어, PEEK는 내열성이 매우 높지만 열을 잘 발산하지 못하므로 파손이나 변형을 방지하기 위해 가공 중에 냉각해야 합니다. 이것은 표준 액체 냉각제를 사용하여 달성할 수 있지만 그렇게 하면 생체 적합성에 영향을 줄 수 있습니다. PEEK 제품이 사람과 직접 접촉해야 하는 경우 압축 공기가 PEEK 냉각을 위한 더 나은 대안입니다.

PEEK를 사용할 때 160°C ~ 190°C(320°F ~ 374°F)의 금형 온도가 권장됩니다. 이렇게 하면 뒤틀림을 최소화하고 최적의 결정화를 생성하는 데 도움이 되기 때문입니다. 적층 제조에 PEEK를 사용할 때 인쇄 노즐 온도는 360°C ~ 400°C(680°F ~ 752°F)여야 하며 히팅 베드는 120°C(248°F)여야 합니다.

기타 고려 사항은 다음과 같습니다.

낮은 연신율 :PEEK는 다른 플라스틱에 비해 연신율이 낮기 때문에 깊게 뚫으면 깨질 수 있습니다. 열 균열 및 기타 내부 응력 손상을 최소화하려면 특별한 취급이 필요한 경우가 많습니다.

크래킹에 대한 민감성 :PEEK를 사용할 때도 Annealing이 필요합니다. 이 프로세스는 PEEK가 가공 중에 발생하기 쉬운 응력 표면 균열 및 변형 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 가공할 PEEK의 양에 따라 여러 단계의 어닐링이 필요할 수 있습니다.
도구 선택 :종종 탄화규소 절삭 공구로 PEEK를 가공할 수 있습니다. 탄소 충전 PEEK를 사용하거나 엄격한 공차를 달성하려는 경우 다이아몬드 도구가 필요할 수 있습니다. 또한 오염을 방지하기 위해 절단 도구가 이전에 금속에 사용되지 않았는지 확인하십시오.

왜 PEEK를 선택해야 하나요?

PEEK는 부식성 가스를 생성하지 않고 용융 처리할 수 있으므로 사출 성형 및 적층 제조에 사용하기에 매우 안전하고 효과적입니다. PEEK의 높은 용융점은 또한 빠르게 움직이는 도구가 용융을 일으키지 않고 PEEK를 절단할 수 있기 때문에 CNC 가공 가능성을 열어줍니다.

이러한 방법 중 하나를 사용하여 PEEK를 제조하면 부품 간의 기계적 성능과 일관성이 향상됩니다. PEEK는 또한 적층 제조를 통해 복잡한 디자인과 형상을 지원할 수 있습니다. 사실 PEEK는 주요 재료 경쟁자인 폴리에테르설폰(PES)보다 훨씬 더 높은 인장 강도와 인장 모듈러스를 제공합니다.

PEEK는 PES 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)보다 내열성이 뛰어나며, 다른 재료 제품 팀에서 종종 PEEK로 교체합니다. PES는 최대 220ºC까지 사용할 수 있고 PPS는 최대 250ºC까지 지속적으로 사용할 수 있지만 PEEK는 이러한 온도에서도 녹기 시작하지 않습니다. PEEK는 PPS와 유사한 내수성 및 내화학성을 제공하는 동시에 향상된 온도 제어를 자랑하므로 고열 응용 분야에서 총체적인 성능을 발휘합니다.

PEEK 시작하기

PEEK는 놀라운 내열성, 전기 저항 및 내식성을 제공하는 비교적 새로운 폴리머입니다. 내구성과 함께 PEEK는 가볍고 가공이 매우 용이하여 엄격한 허용 오차를 사용하는 경우에도 정확하고 일관된 생산 실행이 가능합니다. 제품 팀은 PEEK가 특정 부품에 적합한 재료인지 결정하기 위해 자체 연구를 수행해야 하지만 이러한 결정을 내리는 것은 신뢰할 수 있는 제조업체의 도움으로 훨씬 간단합니다.

Fast Radius는 귀사의 제조 목표 달성을 돕기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사의 전문 제조 팀은 광범위한 재료 유형 및 제조 방법에 대한 경험을 보유하고 있습니다. PEEK가 향후 프로젝트에 적합한 재료라고 생각하시면 재료 선택에서 출시까지 전체 제조 프로세스를 안내해 드립니다. 지금 문의하십시오.

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