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

¿Qué es la lámina PEEK CA (fibra de carbono)?

Peek Ca Sheet (hoja de polietheretheretona reforzada con fibra de carbono) es una hoja de plástico de ingeniería especializada de alto rendimiento hecha por la fibra de carbono (CF) con resina de polietheretheretona (PEEK). La fibra de carbono es una fibra de alta resistencia y alta módulo con un contenido de carbono superior al 90%. Al agravar con la resina de vista, Peek Ca Sheet retiene las propiedades inherentes de PEEK de alta resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión química y auto-lubricación, al tiempo que mejora significativamente su resistencia mecánica, rigidez y estabilidad dimensional. Se usa ampliamente en la fabricación de alta gama.

¿Cómo hacer una hoja de vista de CA?

1. Selección de materia prima

• Resina de vista: la resina pura o preditada se usa comúnmente.

• Fibra de carbono: la fibra de carbono picada o continua se usa a menudo, y la superficie se trata con un agente de dimensionamiento para mejorar la unión interfacial con PEEK (la fibra de carbono no tratada es propensa a desunir en la interfaz de PEEK).

2. Mezcla y dispersión

Las fibras de carbono deben dispersarse uniformemente en la resina de vista; De lo contrario, darán como resultado una deficiencia de fuerza localizada o "agrupamiento de fibra". Debido al alto punto de fusión de Peek, la mezcla de fusión se usa principalmente:

• Extrusión de doble tornillo: se agregan gránulos de vista y fibras de carbono picadas a una extrusora de doble tornillo (temperatura de barril 320-360 ° C) en proporciones apropiadas. Las fuerzas de cizallamiento altas (velocidad del tornillo 150-300 rpm) se usan para dispersar las fibras y mezclarlas combinadas con la resina.

• Las fibras de carbono continuas se cortan en fibras cortas antes de mezclarse con un vistazo.

• Peletización: el material mezclado con fusión se corta en gránulos cilíndricos (2-5 mm de diámetro) en un peletizante para el moldeo posterior.

3. Moldado

Hay diferentes procesos de moldeo disponibles dependiendo del grosor y el tamaño de la lámina requeridos:

• Moldado de compresión: adecuado para sábanas gruesas. Prepreg (o gránulos) se colocan en un molde precalentado (360-380 ° C), donde se aplica una presión de 15-30 MPa. La presión se mantiene durante varios minutos y la hoja se enfría en el horno para evitar el estrés interno.

• Moldado de extrusión: los gránulos se extruyen en láminas continuas usando una extrusora y luego se calientan (temperatura 350-370 ° C). La rugosidad de la superficie puede alcanzar la AR ≤ 0.5 μm.

• Moldado de autoclave (aplicaciones de alta gama): adecuado para hojas continuas reforzadas con fibra de carbono. Las capas prepregadas se colocan y se colocan en un autoclave (temperatura 350-370 ° C, presión 0.5-1 MPa). El curado de vacío se realiza para lograr hojas con un mayor contenido de fibra y un rendimiento superior.

4. Postprocesamiento

• Mecanizado: use herramientas de nitruro de boro cúbico o recubierto de diamantes (CBN) para girar y fresar moderados para minimizar el desgaste en las herramientas convencionales.

• Tratamiento de superficie: esmalte a AR ≤ 0.2 μm para reducir el coeficiente de fricción. Si se requiere soldadura, use la limpieza de plasma para rugir la superficie (para mejorar la resistencia de la unión).

• Tratamiento térmico: el recocido (250-300 ° C/2-4 horas) se puede realizar en láminas de alto rendimiento para eliminar el estrés interno y mejorar la estabilidad dimensional.

Barra de vista de fibra de carbono AHD

Características de la hoja de CA Peak:

• Fuerza mecánica ultra alta:

Según el contenido de fibra de carbono, PEEK se divide en un vistazo reforzado con CF al 10% (PEEK 10CF), PEEK reforzado con CF al 30% (PEEK 30CF) y PEEK con reflexión de CF al 50% (PEEK 50CF). La resistencia a la tracción y el módulo elástico aumentan gradualmente.

• Resistencia de alta temperatura:

Temperatura de funcionamiento a largo plazo:

El PEEK reforzado con CF al 30% puede alcanzar 250 ° C (310 ° C a corto plazo); El PEEK reforzado con CF al 50% tiene una temperatura de funcionamiento a largo plazo de 300 ° C (350 ° C a corto plazo).

Temperatura de transición de vidrio (TG):

Aumenta de 143 ° C para un vistazo puro a 160-170 ° C (a medida que aumenta el contenido de fibra de carbono).

• Estabilidad dimensional:

Coeficiente de expansión térmica (CTE): Pure Peek es 3.6 × 10⁻⁵/° C, lo que disminuye a 1.2 × 10⁻⁵/° C después del refuerzo del CF al 30% (cerca de 1.0 × 10⁻⁵/° C para acero). La deformación es mínima a altas temperaturas.

Absorción de agua: <0.1% (comparable a Pure Peek), con efectos dimensionales insignificantes de los cambios de humedad.

• Resistencia química:

Con la excepción de ácidos oxidantes fuertes como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico, es prácticamente poco reactivo con solventes orgánicos como alcoholes, hidrocarburos y cetonas (comparables a Pure Peek).

• Resistencia a la fatiga y radiación:

La adición de fibras de carbono mejora significativamente la resistencia a la fatiga, lo que lo hace adecuado para escenarios de carga dinámica a largo plazo.

Altamente resistente a los rayos gamma y los rayos X.

Ventajas (en comparación con Pure Peek, Metal y otros plásticos de ingeniería):

• Balanceado de peso ligero y alta resistencia: su densidad es solo 1/5 de acero y 1/3 de aluminio, sin embargo, su resistencia se acerca a la aleación de titanio, lo que lo hace adecuado para reemplazar el acero con plástico.

• Excelente resistencia de alta temperatura: su temperatura de funcionamiento a largo plazo excede los 250 ° C.

• Alta flexibilidad de diseño: el rendimiento se puede personalizar ajustando el contenido de fibra de carbono (10%-50%), la longitud de la fibra (fibra corta/fibra larga) y la orientación (unidireccional/multidireccional).

• Excelente resistencia a la fatiga: la adición de fibras de carbono aumenta la vida de fatiga de PEEK CA en 3-5 veces en comparación con Pure Peek (adecuado para escenarios de vibración a largo plazo).

Aplicaciones comunes

Peek Ca Sheet, con sus propiedades combinadas de alta resistencia, alta resistencia a la temperatura y liviano, se usa ampliamente en la fabricación de alta gama:

1. Aeroespacial

• Componentes estructurales: marcos de fuselaje UAV (resistente al calor de hasta 280 ° C, alta resistencia y liviano);

• Conectores y radomas: componentes conductores/transmitentes de ondas para equipos de comunicación satelital 5G (resistente a la intemperie y resistente a los rayos UV).

2. Automotriz

• Componentes estructurales livianos: soportes de la batería de vehículos eléctricos y carcasa del motor (temperatura de funcionamiento a largo plazo resistente a la corrosión de la batería de 100-150 ° C);

• Chasis y suspensión: los brazos de control y los soportes de amortiguadores (alta resistencia, resistencia al impacto y reducción de peso).

3. Electrónica y semiconductores

• Componentes estructurales de equipos de precisión: marcos y rieles de guía para equipos de fabricación de semiconductores (resistente al calor de hasta 260 ° C, resistente a la vibración y con una estabilidad dimensional mínima);

• Equipo de comunicaciones 5G: soportes de filtro de estación base y portadores de la placa de circuito de alta frecuencia (resistencia de interferencia constante y electromagnética baja dieléctrica).

4. Equipo industrial

• Bombas y válvulas industriales: carcasas de válvulas resistentes a la corrosión y sellos (resistentes a ácidos fuertes y álcalis, alta resistencia).

5. Transitismo ferroviario

• Componentes de riel/metro de alta velocidad: soportes de bogie, conectores del sistema de frenos (vibración y resistencia a la fatiga).

Precauciones de uso

1. Límites de temperatura:

• Temperatura de funcionamiento a largo plazo: Peek al 30% de CF reforzado ≤ 250 ° C, Peek al 50% de CF reforzado con CF ≤ 300 ° C; El vistazo puede soportar temperaturas de hasta 350 ° C, pero evite el contacto con llamas abiertas (Peek comienza a descomponerse por encima de 400 ° C).

2. Mecanizado:

• Las herramientas recubiertas de diamantes deben usarse para cortar (las herramientas convencionales son propensas al desgaste), con velocidades de corte ≤ 800 rpm y velocidades de alimentación ≤ 0.1 mm/min (para evitar el tirón de la fibra y la rugosidad de la superficie).

• Evite la fresado de alta velocidad para evitar la generación de calor por fricción que puede causar descomposición de vista y liberar cantidades trazas de gases irritantes.

3. Compatibilidad química:

• Evite el contacto con ácidos oxidantes fuertes (como el ácido nítrico concentrado y el acuado regia), ya que estos pueden romper la columna vertebral.

• La exposición a largo plazo a solventes altamente polares (como dimetil sulfóxido) requiere pruebas de resistencia a la corrosión (algunos rellenos pueden aumentar en el solvente).

4. Interface Vinculación y envejecimiento:

• El tratamiento de la superficie de la fibra de carbono (como el dimensionamiento) afecta directamente la resistencia a la interfaz. Se debe seleccionar un agente de tamaño con buena compatibilidad con PEEK.

• La exposición a largo plazo al calor y la humedad puede causar hidrólisis de la interfaz; Por lo tanto, la resistencia a la tracción debe verificarse regularmente.

5. Conductividad y blindaje electromagnético:

• El PEEK CA reforzado con fibra de carbono continuo es conductor y puede usarse para protegerse electromagnético. Si se requiere aislamiento, se deben usar fibras de carbono picadas o un recubrimiento aislante.

Peek CA Sheet es un material compuesto de alto rendimiento hecho de vista y fibra de carbono. Al retener las propiedades centrales de Peek, el "oro de los plásticos", mejora significativamente su resistencia y rigidez mediante el uso de fibra de carbono. Es un material de reemplazo de metal clave en aeroespacial, automotriz, electrónica y otros campos. Su valor central radica en su diseño equilibrado entre el alto rendimiento y el alto rendimiento, lo que lo convierte en un material funcional indispensable en la fabricación de alta gama.

¿Alguna vez has oído hablar de las sábanas de Peek CA? ¿Qué es? ¿Cómo usar?