¿Cuánto sabes sobre PEI GF? Echemos un vistazo detallado juntos.

Ⅰ.¿Qué es PEI GF?

PEI GF, abreviatura de polieterimida reforzada con fibra de vidrio, es un material compuesto plástico de ingeniería de alto rendimiento. Utiliza polieterimida (PEI) como resina matriz, reforzada con fibra de vidrio (GF, normalmente entre 10 % y 40 %) y se moldea en láminas o varillas. El PEI en sí es un termoplástico amorfo semicristalino con excelente resistencia al calor, propiedades mecánicas y resistencia química. La adición de fibra de vidrio mejora aún más su resistencia, rigidez y estabilidad dimensional.

Hoja de fibra de vidrio AHD PEI

Ⅱ. ¿Cómo se produce?

Las láminas y varillas de PEI GF se producen principalmente mediante el proceso de extrusión. Para productos con especificaciones especiales o requisitos extremadamente exigentes, también se puede utilizar el moldeo por compresión.

El proceso básico de producción es el siguiente:

Preparación y mezcla de materias primas: Los gránulos de resina PEI (generalmente ya premezclados con fibra de vidrio, conocidos como gránulos de PEI GF) se secan completamente en un horno. Debido a que el PEI absorbe la humedad, es esencial secarlo minuciosamente para evitar la hidrólisis y la degradación durante el procesamiento.

Extrusión por fusión: los gránulos secos de PEI GF se introducen en la tolva del extrusor. Dentro de la extrusora, el material se calienta y se corta, fundiéndolo en un estado fluido y viscoso.

Moldear y dar forma:

Producción de láminas: el material fundido se extruye a través de un troquel plano, formando una masa fundida similar a una lámina. Luego, la masa fundida ingresa a una calandria de tres rodillos con temperatura cuidadosamente controlada para calandrar, enfriar y dar forma, lo que finalmente da como resultado una lámina de espesor uniforme.

Producción de varillas: el material fundido se extruye a través de una matriz circular para formar una varilla. Luego, la varilla ingresa a un tanque de sinterización enfriado por agua o al vacío para enfriarla y darle forma, lo que da como resultado una varilla con un diámetro uniforme.

Extracción y corte: La placa/varilla moldeada se extrae mediante una máquina de arrastre a velocidad constante y finalmente se corta en las longitudes deseadas mediante un dispositivo de corte.

Postprocesamiento e inspección: El producto puede someterse a recocido bajo tensión para reducir las tensiones internas. Después de una rigurosa inspección dimensional y de rendimiento, se empaqueta y almacena.

Ⅲ. ¿Cuáles son sus características y ventajas?

El material PEI GF combina las ventajas de la resina PEI y la fibra de vidrio, ofreciendo un rendimiento general excepcional.

Característica	Rendimiento específico	Ventajas
Propiedades mecánicas	Alta resistencia, alta rigidez y alta dureza. La adición de fibra de vidrio le confiere un módulo y una resistencia a la flexión significativamente mayores que el PEI no reforzado. La excelente resistencia a la fluencia minimiza la deformación bajo cargas a largo plazo.	Las piezas son estructuralmente más fuertes, menos propensas a deformarse y pueden soportar cargas elevadas.
Resistencia al calor	¡Alto! Las temperaturas de funcionamiento a largo plazo pueden alcanzar entre 170 °C y 180 °C, y la resistencia a la temperatura a corto plazo puede superar los 200 °C. La temperatura de deflexión del calor (HDT @ 1,8 MPa) puede alcanzar más de 200 °C.	Puede funcionar en ambientes de alta temperatura durante largos períodos sin ablandarse, manteniendo un rendimiento estable.
Retardante de llama	¡Intrínsecamente retardante de llama! Alcanza la clasificación UL94 V-0 (la clasificación de retardo de llama más alta) sin la adición de ningún retardante de llama y emite muy poco humo durante la combustión.	Cumple con los requisitos de seguridad contra incendios más estrictos y es adecuado para su uso en aplicaciones críticas para la seguridad, como las aeroespaciales, eléctricas y electrónicas, entre otras.
Estabilidad dimensional	¡Excelente! Su bajo coeficiente de expansión lineal y absorción de humedad minimizan su impacto sobre la temperatura y la humedad.	Permite la fabricación de piezas de alta precisión con una variación dimensional mínima debido a factores ambientales, lo que garantiza un montaje y una funcionalidad fiables.
Estabilidad química	Resistente a una amplia gama de productos químicos, incluidos ácidos diluidos, bases débiles, hidrocarburos, ésteres e hidrocarburos halogenados. Sin embargo, no es resistente a disolventes orgánicos altamente polares (como cetonas y algunos disolventes clorados) ni a bases fuertes.	Adecuado para una variedad de entornos de medios de trabajo.
Aislamiento eléctrico	Excelentes propiedades eléctricas, incluida una alta rigidez dieléctrica y un bajo factor de disipación, con un rendimiento estable en un amplio rango de temperatura y frecuencia.	Es un material aislante de alta temperatura ideal para componentes electrónicos y eléctricos.
Procesabilidad y otros	Aunque es un termoplástico, su temperatura de procesamiento es muy alta (aproximadamente 350-400°C). Es autoextinguible y tiene buena resistencia al desgaste.	Puede procesarse mediante métodos termoplásticos como el moldeo por inyección y la extrusión, pero se requiere equipo especializado de alta temperatura.

IV. ¿Dónde se utilizará?

Debido a su rendimiento excepcional, PEI GF Sheet and Rod se utiliza principalmente en campos industriales de alto nivel con requisitos de rendimiento exigentes.

Aeroespacial:

Aplicaciones: Fabricación de soportes, soportes, cubiertas, conectores y más para interiores de aeronaves. Su alta resistencia, su peso ligero (en relación con el metal), su excelente retardo de llama y sus propiedades de baja emisión de humo cumplen con los estrictos estándares de la industria de la aviación.

Industria electrónica y eléctrica/semiconductores:

Aplicaciones:

Procesamiento de obleas: Se utiliza en la fabricación de soportes, accesorios, brazos y otros componentes de obleas que requieren una limpieza extremadamente alta, bajos niveles de extraíbles, resistencia a altas temperaturas y estabilidad dimensional.

Componentes de aislamiento de alta temperatura: como carcasas de disyuntores, bobinas, bloques de terminales y placas de soporte de PCB.

Soldadura SMT: Se utiliza en la fabricación de soportes y bandejas para soldadura por reflujo y por ola, ya que puede soportar temperaturas breves superiores a 260 °C.

Industria automotriz:

Aplicaciones: Fabricación de componentes periféricos de motores, carcasas de sensores, piezas de transmisión y otros componentes que requieren resistencia a aceites de alta temperatura y envejecimiento por calor a largo plazo.

Dispositivos Médicos:

Aplicaciones: Se utiliza en la fabricación de marcos de instrumentos quirúrgicos, bandejas y piezas de endoscopios que requieren esterilización repetida con vapor a alta temperatura u óxido de etileno. PEI cumple inherentemente con los requisitos de biocompatibilidad (ciertos grados).

Aplicaciones industriales:

Aplicaciones: Se utiliza en la fabricación de engranajes, cojinetes, sellos, componentes de válvulas, paletas de compresores y otros componentes de alta precisión que funcionan en entornos libres de aceite y de alta temperatura.

V. Uso

Las aplicaciones de láminas y varillas de PEI GF se dividen principalmente en dos categorías: procesamiento y conformado, y aplicación directa.

1. Procesamiento (Realización de piezas finales)

Mecanizado: Son posibles torneado, fresado, taladrado, roscado y otros procesos. Se deben utilizar herramientas de carburo (como herramientas de carburo de tungsteno) para evitar el rápido desgaste de las herramientas de acero de alta velocidad. Parámetros de corte recomendados: 500-1500 rpm, velocidad de avance 0,05-0,2 mm/min. El enfriamiento se puede lograr con aire comprimido o una pequeña cantidad de fluido de corte soluble en agua (para evitar la absorción de humedad).

Conexiones: Conexiones atornilladas (se recomienda perforar previamente para evitar grietas por tensión), soldadura láser (requiere equipo especializado y es adecuada para componentes de precisión) y unión adhesiva estructural (como adhesivo epoxi, que requiere un tratamiento de superficie para mejorar la adhesión).

2. Aplicaciones directas

El uso directo en componentes estructurales, como marcos de soporte para interiores de aviones y bases de alojamiento para sensores de automóviles, aprovecha su alta resistencia y resistencia a la temperatura para reemplazar el metal o los plásticos tradicionales.

VI. Puntos clave y precauciones

Al mecanizar y utilizar material PEI GF, se deben observar los siguientes puntos; no hacerlo puede provocar fácilmente el fallo de la pieza.

1. Puntos clave del mecanizado:

Herramientas: Se deben utilizar herramientas afiladas de carburo o diamante. Las herramientas desafiladas pueden provocar desgarros, astillas y calentamiento excesivo.

Enfriamiento: Se recomienda encarecidamente el enfriamiento con aire comprimido o neblina de aceite. Evite el uso de refrigerantes a base de agua, ya que el PEI absorbe la humedad, lo que puede afectar el rendimiento posterior o provocar grietas debido al calentamiento y enfriamiento repentinos durante el mecanizado.

Parámetros: Utilice una estrategia de alta velocidad, avance de herramienta ligero y velocidad de avance rápida. Esto ayuda a disipar el calor y lograr una superficie mecanizada suave.

Eliminación de virutas: Las virutas de fibra de vidrio son irritantes, por lo que es esencial contar con un buen equipo de extracción y eliminación de polvo durante el mecanizado. Los operadores deben usar máscaras y gafas protectoras.

2. Higroscopicidad y Pretratamiento:

El material PEI GF absorbe la humedad del aire. Si la pieza se utilizará en condiciones de alta humedad o altas temperaturas, o requiere un procesamiento secundario a alta temperatura (como doblado o unión en caliente), la pieza en bruto debe secarse antes del procesamiento. Las condiciones típicas de secado son 150°C durante 2 a 4 horas.

3. Estrés interno:

Durante el procesamiento, el calor de corte puede generar tensión interna dentro de la pieza. Para piezas críticas que requieren alta estabilidad dimensional y resistencia al agrietamiento, se puede considerar el recocido. Esto implica hornear la pieza a una temperatura de 10 a 20 °C por debajo de su temperatura de deflexión del calor (por ejemplo, 180 a 190 °C) durante un período de tiempo, seguido de un enfriamiento lento a temperatura ambiente.

4. Vinculación:

Los materiales PEI GF se pueden unir utilizando adhesivos especializados de resina epoxi de alta temperatura o cianoacrilato (adhesivos de secado rápido). Antes de unir, se debe limpiar la superficie (por ejemplo, con alcohol) y, si es necesario, hacerla rugosa para mejorar la fuerza de la unión.

5. Advertencia de seguridad:

Polvo de procesamiento: El polvo de fibra de vidrio es irritante para el sistema respiratorio y la piel humanos. Garantizar el equipo de protección adecuado. Quemaduras por alta temperatura: Las piezas que han sido mecanizadas o sacadas del horno pueden estar muy calientes y deben manipularse con cuidado.

Las láminas y varillas de PEI GF son un ejemplo típico de plásticos de ingeniería de alto rendimiento. El refuerzo de fibra de vidrio supera las deficiencias de resistencia del PEI puro al tiempo que conserva sus ventajas, como la resistencia al calor y a los químicos. Se utilizan ampliamente en la fabricación de alta gama. Al usarlos, se debe prestar atención a la temperatura de procesamiento, el proceso de secado y el diseño estructural para maximizar el rendimiento del material.

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