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La différence entre le CF PEEK et le PEEK non rempli

aperçu non rempli vs aperçu cf

CF PEEK VS PEEK non rempli

Lorsque vous choisissez le bon matériau composite PEEK, vous vous retrouvez toujours dans une situation délicate et ne savez pas quel matériau choisir. Aujourd'hui, nous allons comparer le PEEK non chargé et le PEEK en fibre de carbone pour améliorer vos connaissances sur les matériaux PEEK.

cfpeek contre peek
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Qu'est-ce que le PEEK non rempli ?

Le PEEK non chargé est un polymère thermoplastique hautes performances à base de résine pure 100% sans charges ni renforts. Il est de couleur beige ou naturelle à température ambiante et peut être transformé en divers profilés semi-finis, tels que des feuilles PEEK, des tiges PEEK, des tuyaux PEEK, etc. Il présente l'allongement et la ténacité les plus élevés, d'excellentes propriétés mécaniques et chimiques et convient aux applications qui nécessitent une stabilité chimique et une conformité FDA. Il peut être utilisé en continu dans des environnements à haute température de 250 °C.

Qu'est-ce que le PEEK chargé de carbone ?

Le PEEK chargé de carbone est appelé CF PEEK. Différentes proportions de fibres de carbone, telles que 10%-30%, sont ajoutées au PEEK non chargé pour améliorer les performances du PEEK. Bien entendu, les performances seront différentes si des proportions différentes sont ajoutées.

Nous utilisons généralement la fibre de carbone 30% comme référence. La couleur du PEEK chargé de carbone est généralement noire. Par rapport au PEEK non chargé, le PEEK en fibre de carbone améliore considérablement la résistance à la compression, la rigidité et la résistance à l'usure, réduit le coefficient de dilatation thermique et augmente la conductivité thermique. Il est très adapté aux applications qui nécessitent une résistance élevée et une résistance élevée à l'usure. Et des accessoires à haute stabilité thermique.

Comparé aux propriétés PEEK non remplies et CF PEEK

Propriété PEEK non rempli PEEK chargé de carbone Résultats
Densité 1,31 g/cm³ 1,41 g/cm³ /
Résistance à la traction 16 000 psi (110 MPa) 19 000 psi (131 MPa) PEEK chargé de carbone
Module de traction 500 000 psi (3 448 MPa) 1 100 000 psi (7 586 MPa) PEEK chargé de carbone
Résistance à la flexion 25 000 psi (172 MPa) 25 750 psi (177 MPa) PEEK chargé de carbone
Module de flexion 600 000 psi (4 137 MPa) 1 250 000 psi (8 620 MPa) PEEK chargé de carbone
Résistance à la compression 20 000 psi (138 MPa) 29 000 psi (200 MPa) PEEK chargé de carbone
Température de déflexion thermique 162 °C 291 °C PEEK chargé de carbone
Absorption de l'eau 0.001 0.0006 PEEK chargé de carbone
Coefficient de dilatation thermique 2,6 x 10^-5 po/po/°F 1,0 x 10^-5 po/po/°F PEEK chargé de carbone
Résistance à l'usure Modéré Excellent PEEK chargé de carbone
Conductivité électrique Isolant Conducteur PEEK chargé de carbone
Résistance chimique Excellent ; résistant à la plupart des produits chimiques et solvants Excellent ; résistance similaire avec une durabilité améliorée PEEK chargé de carbone
Isolation électrique Excellent; rigidité diélectrique élevée Modérée ; conductivité améliorée grâce à la teneur en carbone PEEK chargé de carbone
Conductivité thermique Faible (~0,25 W/m·K) Élevé (~3,5 fois celui du PEEK non rempli) PEEK non rempli
Allongement à la rupture 0.2 0.05 PEEK chargé de carbone
Propriétés thermiques Température de service maximale : 480 °F (250 °C) Température de service maximale : 600 °F (316 °C) PEEK chargé de carbone
Dureté Rockwell M100 Rockwell M102 PEEK chargé de carbone
Ignifugation UL 94 V-0 UL 94 V-0 MÊME
Coefficient de friction ~0.25 Inférieur en raison du carbone ; environ 0,05 dans des conditions lubrifiées PEEK chargé de carbone
Résistivité Haute résistivité Résistivité plus faible en raison de la teneur en carbone PEEK chargé de carbone
  • Résistance mécanique :

La résistance à la traction et à la compression du PEEK chargé en carbone est supérieure à celle du PEEK non chargé en raison de la résistance conférée par les fibres de carbone. Le PEEK chargé en carbone est donc idéal pour une utilisation dans des applications où une charge élevée est attendue.

  • Rigidité:

Le module de traction et le module de fusion du PEEK30 en fibre de carbone sont bien supérieurs à ceux du PEEK non chargé, ce qui montre la rigidité accrue du PEEK30 renforcé en fibre de carbone contre la déformation sous contrainte.

  • Stabilité thermique:

La fibre de carbone PEEK30 a un HDT nettement plus élevé, elle est donc meilleure pour les applications à haute température où la résistance des composants joue un rôle essentiel.

  • Résistance à l'usure:

Cette caractéristique apporte une résistance à l'usure à la fibre de carbone PEEK30, ce qui est utile lorsqu'il existe des mécanismes qui glissent ou tournent.

  • Résistance aux produits chimiques et à l’humidité :

Deux matériaux analysés présentent une résistance chimique élevée ; pourtant, une absorption d'eau légèrement inférieure dans la fibre de carbone PEEK30 peut être un avantage dans des conditions humides.

  • Dilatation thermique :

Le matériau PEEK non chargé présente un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la fibre de carbone PEEK30, ce qui lui permet d'assurer une stabilité dimensionnelle lors des changements de température.

coup d'oeil contre cfpeek
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Domaines d'application du PEEK non chargé et du CF PEEK

Domaine d'application PEEK non rempli fibre de carbone PEEK
Médical Utilisé dans les implants et les outils chirurgicaux Convient aux implants à haute résistance
Exemples : dispositifs de fixation vertébrale, implants dentaires Implants de remplacement articulaire
Aérospatial Utilisé dans les composants électroniques et l'isolation thermique Idéal pour les pièces structurelles légères et à haute résistance
Connecteurs électriques dans les avions Supports d'ailes
Automobile Utilisé dans les joints, les vannes et les pompes Convient aux composants à forte charge comme les engrenages
Joints de pompe à carburant Roulements hautes performances dans les voitures de course
Transformation des aliments Conforme à la FDA pour les applications en contact avec les aliments Utilisé dans les équipements de transformation des aliments à forte charge
Exemples : buses de remplissage, palettes de mélange Composants de vannes dans la transformation alimentaire à haute température
Semi-conducteurs et électronique Utilisé dans les outils de traitement des plaquettes Utilisé dans les composants électroniques hautes performances
Outils pour le polissage mécano-chimique Connecteurs et dissipateurs de chaleur
Pétrole et gaz Utilisé dans les joints et les connecteurs électriques Convient aux composants critiques dans les environnements difficiles
Matériaux d'isolation électrique dans les puits Composants de vannes haute pression

Traitement des PEEK et CF PEEK non remplis

Tableau comparatif qui analyse les difficultés qui surviennent lors de l'utilisation du PEEK non chargé et du PEEK chargé de carbone, en particulier lorsque les propriétés du PEEK en fibre de carbone sont supérieures à celles du PEEK conventionnel.

Aspect PEEK non rempli CF PEEK
Processus d'usinage Plus facile à usiner avec des outils conventionnels Nécessite des outils spécialisés (par exemple, des outils diamantés) pour un usinage de précision en raison de la dureté accrue
Besoins en refroidissement Des méthodes de refroidissement standard (liquides de refroidissement) peuvent être utilisées L'air sous pression est préférable pour éviter la contamination et maintenir la biocompatibilité
Température de traitement Température de fusion : 350°C à 400°C Température de fusion similaire, mais nécessite une surveillance attentive pour éviter la dégradation
Allongement et ténacité Un allongement plus élevé permet une manipulation plus facile Allongement plus faible ; plus sujet à la fissuration s'il n'est pas manipulé avec précaution pendant l'usinage
Besoins en recuit Peut nécessiter un recuit pour soulager les contraintes internes Le recuit est plus critique en raison de la sensibilité aux fissures de contrainte et à la déformation
Usure des outils Les outils de coupe standards sont suffisants Usure plus importante de l'outil en raison de sa nature abrasive ; peut nécessiter des changements d'outils plus fréquents
Moulage par injection Les propriétés de fluidité élevées facilitent le moulage Faibles propriétés d'écoulement ; nécessite des pressions d'injection plus élevées et des temps de refroidissement plus longs
Taux de rétrécissement Rétrécissement modéré Rétrécissement plus faible, mais une teneur élevée en charges peut entraîner un gauchissement si elle n'est pas gérée correctement
Finition de surface Bonne finition de surface réalisable Obtenir une finition de surface de haute qualité est plus difficile en raison de la rigidité du matériau

Conclusion

Les deux sous-types de PEEK sont le PEEK renforcé de fibres de carbone et le PEEK non chargé, qui appartiennent tous deux à la catégorie des polymères thermoplastiques hautes performances. Bien qu'ils aient de nombreuses caractéristiques en commun, ils sont différents sur certains points et possèdent des propriétés qui les rendent idéaux pour des utilisations particulières.

À propos de BW Unfilled PEEK & Fibre de carbone PEEK

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Zhejiang Bw Industrial a investi 15 millions de yuans dans le nouveau centre de recherche et développement sur les technologies d'application du PEEK, qui a été mis en service. Grâce à ce centre de recherche et développement, notre personnel technique peut fournir de nombreux services techniques pour l'industrie du PEEK, notamment :

  • Développer de nouvelles qualités PEEK en fonction des nouvelles exigences des différentes industries.
  • Fournir des suggestions de conception de produits PEEK.
  • Fournir les exigences relatives aux moules et à l'équipement de traitement PEEK.
  • Proposer et optimiser les paramètres du processus de production du produit PEEK.
  • Détecter la cristallinité des produits PEEK.
  • Tester et analyser la composition d'échantillons inconnus.
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