Les chemises d'arbre en PEEK sont en fait des pièces en polyétheréthercétone, un matériau de haute performance doté d'excellentes caractéristiques mécaniques, thermiques et chimiques. Les chemises d'arbre en PEEK sont couramment employées dans diverses industries exigeantes et très performantes telles que l'aérospatiale, l'automobile, les soins de santé et les secteurs de la fabrication de machines. Cet article illustre les raisons pour lesquelles la chemise d'arbre en PEEK est choisie à la place de la chemise d'arbre en métal et détaille les avantages de l'utilisation de la chemise d'arbre en PEEK ainsi que son application.
Les chemises d'arbre en PEEK peuvent présenter une résistance mécanique et une stabilité dimensionnelle à des températures élevées de 343°C, alors que les métaux courants peuvent fondre ou s'affaiblir à des températures élevées. Par exemple, lors d'opérations impliquant des températures élevées pour traiter des aliments, les chemises d'arbre en PEEK ne se déforment pas et ne s'endommagent pas rapidement.
Les produits chimiques tels que les acides, les bases et les solvants n'ont pas d'effets néfastes sur le PEEK et celui-ci peut rester stable pendant très longtemps, même dans une atmosphère corrosive. En revanche, les métaux sont sujets à la corrosion et, par conséquent, les équipements qui entrent en contact avec des produits chimiques spécifiques risquent de voir leur durée de vie considérablement réduite et leurs coûts d'entretien augmenter en conséquence.
Chaque matériau que le PEEK fournit pour les applications alimentaires doit répondre à diverses réglementations relatives aux matériaux en contact avec les aliments afin de ne pas libérer de substances dangereuses pour la santé humaine lors du contact avec les aliments. Les manchons métalliques apportent des ions métalliques qui affectent les aliments, mais les manchons en PEEK ne sont pas associés à de tels problèmes, ce qui rend les aliments sûrs.
La particularité du PEEK est sa grande résistance à l'usure, tout en conservant, dans un certain nombre de cas, les propriétés nécessaires à une utilisation fréquente dans des conditions de charge élevée. Les pièces métalliques s'usent après une longue période de service et doivent être remplacées en temps voulu, tandis que le matériau PEEK présente une résistance accrue à l'usure, ce qui prolonge la durée de vie de l'équipement tout en réduisant la fréquence de l'entretien et du remplacement des pièces.
Le PEEK est en passe d'être plus léger que la plupart des métaux, ce qui permet de réduire le poids général de l'équipement, de favoriser les économies d'énergie, d'accroître l'efficacité opérationnelle et la portabilité de l'équipement. Ces caractéristiques contrastent avec le faible poids du métal dans le PEEK, ce qui contribue à réduire la consommation d'énergie et les dépenses d'exploitation.
Les propriétés techniques du PEEK sont bonnes et il peut être transformé en pièces de forme spéciale par moulage par injection, impression en 3Detc. pour répondre aux diverses exigences particulières des équipements de transformation des aliments. En revanche, la mise en forme complexe du métal est relativement coûteuse et la fabrication et le traitement de la pièce nécessitent d'énormes dépenses.
Ainsi, les matériaux PEEK peuvent également être recyclés, et leur fabrication et leur traitement sont moins menaçants pour l'environnement. Cependant, la préparation des métaux nécessite davantage de pollution, ce qui peut affecter l'environnement, et certains métaux sont rares et non quantifiables. En étendant et en développant les méthodes de modification et la technologie de remplissage, le taux de recyclage des matériaux PEEK peut être amélioré et l'effet de la pollution environnementale peut être minimisé, tout en faisant pression sur l'industrie alimentaire pour qu'elle utilise des produits respectueux de l'environnement.
Les arbres PEC sont généralement fabriqués en polyéther-éther-cétone ou PEEK. Voici quelques-unes des caractéristiques de ce type de manchon ;
Le PEEK est un matériau autolubrifiant qui permet des mouvements fluides dans des conditions de contraintes élevées. En raison de la faible caractérisation du frottement du matériau, il est capable de fonctionner en douceur à des niveaux de contrainte élevés sans mettre à rude épreuve l'équipement et sans entraîner de fréquentes interventions de maintenance qui auraient pu être évitées.
Les chemises de puits en PEEK peuvent remplacer le titane dans les implants médicaux et sont également utiles pour la production d'outils médicaux. Le PEEK est respectueux du corps humain et peut être utilisé dans les domaines suivants applications médicales en raison de sa capacité à subir des stérilisations répétées.
Tout d'abord, la matière première PEEK est sciée à la longueur requise, comme le montre la figure ci-dessous. Lors de la mise en forme du manchon, d'autres opérations telles que le fraisage, le tournage et le perçage sont également utilisées afin de préparer les caractéristiques et les dimensions de base. Ces opérations comprennent le tournage, le fraisage et d'autres opérations qui impliquent une précision et une exactitude élevées qui peuvent être obtenues à l'aide d'une commande numérique informatisée, également connue sous le nom de machine CNC.
Cependant, contrairement aux métaux, le traitement thermique n'est normalement pas un processus spécifié pour le PEEK, mais la gestion des températures de traitement est essentielle lors du moulage par injection et de l'extrusion. Par exemple, le moulage par injection du PEEK nécessite de chauffer le polymère à une température comprise entre 350 °C et 400 °C pour lui permettre de bien s'écouler dans le moule.
Les processus supplémentaires mis en œuvre pour ajouter des détails aux dimensions et à la surface des bagues en PEEK sont les suivants. Des projets sont élaborés pour garantir que les pièces présentent des niveaux de tolérance serrés qui reposent sur les conceptions compliquées des outils d'usinage CNC.
Dans le cas d'applications comportant des métaux et des pièces en plastique, l'usinage et le traitement de surface sont appliqués pour obtenir la concentricité et la stabilité dimensionnelle. Selon le type d'application, ce traitement peut prendre la forme d'un processus d'oxydation, de zingage, de nickelage ou d'anodisation.
La procédure la plus courante pour créer Pièces PEEK a utilisé le moulage par injection. Cette technique implique l'utilisation de pastilles de PEEK qui sont ensuite chauffées et forcées sous pression à prendre la forme et la conception du moule. Le matériau subit également une forme de refroidissement afin de former la cavité du moule après s'être solidifié.
Après les processus d'usinage et de traitement de surface des chemises d'arbre en PEEK, les produits sont ensuite contrôlés et testés pour déterminer s'ils sont conformes aux spécifications prescrites en termes de dimensions, de surface et de performances globales. La procédure de contrôle de la qualité décrite ci-dessus garantit que le produit final fabriqué sera cohérent et de la qualité requise pour son application.
En raison de sa résistance à la chaleur et aux agents chimiques agressifs, ainsi qu'aux contraintes mécaniques, le PEEK est excellent pour les applications où un composant doit être utilisé de manière répétée. Le polyéther-éther-cétone de qualité industrielle ou PEEK CF30 est un mélange de PEEK et de fibre de carbone 30% idéal pour les applications impliquant des contraintes mécaniques élevées et une conductivité thermique, une rigidité et une capacité de charge importantes. En particulier, les manchons d'arbre en PEEK et les paliers en PEEK sont largement utilisés dans les équipements mécaniques, les pompes, les vannes et les compresseurs afin d'améliorer leur durée de vie et leurs performances.
Les composants électriques à haute performance sont particulièrement appréciés en raison des propriétés suivantes PEEK 450G. Il possède une résistance diélectrique élevée, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une isolation électrique. Ce matériau présente également une bonne stabilité thermique, ce qui permet de l'utiliser dans des zones où il est exposé à des températures variables. Certaines pièces, notamment les connecteurs, les isolateurs, les supports de circuits imprimés et le boîtier des capteurs, sont fabriquées en PEEK 450G. En raison de son immunité aux tensions élevées et aux bruits électriques, le PEEK est utilisé dans les dispositifs et circuits électroniques modernes.
Le composite avancé de la feuille de PEEK est conçu pour être utilisé dans l'aérospatiale et les applications qui nécessitent une amélioration de la performance globale tout en réduisant le coût global. Réalisation de nouvelles technologies Boeing et Airbus, entre autres constructeurs d'avions, ont utilisé des coussinets et des roulements en PEEK pour réduire la masse des dispositifs utilisés dans la construction des avions, minimisant ainsi la ressource qu'est le carburant, ce qui, à long terme, s'avère efficace pour les dépenses liées à l'utilisation de ces pièces d'avion. En outre, le PEEK réduit la maintenance et les besoins de remplacement grâce à sa durabilité et à sa résistance aux produits chimiques, ce qui diminue les coûts d'exploitation. En raison de son rapport poids/résistance, de sa stabilité dimensionnelle en cas de fortes contraintes et de températures élevées, le PEEK est utilisé dans les industries de l'aérospatiale et de la défense pour fournir des pièces de moteur, des pièces de missile et des pièces de satellite.
Le PEEK est également utilisé dans les industries du pétrole et du gaz, notamment pour la fabrication de joints et de roulements résistants aux produits chimiques abrasifs et aux hautes pressions. Bagues en PEEK et roulements offrent des performances satisfaisantes pour les équipements de forage et les outils de fond de puits, conservent une bonne stabilité dans un environnement de travail difficile, et minimisent ainsi les problèmes d'équipement et les dépenses d'entretien.
Le PEEK reste insoluble dans la plupart des solvants organiques en raison de sa grande résistance et trouve donc plusieurs applications dans les instruments d'analyse médicale. En raison de sa biocompatibilité, il a remplacé le titane comme os artificiel. Le PEEK est également utilisé dans la fabrication de dispositifs médicaux tels que les sections de chromatographie liquide, les tubes et autres accessoires utilisés dans l'analyse des instruments, les pièces d'endoscopes et les nettoyeurs d'instruments dentaires, où les caractéristiques de haute durabilité font du PEEK la meilleure option.
Les ingénieurs remplacent autant que possible le métal par le plastique PEEK haute performance pour une variété de composants et de pièces dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale, de la médecine, de la transformation des aliments, des pompes et de nombreuses autres industries, dans le but d'améliorer l'efficacité globale, de réduire les coûts et d'obtenir d'excellentes propriétés en matière d'usure, de frottement et de produits chimiques. En outre, le développement de la douille d'arbre en PEEK peut être décrit comme étant basé sur l'expansion continue de la recherche et des recherches, ses progrès et son développement semblent avoir un impact considérable sur les innovations, ainsi que sur les propositions environnementales. Les industries aérospatiales, médicales, pétrolières et gazières sont les secteurs où l'utilisation du PEEK s'avérera la plus utile. L'auteur s'attend à juste titre à ce qu'avec le développement de la technologie, la douille d'arbre en PEEK conserve sa place dans la science et l'ingénierie des matériaux de pointe.
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