I manicotti per alberi in PEEK sono in polietereterchetone, un componente ad alte prestazioni con eccellenti caratteristiche meccaniche, termiche e chimiche. I manicotti dell'albero in PEEK sono comunemente impiegati in vari settori industriali ad alte prestazioni come quello aerospaziale, automobilistico, sanitario e della produzione di macchinari. Questo articolo illustrerà perché il manicotto dell'albero in PEEK viene scelto al posto del manicotto dell'albero in metallo e i vantaggi dettagliati dell'impiego del manicotto dell'albero in PEEK insieme alla sua applicazione.
I manicotti dell'albero in PEEK possono avere resistenza meccanica e stabilità dimensionale a temperature elevate, fino a 343°C, mentre i metalli comuni possono fondersi o indebolirsi alle alte temperature. Ad esempio, quando le operazioni di lavorazione degli alimenti ad alte temperature persistono, i manicotti dell'albero in PEEK non si deformano o danneggiano rapidamente.
Sostanze chimiche come acidi, basi e solventi non hanno effetti negativi sul PEEK, che può rimanere stabile per molto tempo anche in atmosfera corrosiva. I metalli, invece, sono soggetti a corrosione e quindi le apparecchiature che entrano in contatto con le sostanze chimiche specifiche potrebbero subire una drastica riduzione della durata di vita e di conseguenza un aumento dei costi di manutenzione.
Ogni materiale che il PEEK fornisce per le applicazioni alimentari deve soddisfare le varie normative sui materiali a contatto con gli alimenti, al fine di non rilasciare sostanze pericolose per la salute umana durante il contatto con gli alimenti. Le guaine metalliche introducono ioni metallici che influiscono sugli alimenti, ma le guaine in PEEK non sono associate a tali problemi e quindi rendono gli alimenti sicuri.
La particolarità del PEEK è l'elevata resistenza all'usura, pur mantenendo in molti casi le proprietà necessarie per un uso frequente in condizioni di carico elevato. Quelli in metallo si usurano dopo un lungo periodo di servizio e richiedono una sostituzione tempestiva, mentre il materiale in PEEK offre una maggiore resistenza all'usura, garantendo una maggiore durata dell'apparecchiatura con una minore frequenza di manutenzione e sostituzione dei pezzi.
Il PEEK è più leggero della maggior parte dei metalli, quindi favorisce la diminuzione del peso generale dell'apparecchiatura, il risparmio energetico, l'aumento dell'efficienza operativa e la portabilità dell'apparecchiatura. Queste caratteristiche contrastano con il peso ridotto del metallo e contribuiscono a ridurre il consumo di energia e le spese operative.
Le proprietà tecniche del PEEK sono buone e possono essere trasformate in pezzi di forma speciale attraverso lo stampaggio a iniezione, Stampa 3Decc. per soddisfare i vari requisiti speciali delle apparecchiature per la lavorazione degli alimenti. Al contrario, il metallo complesso da modellare è relativamente costoso e richiede spese enormi per la produzione e la lavorazione del pezzo.
Pertanto, i materiali in PEEK possono essere riciclati e la loro produzione e lavorazione sono meno pericolosi per l'ambiente. Tuttavia, la preparazione del metallo richiede una maggiore quantità di inquinamento che può influire sull'ambiente e alcuni metalli sono scarsi e inequivocabili. Estendendo e sviluppando i metodi di modifica e la tecnologia di riempimento, è possibile aumentare il tasso di riciclaggio del materiale PEEK e ridurre al minimo l'effetto dell'inquinamento ambientale, nonché esercitare pressione sull'industria alimentare affinché utilizzi prodotti ecologici.
Gli alberi PEC sono solitamente realizzati in materiale polietere etere chetone o PEEK e di seguito sono riportati alcuni degli attributi di questo tipo di manicotto;
Il PEEK è un materiale autolubrificante e rende possibile un movimento fluido in condizioni di stress elevato. Grazie alla caratterizzazione a basso attrito del materiale, è in grado di funzionare senza problemi a livelli di stress elevati, senza gravare sulle apparecchiature e causare frequenti interventi di manutenzione evitabili.
I manicotti per alberi in PEEK sono adatti a sostituire il titanio negli impianti medici e sono rilevanti anche nella produzione di strumenti medici. È amico del corpo umano, può essere utilizzato in applicazioni mediche per la sua capacità di subire sterilizzazioni ripetute.
In primo luogo, la materia prima PEEK viene sottoposta a segatura per ottenere la lunghezza richiesta, come mostrato nella figura seguente. Nella fase di formatura del manicotto, si ricorre anche ad altre operazioni come la fresatura, la tornitura e la foratura per avere le caratteristiche e le dimensioni di base pronte. Queste operazioni comprendono la tornitura, la fresatura e altre operazioni che comportano un'elevata precisione e accuratezza, che possono essere ottenute con macchine a controllo numerico computerizzato, altrimenti note come macchine CNC.
Tuttavia, a differenza dei metalli, il trattamento termico non è normalmente un processo specifico per il PEEK, ma la gestione delle temperature di lavorazione è essenziale quando si utilizza lo stampaggio a iniezione e l'estrusione. Ad esempio, lo stampaggio a iniezione del PEEK richiede che il polimero sia riscaldato a circa 350°C - 400°C per consentirgli di fluire bene nello stampo.
I processi aggiuntivi che vengono eseguiti per aggiungere dettagli alle dimensioni e alla superficie delle boccole in PEEK sono i seguenti. I progetti vengono realizzati per garantire che i pezzi abbiano livelli di tolleranza stretti, basati sui complicati design degli strumenti di lavorazione CNC.
Nel caso di applicazioni con parti in metallo e plastica, si applicano sia la lavorazione che il trattamento superficiale per ottenere la concentricità e la stabilità dimensionale. A seconda del tipo di applicazione, il trattamento può essere uno qualsiasi dei processi che comprendono l'ossidazione, la zincatura, la nichelatura e l'anodizzazione.
La procedura più regolare per la creazione di Parti in PEEK ha utilizzato lo stampaggio a iniezione. Questa tecnica prevede l'uso di pellet di PEEK che vengono riscaldati e forzati sotto pressione per ottenere la forma e il design dello stampo. Il materiale viene anche sottoposto a una forma di raffreddamento per formare la cavità dello stampo dopo la solidificazione.
Dopo la lavorazione e il trattamento superficiale dei manicotti per alberi in PEEK, i prodotti vengono controllati e testati per verificare se sono conformi alle specifiche prescritte in termini di dimensioni, superficie e prestazioni complessive. La procedura di controllo della qualità sopra descritta garantisce che il prodotto finale sarà coerente e di alta qualità, come richiesto per la sua applicazione.
Grazie alla sua resistenza al calore e agli agenti chimici di attacco, nonché alle sollecitazioni meccaniche, il PEEK è eccellente per le applicazioni in cui un componente deve essere utilizzato ripetutamente. Il polietere etere chetone di grado industriale o PEEK CF30 è una miscela di PEEK e fibra di carbonio 30% ideale per applicazioni che comportano elevate sollecitazioni meccaniche e alta conducibilità termica, rigidità e capacità di carico. In particolare, i "manicotti per alberi in PEEK" e i "cuscinetti in PEEK" vengono impiegati in modo significativo in apparecchiature meccaniche, pompe, valvole e compressori per migliorarne la durata e le prestazioni.
I componenti elettrici ad alte prestazioni sono particolarmente apprezzati grazie alle proprietà di PEEK 450G. Ha un'elevata rigidità dielettrica che lo rende adatto alle applicazioni in cui è richiesto l'isolamento elettrico; questo materiale ha anche una buona stabilità termica che lo rende adatto all'uso in aree in cui è esposto a temperature variabili. Alcune parti, come i connettori, gli isolatori, le staffe dei circuiti e l'alloggiamento dei sensori, sono realizzate in PEEK 450G. Grazie alla sua alta tensione e all'immunità ai disturbi elettrici, il PEEK è utile nei moderni dispositivi e circuiti elettronici.
Il composito avanzato di fogli di PEEK è stato progettato per essere utilizzato nel settore aerospaziale e nelle applicazioni che richiedono un miglioramento delle prestazioni complessive, riducendo al contempo il costo complessivo. Realizzazione di nuove tecnologie Boeing e Airbus, tra gli altri costruttori di aeromobili, hanno impiegato boccole e cuscinetti in PEEK per ridurre la massa dei dispositivi utilizzati nella costruzione degli aerei, riducendo così al minimo la risorsa carburante, che a lungo andare si rivela efficace per le spese connesse all'uso di questi pezzi di aeromobile. Inoltre, il PEEK riduce la manutenzione e la necessità di sostituzioni grazie alla sua durata e resistenza chimica, riducendo così i costi operativi. Grazie al rapporto forza-peso, alla stabilità dimensionale in presenza di forti sollecitazioni e di alte temperature, la SBIRCIATA viene utilizzata nell'industria aerospaziale e della difesa per fornire parti di motori, parti di missili e parti di satelliti.
L'applicazione del PEEK è identificabile anche nell'industria petrolifera e del gas, in particolare nella realizzazione di guarnizioni e cuscinetti immuni alle sostanze chimiche abrasive e alle alte pressioni. Boccole in PEEK E cuscinetti forniscono prestazioni soddisfacenti alle apparecchiature di perforazione e agli strumenti di perforazione, mantengono una buona stabilità in ambienti di lavoro difficili e riducono quindi al minimo i problemi delle apparecchiature e le spese di manutenzione.
Il PEEK rimane insolubile nella maggior parte dei solventi organici grazie alla sua elevata resistenza e pertanto trova diverse applicazioni negli strumenti analitici medici. Grazie alla sua biocompatibilità, ha sostituito il titanio come osso artificiale. Il PEEK trova applicazione anche nella produzione di dispositivi medici come sezioni per cromatografia liquida, tubi e altri accessori utilizzati per l'analisi degli strumenti, parti di endoscopi e pulitori per strumenti dentali, dove le caratteristiche di elevata sostenibilità rendono il PEEK l'opzione migliore.
Gli ingegneri stanno sostituendo il metallo con la plastica ad alte prestazioni PEEK, laddove possibile, per una varietà di componenti e parti nei settori automobilistico, aerospaziale, medico, alimentare, pompe e molti altri, nel tentativo di migliorare l'efficienza complessiva, ridurre i costi e sperimentare eccellenti proprietà di usura, attrito e chimiche. Inoltre, l'ulteriore sviluppo del manicotto per albero in PEEK può essere descritto come basato sulla continua espansione della ricerca e delle ricerche; il suo ulteriore avanzamento e sviluppo sembrano avere un impatto considerevole sulle innovazioni e sulle proposte ambientali. In particolare, le industrie aerospaziali, mediche, petrolifere e del gas sono i settori in cui l'uso del PEEK si rivelerà più utile. L'autore ha correttamente previsto che, con lo sviluppo della tecnologia, i manicotti per alberi in PEEK manterranno ancora il loro posto tra i materiali di punta della scienza e dell'ingegneria.
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