Высокопрочные крепёжные композиты из полиэфирэфиркетона Victrex для авиастроения и медицины
|
Швейцарский производитель деталей для авиационной, космической, автомобильной и медицинской техники Icotec AG разработала уникальный процесс формования деталей литьём под давлением, при котором термопластичные композитные элементы в окончательном изделии приобретают прочность, превосходящую сталь, алюминий и титан. Технология изготовления композитной детали методом литья под давлением со впрыском в пресс-форму с закладным цельным углеродным волокном (CFM), позволяет изготовить деталь с содержанием армирующих волокон до 62%. Матричным полимером является полиэфирэфиркетон производства Victrex plc марки 151G. |
|
Композиты, изготовленные процессом CFM, обеспечивают сверхвысокую удельную прочность, которая превосходит прочность конкурирующих металлов (сталь, титан, алюминий). Прочность на изгиб готового изделия в 7 раз выше, чем у алюминия. Показатель прочности достигает уровня 600 МПа/г/см3 в сравнении с ˜50 МПа/г/см3 у алюминия и ˜300 МПа/г/см3 у титана. Инженеры-технологи Icotec AG таким образом изготавливают высокопрочные износостойкие шурупы, болты, вставки, штифты, анкерные гайки и другие крепежные элементы, в том числе, медицинские имплантаты (CF/PEEK) и высокоскоростные авиационные подшипники. Медицинские композиты – рентгенопрозрачные имплантаты (CF/PEEK) используется для краткосрочного применения и долгосрочного ношения. Из CF/PEEK изготавливаются межпозвоночные прокладки, шейные пластины и другие имплантаты в ортопедии и травматологии. Процесс CFM позволяет производить крепежные элементы, способные выдерживать перемещение под высокой нагрузкой, не нанося ущерб волокнам. |
|
| Процесс CFM создает осевую ориентацию углеродного волокна в сердцевине и радиальную ориентацию в нитях. Изготовление начинается с пултрузии волоконного прута из полиэфирэфиркетона/углерода (Faigle Kunststofftechnik в Weissensberg, Германия), который разрезается на заготовки, точно соответствующие по размерам готовой детали. Затем робот переносит заготовки в подготовленную камеру предварительного нагрева, где ПЭЭК из пропитанных непрерывных волокон плавится и заполняет пустоты, а после неё заготовки переносятся в полость пресс-формы, где им придается форма детали с предустановленными ориентированными волокнами для усиления прочности детали. |
|
|
В производстве шурупов с помощью этой методики создают спирально армированные нити, усиливающие сопротивление нити на скручивание. Это позволяет шурупам выдерживать истирание резьбовой поверхности при введении шурупа в просверленный канал. Переходная зона ориентации волокон переносит силы, воздействующие на нити, в сердцевину. Ориентация в однонаправленной сердцевине шурупа увеличивает общую прочность шурупа, позволяя выдерживать высокие механические нагрузки без разрыва нити. |
|
Композиты CFM из полиэфирэфиркетона Victrex обладают исключительной химической и тепловой стойкостью деталей, долговременно работающих при температурах от - 65°С до +260°С. Минимальное содержание летучих конденсируемых веществ (CVCM 0,00% по стандарту ASTM E595) позволяет применять композиты CFM для изготовления коррозионностойкого крепежа в авиационно-космической промышленности. В буровом оборудовании на морских платформах высокое сопротивление вибрации CFM крепежа позволило заменить ранее применявшиеся металлические застежки, часто разрушающиеся под вибрационной нагрузкой.
CFM-процесс позволяет применять и другие волокна: керамика, стекло, тантал. Стекловолокно позволяет изготавливать изделия с высокой тепловой и электрической изоляцией. Армированные детали из стекловолокна можно использовать даже для прокладывания нитей в тонколистовом алюминии. |
Преимущества композитных крепёжных элементов:
1. Высокая коррозионная стойкость (нефть, газ, H2S, CO2 (NORSOK);
2. Долговременная теплостойкость в диапазоне от - 65°С до +260°С;
3. Химическая инертность, токсикологическая безопасность;
4. Рентгенопрозрачность, радиационная стойкость (выше 109 Рад);
5. Прочность на изгиб готового изделия в 7 раз выше, чем у алюминия;
6. Показатель прочности достигает уровня 600 МПа/г/см3 в сравнении с ˜50 МПа/г/см3 у алюминия и ˜300 МПа/г/см3 у титана;
7. Негорючий материал по своей природе (без дополнительных антипиренов) является трудногорючим материалом,
по стандарту UL94 класс горючести V-O;
8. Минимальное содержание летучих конденсируемых веществ (CVCM 0,00% по стандарту ASTM E595);
9. Отсутствие магнитных свойств.
Авторы статьи – эксперты компании Руспласт.
Вы можете узнать больше о полиэфирэфиркетоне Victrex и выбрать марку в каталоге на нашем сайте www.rusplast.com
По приобретению PEEK Victrex, и других высокотемпературных полимеров:
звоните: +7 495 134 33 14
пишите: rusplast@rusplast.com
Компания Руспласт занимается подбором марки термопластов и анализом проливаемости изделия, моделированием пресс-форм и изготовлением «в железе» готового решения, основываясь на 3D-моделях необходимого изделия. Предлагаем к поставке пресс-формы и термопластавтоматы с усилием запирания от 60 до 4000 метрических тонн.
По всем вопросам, связанным с изготовлением пресс-форм и приобретением литьевого оборудования:
звоните + 7 495 134 33 14
пишите: rusplast@rusplast.com
Ваш эксперт по ТПА Алексей Сюкрин