了解您的材料：聚醚醚酮 (PEEK)

PEEK 于 1978 年首次被构想——按照制造标准相对较近——作为电缆绝缘的耐高温材料。在过去的 50 年里，PEEK 已发展成为高性能应用中应用最广泛的材料之一。

事实上，PEEK 是最常用于大规模生产的聚芳醚酮（或 PAEK）之一。为了充分利用这种多功能和适应性强的材料，工程师和产品团队应该熟悉 PEEK 的特性、特性和局限性。

什么是 PEEK？

PEEK 是一种通过逐步增长聚合产生的聚合物，其中聚合物链随着每个聚合步骤而加倍。这种材料具有令人难以置信的电阻以及耐热性、耐磨性和抗疲劳性。 PEEK 还具有抗蠕变性，这意味着它可以在恶劣的环境和高温下以及在机械应力下保持其形状。除了坚韧之外，PEEK 重量轻且易于制造。

由于 PEEK 物理上很轻，但对腐蚀性物质具有很强的抵抗力，因此非常适合各种制造方法。 PEEK 可以使用注塑成型或增材制造进行加工，其高熔点允许更快的进料和速度。 PEEK 也可以通过 CNC 加工制造。在整个制造方法中，PEEK 提供了组件间的可重复性和准确性，并且可以生产具有严格公差的零件。

纯的、未填充的 PEEK 本身非常耐用，但 PEEK 也经常用碳纤维或玻璃纤维增​​强以变得不那么脆。玻璃填充的 PEEK 比未填充的 PEEK 具有更高的刚度，通常用于石油和天然气行业，以防止对蒸汽、化学品和高温的不良反应。

玻璃填充 PEEK 的一个缺点是它容易磨损配合部件。碳填充 PEEK 提高了抗压强度，从而显着降低了其膨胀率并支持更好的耐磨性和承载能力。碳填充的 PEEK 还具有更高的导热性，可延长部件的使用寿命和性能。

PEEK 的性能和机械规格

PEEK 是作为一种高耐热塑料开发的，仅在极高温度下才会熔化。当暴露于火中时，PEEK 还释放非常低的烟雾和有毒气体排放，从而减少接近火焰或极热时的危害。这使得 PEEK 成为需要加热和熔化的制造方法（如注塑成型）的绝佳选择。

纯的、未填充的 PEEK 的其他一些机械规格包括：

• 抗拉强度 :14,000 磅/平方英寸
• 拉伸模量 :590,000 磅/平方英寸
• 吸水率 :0.50% 超过 24 小时
• 熔点 ：343°C（接近 650°F）
• UL 94 V-0 可燃性等级 :(0.059″ 厚度)

PEEK 还具有高度的耐化学性和耐磨性，并且可以在持续暴露于热水或蒸汽的过程中保持其形状。 PEEK 还具有抗生物降解性，可以在极端自然条件下生存，例如恶劣的环境和温度。

使用 PEEK 制造的主要注意事项

PEEK 是一种适应性很强的材料，但要牢记一些工程注意事项以确保获得最佳结果。例如，即使 PEEK 非常耐热，它也不能很好地散热，并且必须在加工过程中冷却以防止破损或变形。这可以通过使用标准液体冷却剂来实现，但这样做会影响生物相容性。在 PEEK 产品需要直接与人体接触的情况下，加压空气是冷却 PEEK 的更好选择。

使用 PEEK 时，建议模具温度为 160°C 至 190°C（320°F 至 374°F），因为这将有助于最大限度地减少翘曲并产生最佳结晶。使用 PEEK 进行增材制造时，打印喷嘴温度应为 360°C 至 400°C（680°F 至 752°F），加热床为 120°C（248°F）。

其他注意事项包括：

• 较低的伸长率 ：与其他塑料相比，PEEK 的伸长率较低，如果深入钻入，它可能会破裂。通常需要进行特殊处理，以尽量减少热裂纹和其他内部应力损坏。

• 易破解 ：使用PEEK时也需要退火。此过程有助于减少 PEEK 在加工过程中容易出现的应力表面裂纹和变形的机会。根据要加工多少 PEEK，可能需要多个退火阶段。
• 工具选择 ：通常，您可以使用碳化硅刀具加工 PEEK。使用碳填充 PEEK 或试图实现严格的公差时，可能需要金刚石工具。此外，请确保您的切割工具以前未用于金属，以避免污染。

流行的 PEEK 应用

使用 PEEK 组件的主要行业有三个——工业部门、医疗保健部门以及食品和饮料行业。

工业应用

工业级 PEEK 本质上是纯净的，并支持高机械和化学稳定性。这最大限度地减少了污染并最大限度地提高了化学和能源应用以及汽车、航空航天和电子行业组件的安全工作。在工业车轮和泵方面，PEEK 的性能甚至优于不锈钢等金属。

医疗应用

PEEK 可以为医疗保健行业制造组件，例如骨科设备和脊柱融合设备。当采用生物相容性方法制造时，PEEK 还可用于牙科植入物、愈合帽等。

食品和饮料应用

PEEK 最近获得了美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准，可在适当制备时用于安全的人体接触。现在，PEEK 正在进入食品和饮料行业，用于炊具、饮料分配器和喷嘴等组件以及加工应用。

为什么选择 PEEK？

PEEK 可以在不产生腐蚀性气体的情况下进行熔融加工，使其非常安全有效地用于注塑成型和增材制造。 PEEK 的高熔点也为其提供了 CNC 加工的可能性，因为快速移动的工具可以切割 PEEK 而不会导致任何熔化。

使用这些方法中的任何一种制造 PEEK 都会产生良好的机械性能和零件之间的一致性。 PEEK 还可以通过增材制造支持复杂的设计和几何形状——事实上，PEEK 的拉伸强度和拉伸模量明显高于主要材料竞争对手聚醚砜 (PES)。

PEEK 比 PES 和聚苯硫醚 (PPS) 更耐热，这是另一种材料产品团队经常更换为 PEEK 的材料。虽然 PES 可以在高达 220ºC 的温度下使用，而 PPS 可以在高达 250ºC 的温度下持续使用，但 PEEK 甚至不会在这些温度下开始熔化。 PEEK 具有与 PPS 相似的耐水性和耐化学性，同时具有更高的温度控制能力，从而在高温应用中表现出色。

PEEK 入门

PEEK 是一种相对较新的聚合物，具有令人难以置信的耐热性、电阻和耐腐蚀性。除了耐用性，PEEK 重量轻且可加工性极强，即使在使用严格公差时也能实现准确和一致的生产运行。产品团队必须进行自己的研究，以确定 PEEK 是否是特定部件的正确材料，但在值得信赖的制造商的帮助下做出这些决定要简单得多。

在 Fast Radius，我们致力于帮助您实现制造目标。我们的专业制造团队在广泛的材料类型和制造方法方面拥有丰富的经验。如果您认为 PEEK 是您即将开展的项目的合适材料，我们将指导您完成从材料选择到发布的整个制造过程。立即联系我们。

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