Услуги по литью под давлением ПТФЭ (тефлона)
ISO 9001: 2015
ISO 13485: 2016
Сертифицировано по стандарту AS 9100
Обзор DFM
Наиболее химически инертное из известных твердых веществ
Углерод-фторные связи в ПТФЭ являются одними из самых прочных в органической химии — 544 кДж/моль. Именно поэтому он обладает высокой прочностью. практически любая кислота, щелочь и органический растворитель включая царскую воду, фтористоводородную кислоту и расплавленные щелочные металлы. Ни один другой полимер, пригодный для литья под давлением, не может сравниться с ним.
Оно застывает. Оно не течет.
При температуре 327°C ПТФЭ превращается в непрозрачный воскообразный гель, а не в жидкость. Вязкость расплава составляет 10–100 ГПа·с.Это примерно в 10 миллиардов раз выше, чем в воде, и намного превосходит то, что может протолкнуть через литниковый канал шнек. Это фундаментальная особенность структуры полимера, и эту проблему не решает более совершенное оборудование.
Три маршрута. Один поставщик.
Компания Fecision производит компоненты из ПТФЭ посредством спекание под давлением для чистых свойств ПТФЭ, литье под давлением ПФА для сложных геометрических форм, требующих практически одинаковой химической стойкости, и формование из FEP для применения в оптически прозрачных или недорогих фторполимерах. На этапе проектирования с учетом технологичности производства (DFM) мы поможем вам выбрать оптимальный вариант, соответствующий вашим требованиям.
ПТФЭ · ПФА · ФЭП
Какой маршрут вы выберете?
Эти три фторполимера принадлежат к одному химическому семейству, но имеют принципиально разные технологические характеристики. Выбор технологического процесса является наиболее важным решением до начала изготовления оснастки.
| Свойства | PTFE Сжатие + Спекание |
PFA Литье под давлением |
FEP Литье под давлением |
|---|---|---|---|
| Маршрут обработки | Холодное прессование → спекание при температуре 360–380 °C | Обычное литье под давлением бочка 300–380°C |
Обычное литье под давлением бочка 290–370°C |
| Максимальная рабочая температура. | 260°C непрерывно | 260°C непрерывно | 200°C непрерывно |
| Химическая стойкость | Почти универсальный | Почти универсальный | Прекрасно |
| Коэффициент трения | 0.04 (самое низкое значение среди всех твердых тел) | 0.08 – 0.12 | 0.10 – 0.15 |
| Прочность на разрыв | 20–35 МПа | 28–34 МПа | 20–25 МПа |
| усадка | 2–5% (требуется компенсация) | на 3–6% | на 3–6% |
| Сложность геометрии | Простой–умеренный | Комплексные элементы — вентили, ядра, вставки | Сложный — включая тонкие стены |
| Оптическая четкость | Непрозрачный (белый) | Полупрозрачный | Оптически чистый |
| Относительная стоимость материала | Высокий | Очень высоко | Высокий |
| Контакт с пищевыми продуктами, одобренный FDA. | 21 CFR 177.1550 ✓ | 21 CFR 177.1550 ✓ | 21 CFR 177.1550 ✓ |
| Лучше всего | Уплотнения, прокладки, подшипники, вкладыши — приоритет отдается исключительно их свойствам. | Сложные корпуса клапанов, соединители, замысловатые уплотнения. | Прозрачные крышки, лабораторные компоненты, недорогие детали из фторполимеров. |
Примечание: Модифицированные марки ПТФЭ (мПТФЭ) с улучшенной текучестью доступны для некоторых применений, смежных с литьем под давлением. Они обеспечивают более низкую вязкость расплава, чем первичный ПТФЭ, но все еще требуют значительно более высоких давлений и температур, чем ПФА или ФЭП. Мы подтверждаем оптимальный вариант на этапе проектирования с учетом технологичности конструкции (DFM) на основе геометрии детали, требований к допускам и условий эксплуатации.
Спекание под давлением ПТФЭ
Процесс — шаг за шагом
Семь контролируемых этапов. На этапе спекания возникает большинство проблем с качеством — скорость нагрева, время выдержки и скорость охлаждения должны быть оптимизированы для конкретной геометрии детали и толщины стенки.
Выбор порошка и предварительная сушка
Марка и размер частиц ПТФЭ подбираются в зависимости от геометрии детали и требуемых свойств. Предварительная сушка при 120 °C удаляет абсорбированную влагу, что предотвращает образование пустот в процессе спекания.
Преформы и холодное прессование
Порошок ПТФЭ загружается в закаленную стальную матрицу и сжимается при давлении 10–50 МПа. В результате образуется «заготовка» — деталь, по размерам близкая к готовой, но обладающая низкой механической прочностью до спекания.
Спекание
Необработанное изделие нагревается до 360–380 °C в контролируемой печи — выше точки плавления ПТФЭ — для сплавления кристаллических частиц в единую плотную структуру. Скорость нагрева, время выдержки и масса детали определяют профиль спекания.
Контролируемое охлаждение
Медленное, контролируемое охлаждение предотвращает внутренние напряжения, возникающие из-за дифференциальной кристаллизации. Быстрое охлаждение приводит к растрескиванию; неконтролируемое охлаждение вызывает деформацию. Скорость охлаждения соответствует толщине стенки — для более толстых деталей требуется более медленное охлаждение.
Обработка после спекания
Спеченный ПТФЭ поддается механической обработке с точностью ±0.01 мм. Для достижения конечных размеров, резьбы, подрезов и качества поверхности, недостижимых только методом прессования, используются токарные, фрезерные и шлифовальные станки с ЧПУ.
Контроль размеров и плотности
Измерение на координатно-измерительной машине (КИМ) с точностью до ±0.002 мм. Плотность проверяется методом Архимеда — низкая плотность указывает на неполное спекание или наличие пустот. Детали из ПТФЭ критических размеров могут быть подвергнуты рентгеновской томографии для выявления внутренних дефектов.
Доставка с полным комплектом документов.
Каждая партия включает сертификат анализа материала, записи об отслеживаемости партии, отчет о размерах и результаты испытаний на плотность. Возможно подтверждение соответствия стандартам FDA для применения в контакте с пищевыми продуктами и медицинских изделиях.
Почему инженеры выбирают ПТФЭ, когда ничто другое не подходит?
У каждого фторполимера есть свои компромиссы. Чистый ПТФЭ лидирует по показателям трения и химической стойкости, но при этом имеет более сложный процесс обработки и меньшую механическую прочность, что нивелирует эти преимущества.
Коэффициент трения 0.04 — это самый низкий показатель среди всех твердых материалов.Это означает, что уплотнения и подшипники из ПТФЭ действительно самосмазывающиеся — нет смазки, масла и риска загрязнения в пищевой, фармацевтической или полупроводниковой промышленности.
Химическая стойкость практически повсеместна. Единственными веществами, которые воздействуют на ПТФЭ, являются расплавленные щелочные металлы, газообразный фтор и трифторид хлора. На практике ПТФЭ выдерживает воздействие царской воды, фтористоводородной кислоты и концентрированной серной кислоты без разрушения — при температурах, при которых сталь подверглась бы коррозии за несколько часов.
В случаях, когда требуется формование с использованием ПТФЭ и тефлона.
Во всех отраслях, где используется ПТФЭ, общим фактором является среда, в которой другие полимеры оказываются неэффективными — экстремальные температуры, агрессивный химический состав, нулевая терпимость к загрязнениям или обязательное низкое трение.
Уплотнения, гильзы и седла клапанов
ПТФЭ является стандартным материалом для седел клапанов, диафрагм насосов, футеровок трубопроводов и прокладок на химических заводах, работающих с кислотами, растворителями и окислителями. Его практически универсальная химическая стойкость исключает необходимость оценки совместимости для большинства промышленных химикатов.
- Вкладыши рабочего колеса насоса
- Уплотнения корпуса реактора
- Фланцевые прокладки для соединений
- Вкладыши деформационных швов
Системы обработки и изоляции сверхчистых жидкостей
Для производства полупроводников требуются материалы, которые не загрязняют технологические химикаты и не вносят ионные частицы в системы сверхчистой воды. Низкий уровень экстрагируемых веществ и превосходная диэлектрическая прочность (60 кВ/мм) делают ПТФЭ идеальным материалом для таких применений.
- лодки и контейнеры для вафель
- Фитинги для подачи химических веществ
- Высоковольтные распорки и изоляторы
- Направляющие для сверления печатных плат
Имплантаты и стерильные жидкостные каналы
Соответствует требованиям FDA 21 CFR 177.1550. ПТФЭ используется в сосудистых протезах (ePTFE), оболочках катетеров, хирургических заплатках и фармацевтическом технологическом оборудовании. Его антипригарная поверхность предотвращает накопление биопленки и адгезию белков.
- Трубки для сосудистых протезов (ePTFE)
- вкладыши стержня катетера
- Фармацевтические клапанные уплотнения
Компоненты для экстремальных температур
ПТФЭ сохраняет механическую целостность в диапазоне температур от −200°C (криогенные топливные системы) до +260°C (условия эксплуатации в моторном отсеке). Используется в качестве уплотнительных колец топливных систем, гидравлических уплотнений и изоляции электрических проводов, где термические циклы могут привести к растрескиванию органических каучуков.
- Криогенные уплотнения клапанов
- изоляция проводов в моторном отсеке
- Уплотнения гидравлического привода
Антипригарные и гигиеничные контактные поверхности
Соответствует требованиям FDA, имеет антипригарные свойства, легко моется и термостабильна при циклах стерилизации CIP/SIP. Вкладыши из ПТФЭ, компоненты конвейера и поверхности для выпечки соответствуют требованиям 21 CFR 177.1550 для прямого контакта с пищевыми продуктами при температурах от морозильной камеры до духовки.
- Поверхности освобождения конвейерной ленты
- Противовыбросовые вкладыши для выпечки
- Седла и диафрагмы пищевых клапанов
Самосмазывающиеся подшипники и изнашиваемые детали
Подшипники из ПТФЭ работают без внешней смазки — это критически важное преимущество в условиях, где загрязнение смазкой недопустимо. Подшипники из чистого ПТФЭ заполняются стекловолокном, углеродом, бронзой или графитом для увеличения несущей способности и уменьшения текучести при низких температурах.
- Втулки из заполненного ПТФЭ (стекловолокно, углеродное волокно, бронза)
- Скользящие пластины и подушки
- Износостойкие накладки
- Поршневые кольца
Электроизоляционные и кабельные компоненты
Изоляция проводов из ПТФЭ сохраняет диэлектрическую прочность и стабильность размеров при повышенных температурах, где происходит деградация ПВХ и полиэтилена. Широко используется в аэрокосмической проводке, высоковольтных кабельных сборках и радиочастотных коаксиальных разъемах, где целостность сигнала зависит от стабильных диэлектрических свойств в экстремальных температурных условиях.
- Теплоизоляция коаксиального кабеля для ВЧ-диапазона (ПТФЭ/ФЭП)
- Оболочка высокотемпературного провода
- Компоненты изоляции трансформатора
Усовершенствованные фторполимерные компоненты для ответственных промышленных применений
Что мы предлагаем
Производство деталей из фторполимеров
Обработка ПТФЭ — это не та технология, которую большинство производителей изделий методом литья под давлением хотят рекламировать. Она требует другого оборудования, других знаний в области спекания и откровенного обсуждения того, чего этот процесс может и чего не может достичь. Этот разговор начинается здесь.
Литье под давлением ПТФЭ и тефлона — Ответ получен
На наиболее часто задаваемые вопросы даны прямые ответы.
Да. ПТФЭ соответствует требованиям. FDA 21 CFR 177.1550 Для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. PFA и FEP соответствуют тем же нормативным требованиям. Для медицинских применений нереактивность и непористость ПТФЭ делают его пригодным для компонентов, контактирующих с жидкостями, облицовки имплантатов и фармацевтического технологического оборудования. Программы по производству ПТФЭ медицинского класса реализуются в соответствии с нашей системой управления качеством ISO 13485:2016 с полным комплектом документации по партиям.
Тефлон — это зарегистрированный товарный знак компании Chemours (ранее DuPont) охватывает ряд фторполимеров, из которых ПТФЭ (политетрафторэтилен) является наиболее распространенным. В производстве эти термины используются взаимозаменяемо. Оба относятся к полимеру —(CF₂—CF₂)n— с одинаковым коэффициентом трения (0.04), рабочей температурой (от -200 до +260°C) и почти универсальной химической стойкостью.
Усадка ПТФЭ составляет на 2–5% — значительно выше, чем у большинства конструкционных термопластов. Точная усадка зависит от марки, геометрии детали, толщины стенки и параметров спекания. Мы рассчитываем компенсацию усадки для каждой геометрии детали на этапе проектирования с учетом технологичности изготовления (DFM) и документируем ее в проектной документации пресс-формы. Тонкостенные детали усаживаются иначе, чем толстостенные — равномерная толщина стенки является наиболее эффективным методом контроля при проектировании.
Хотите обсудить потребности в литье под давлением с использованием ПТФЭ и тефлона?
Наши опытные инженеры могут проанализировать требования вашего приложения и порекомендовать оптимальное решение.
Начните свой проект по литью под давлением ПТФЭ.
Связанные услуги
Литье под давлением ПЭТ
PEEK литье под давлением
ПП Литье под давлением
Нейлон литья под давлением
Литье под давлением АБС
