| Dostępność: | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ilość: | |||||||||
| Przekładnie PEEK i przekładnie Carbon PEEK o dużej wytrzymałości pozwalają uzyskać lekkie konstrukcje i służą jako plastikowy zamiennik stali. Posiadają właściwości samosmarujące, działają bez hałasu tarcia i wykazują doskonałą odporność na wysokie temperatury, zużycie i zmęczenie. Ich doskonałe właściwości mechaniczne zapewniają stabilną pracę w warunkach wysokiego ciśnienia i dużych prędkości, a jednocześnie wydłużają żywotność. Przekładnie te są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym i dronowym. | |||||||||
Przekładnie odgrywają kluczową rolę we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym. Niezależnie od tego, czy chodzi o układy przeniesienia napędu, czy układ kierowniczy, wydajność przekładni ma bezpośredni wpływ na wydajność, stabilność i trwałość całego układu. Tradycyjne metalowe koła zębate są zwykle wytwarzane w procesach takich jak cięcie i szlifowanie, które często skutkują znacznymi błędami w obróbce, wysokimi kosztami i trudnościami w montażu. Ponadto generują one wysoki poziom hałasu w wyniku tarcia i są podatne na uszkodzenia podczas codziennego użytkowania. Aby stawić czoła tym wyzwaniom, głównym trendem w przemyśle motoryzacyjnym stało się znalezienie wysokowydajnych materiałów przekładniowych.
W porównaniu z tradycyjnymi materiałami metalowymi, PEEK ma następujące zalety przy produkcji kół zębatych:
Materiał PEEK ma wysoką temperaturę zeszklenia i temperaturę topnienia, dzięki czemu jest w stanie wytrzymać warunki pracy w wysokich temperaturach, zachowując jednocześnie stabilną wydajność. Jego długoterminowa temperatura pracy bez obciążenia może osiągnąć 260°C, przy temperaturze zeszklenia (Tg) 143°C i temperaturze topnienia (Tm) 343°C.
Doskonałe właściwości mechaniczne PEEK zapewniają, że wykonane z niego przekładnie mogą pracować stabilnie w warunkach wysokiego ciśnienia i dużych prędkości. Wykazuje wysoką odporność na pełzanie i zmęczenie, wydłużając żywotność elementów przekładni.
PEEK osiąga ocenę UL94 V-0 bez konieczności stosowania dodatków zmniejszających palność. Jego właściwości samogasnące i niska emisja dymu sprawiają, że spełnia rygorystyczne normy bezpieczeństwa i jest szeroko stosowany w zastosowaniach lotniczych i obronnych.
Doskonałe właściwości samosmarujące PEEK sprawiają, że idealnie nadaje się do zastosowań wymagających niskich współczynników tarcia i odporności na zużycie. Zmniejsza to tarcie i zużycie, minimalizuje straty energii i generowanie hałasu, wydłuża żywotność przekładni i obniża koszty konserwacji.
Przy gęstości wynoszącej zaledwie 1,3 g/cm⊃3, PEEK jest znacznie lżejszy niż zwykłe metale. W porównaniu do przekładni metalowych, przekładnie PEEK przyczyniają się do zmniejszenia całkowitej masy i bezwładności sprzętu, poprawiając wydajność i wydajność.
Obniżone koszty produkcji: PEEK jest łatwy w obróbce, a formowanie wtryskowe może być stosowane do produkcji skomplikowanych kół zębatych, zapewniając jednocześnie wysoką precyzję i kontrolę jakości. Zapewnia to większą elastyczność w projektowaniu przekładni.

Włókno węglowe ma wyjątkowo wysoką wytrzymałość i moduł. Dodany do PEEK znacząco zwiększa wytrzymałość i sztywność przekładni. Dzięki temu przekładnie PEEK-CF wytrzymują większe obciążenia i są odporne na odkształcenia w warunkach dużych naprężeń, zapewniając dokładność i stabilność przekładni, jednocześnie wydłużając żywotność przekładni. Na przykład w niektórych przemysłowych układach przekładni przekładnie PEEK-CF mogą przenosić wyższy moment obrotowy niż przekładnie wykonane z czystego PEEK, dzięki czemu nadają się do trudniejszych warunków pracy.
Wysoka twardość i doskonała odporność na zużycie włókna węglowego zwiększają odporność materiału PEEK na zużycie. W rezultacie przekładnie PEEK-CF wykazują mniejsze zużycie powierzchni zębów podczas długotrwałej pracy, zachowując lepszą dokładność profilu zębów i stabilną wydajność przekładni. Dzięki temu nadają się szczególnie do układów przekładni zębatych wymagających częstego uruchamiania i zatrzymywania oraz pracy z dużymi prędkościami.
Włókno węglowe ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej. W połączeniu z PEEK znacznie zmniejsza współczynnik rozszerzalności cieplnej przekładni. Zapewnia to lepszą stabilność wymiarową w zmiennych warunkach temperaturowych, minimalizując odkształcenia i utratę dokładności zazębienia w wyniku zmian temperatury. Na przykład w precyzyjnych instrumentach wrażliwych na zmiany temperatury przekładnie PEEK-CF mogą zwiększyć stabilność i niezawodność.
Włókno węglowe ma dobrą przewodność cieplną, co pomaga skuteczniej odprowadzać ciepło w materiale PEEK. W rezultacie przekładnie PEEK-CF mogą lepiej odprowadzać ciepło podczas pracy, obniżając temperatury robocze i zapobiegając pogorszeniu wydajności materiału i awariom smarowania spowodowanym wysokimi temperaturami. Poprawia to wydajność przekładni i wydłuża żywotność przekładni, szczególnie w układach przekładniowych charakteryzujących się dużą prędkością i dużym obciążeniem.
Dodatek włókna węglowego poprawia ogólną wydajność materiału, zapewniając przekładniom PEEK-CF lepszą odporność na zmęczenie niż przekładnie z czystego PEEK. Pod długotrwałym obciążeniem cyklicznym przekładnie PEEK-CF są mniej podatne na pęknięcia zmęczeniowe i uszkodzenia, zapewniając niezawodność i stabilność w dłuższych okresach pracy. Zmniejsza to koszty konserwacji i przestoje.

Przekładnie PEEK (polieteroeteroketon) i przekładnie PEEK wzmocnione włóknem węglowym (PEEK-CF) są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu ze względu na ich doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, odporność na wysoką temperaturę i samosmarowanie. Jednakże ich właściwości materiałowe i wymagania dotyczące dużej precyzji stwarzają kilka wyzwań podczas obróbki. Poniżej przedstawiono główne trudności związane z obróbką:
Wysoka wytrzymałość i twardość PEEK: PEEK i jego odmiany wzmocnione włóknem węglowym wykazują wysoką wytrzymałość i twardość, co może prowadzić do zadziorów lub deformacji materiału podczas obróbki.
Ścierny charakter włókna węglowego: Włókna węglowe w PEEK-CF powodują znaczne zużycie narzędzi skrawających, zwiększając zużycie narzędzi i koszty obróbki.
Ścisłe tolerancje wymiarowe: Kluczowe wymiary kół zębatych, takie jak profile zębów i średnice otworów, muszą być kontrolowane w granicach tolerancji na poziomie mikrona (np. ± 0,005 mm), co stawia wysokie wymagania sprzętowi i procesom obróbki.
Złożone geometrie: Konstrukcje zębów przekładni, szczególnie w przypadku przekładni śrubowych lub spiralnych, są złożone i wymagają precyzyjnych maszyn CNC i specjalistycznych narzędzi.
Wysokie wykończenie powierzchni: Powierzchnie przekładni muszą osiągać wysokie wykończenie (zwykle Ra < 0,2 µm), aby zmniejszyć tarcie i zużycie.
Trudność w usuwaniu zadziorów: Materiały PEEK mają tendencję do tworzenia zadziorów po obróbce, szczególnie w przypadku konstrukcji o skomplikowanych kształtach, przez co usuwanie zadziorów jest złożonym i czasochłonnym procesem.
Wrażliwość termiczna PEEK: Materiały PEEK są podatne na odkształcenia termiczne w wyniku ciepła cięcia podczas obróbki, co wpływa na dokładność wymiarową i stabilność kształtu.
Wymagania dotyczące chłodzenia: Obróbka wymaga ścisłej kontroli temperatur skrawania i warunków chłodzenia, aby zapobiec przegrzaniu, które może pogorszyć wydajność materiału.
Wysokie wymagania dotyczące materiału narzędziowego: Obróbka PEEK i PEEK-CF wymaga narzędzi o dużej twardości i odporności na zużycie, takich jak narzędzia z powłoką diamentową lub węglika.
Szybkie zużycie narzędzi: Dodatek włókien węglowych przyspiesza zużycie narzędzi, zwiększając koszty i czas obróbki.
Wysokie standardy czystości: W branżach takich jak medycyna i półprzewodniki przekładnie muszą spełniać wysokie standardy czystości, co wymaga unikania oleju, pyłu i innych zanieczyszczeń podczas obróbki.
Wymagania dotyczące obróbki końcowej: Po obróbce wymagane jest dokładne czyszczenie i pakowanie, aby zapewnić czystość produktu.
Nierównomierny rozkład włókien: Włókna węglowe w PEEK-CF mogą rozkładać się nierównomiernie podczas formowania wtryskowego lub obróbki, wpływając na właściwości mechaniczne kół zębatych.
Pękanie włókien: Włókna węglowe są podatne na pękanie podczas obróbki, co prowadzi do obniżenia jakości powierzchni i utraty wydajności.
Złożone projektowanie form: Formowanie wtryskowe PEEK i PEEK-CF wymaga form o wysokiej precyzji, a konstrukcja formy musi uwzględniać skurcz materiału i orientację włókien.
Kontrola procesu: Podczas formowania wtryskowego należy ściśle kontrolować temperaturę, ciśnienie i szybkość chłodzenia, aby uniknąć defektów, takich jak pęcherzyki i pory skurczowe.