Engrenages en PEEK pour systèmes de transmission de puissance

Les principales tendances de l’industrie sont : l’amélioration des performances et de l’efficacité, la réduction du poids et la miniaturisation tout en abaissant les coûts. Dans les applications d’engrenages, les ingénieurs recherchent de nouveaux matériaux pour remplacer les matériaux métalliques existants, ou pour améliorer les solutions typiques en matériaux polymères afin de répondre aux exigences élevées des futurs systèmes en termes de haute performance. Comme différents types de charges sont toujours transmis simultanément, les engrenages doivent répondre à de multiples besoins complexes. Le fonctionnement normal des engrenages dépend de bonnes propriétés de friction et mécaniques, d’une résistance aux milieux corrosifs, d’une durabilité et d’une résistance à la chaleur, ainsi que d’une précision dimensionnelle.

Le polyétheréthercétone (PEEK) est un nouveau type de plastique technique spécial haute performance dont l’histoire de production et d’utilisation dépasse 30 ans.

Caractéristiques et avantages des engrenages en PEEK :

◆ Résistance aux hautes températures – la température d’utilisation à long terme certifiée par UL aux États-Unis est de 260°C. Même lorsque la température atteint 300°C, il conserve de bonnes propriétés mécaniques.

◆ Résistance à l’usure – Dans de nombreux environnements d’application extrêmement sévères tels que haute température, charge élevée et forte corrosion, les polymères PEEK et leurs composites présentent une bonne résistance à l’usure.

◆ Auto-lubrifiant – Il possède un faible coefficient de friction, permet une lubrification sans huile et peut fonctionner longtemps dans des milieux tels que l’huile, l’eau, la vapeur, les acides et bases faibles.

◆ Résistance à la corrosion – insoluble dans les solvants courants, et possède une bonne résistance à la corrosion face à divers réactifs chimiques organiques et inorganiques.

◆ Haute résistance : Il possède une bonne résistance mécanique parmi les plastiques. Il présente également une rigidité et une dureté de surface élevées.

◆ Facile à usiner – les pièces peuvent être directement fabriquées par le procédé de moulage par injection. Des post-traitements tels que le tournage, le fraisage, le perçage, le taraudage, le collage et la soudure par ultrasons peuvent être réalisés.

◆ Longue durée de vie

◆ Faible consommation d’énergie

◆ Léger

◆ Faible niveau sonore

Domaine de services :

Ces dernières années, les matériaux polymères hautes performances PEEK de Junhua ont été utilisés avec succès comme matériau de substitution dans un large éventail d’industries. Pour accompagner le développement continu de cette tendance, Junhua mobilise des ressources pour aider ses clients dans la conception d’engrenages, le traitement d’échantillons, la fabrication de moules et le moulage par injection, la production en série et le développement d’applications. Les technologies de transformation existantes incluent notamment le taillage par fraise-mère, le moulage par injection directe et le taillage par fraise-outil.

Junhua a été fondée en 2007. Forte de plus de dix ans d’expérience en R&D et production de PEEK, elle est devenue une société par actions intégrant une chaîne industrielle complète, allant de la polymérisation de la résine PEEK brute, à l’extrusion continue de profilés (plaques, barres, tubes), jusqu’à la R&D, la production et la vente de pièces finies. Elle possède des filiales de production et de vente dans de nombreuses villes de Chine, et ses produits sont commercialisés sur les marchés intérieurs et étrangers, notamment en Europe, en Amérique et en Asie du Sud-Est.

Les principales tendances du secteur sont : l’amélioration des performances et de l’efficacité, la réduction du poids et la miniaturisation, tout en maîtrisant les coûts. Les applications d’engrenages en PEEK nécessitent de trouver de nouveaux matériaux pour remplacer les matériaux métalliques existants ou pour améliorer les solutions typiques en polymères, afin de répondre aux exigences de haute performance des systèmes futurs.

Les engrenages en PEEK sont largement utilisés en raison de leurs avantages tels que la légèreté, la résistance à l’usure, l’autolubrification, le faible niveau de bruit, la résistance à la corrosion et aux hautes températures.

Junhua peut fournir à ses clients des services allant de la détermination et la sélection des matières premières pour engrenages, du relevé et de la cartographie, de la conception d’engrenages, de la fabrication de moules et du moulage par injection, du traitement d’échantillons, jusqu’à la production en série. Elle propose également des solutions adaptées aux scénarios d’application, aux conditions de fonctionnement et des solutions d’engrenages en PEEK sur mesure.

Qu’est-ce que le PEEK ?

Le PEEK et ses matériaux composites modifiés présentent d’excellentes performances dans des conditions de haute température et d’humidité élevée. Le PEEK possède une excellente résistance à la corrosion chimique, des propriétés autolubrifiantes et résistantes à l’usure, ce qui en fait le matériau idéal pour remplacer les alliages de cuivre et le caoutchouc ordinaire. Comparé à eux, le PEEK a une durée de vie plus longue, ce qui peut réduire les coûts d’exploitation des équipements et améliorer leur fiabilité.

qu'est-ce que le peek

Performance à Haute Température

Les performances du PEEK restent stables dans une plage de température de -196°C à 260°C. Dans des conditions de travail extrêmes, il peut supporter 300°C pendant une courte durée. Les performances du PEEK restent fiables même dans des environnements de travail à haute température, comme à plusieurs kilomètres sous terre.

Haute Résistance et Résistance à l’Usure

Comparé à d’autres plastiques, le PEEK résiste à la compression, aux chocs et possède une bonne résistance à la fatigue. Le PEEK est durable dans les équipements mécaniques et les environnements abrasifs.

Double la Durée de Vie

Les solutions d’étanchéité en PEEK peuvent améliorer la durée de vie des pièces. Certaines entreprises chimiques nationales utilisent le matériau modifié PEEK5600FE20 au polytétrafluoroéthylène conçu par Junhua pour remplacer le matériau d’origine, la durée de vie des pièces d’usure peut même être prolongée de 1,3 à 3 fois.

Résistance à la Corrosion

Le PEEK est chimiquement inerte et ne réagit pas avec la plupart des acides, huiles, graisses et tous les autres solvants organiques et inorganiques ou enzymes, tout en conservant une bonne résistance et une stabilité dimensionnelle.

Autolubrifiant

Le PEEK a un faible coefficient de friction et une faible résistance au fonctionnement, ce qui permet de l’utiliser sans huile dans certaines conditions de travail. L’équipement est plus propre, améliorant ainsi la fiabilité du processus, l’efficacité énergétique et permettant des économies de coûts.

Plus de Liberté de Conception

Des moules d’injection peuvent être utilisés pour le moulage par injection rapide de grandes quantités de pièces spéciales complexes, et le coût est faible par rapport à l’usinage.

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Grades courants de PEEK et leurs propriétés

Le PEEK est un thermoplastique haute température avec une température de transition vitreuse élevée (143°C) et un point de fusion (343°C), et une température de déformation sous charge pouvant atteindre 316°C (pour les grades renforcés avec 30% de fibre de verre ou de carbone).

1. PEEK5600G (brun-gris/kaki) est fabriqué à partir de résine de polyétheréthercétone pure et offre la meilleure ténacité et résistance aux chocs de toutes les nuances de PEEK. Le PEEK pur peut être stérilisé par des méthodes courantes (vapeur, chaleur sèche, éthanol et rayons gamma), et les matières premières utilisées dans sa fabrication sont conformes aux réglementations de compatibilité alimentaire de l’UE et de la FDA américaine. Ces caractéristiques le rendent largement utilisé dans les industries médicale, pharmaceutique et agroalimentaire.

2. PEEK5600LF30 (noir) L’ajout de PTFE, de graphite et de fibre de carbone fait du PEEK5600LF30 un plastique de qualité pour paliers. Ses propriétés tribologiques supérieures (faible coefficient de frottement, résistance à l’usure et limite de pression de pointe élevée) en font un matériau idéal pour cette classe d’applications de frottement.

3. PEEK5600GF30 (Brun-Gris) : Ce matériau est une nuance de plastique renforcée avec 30 % de fibres de verre. Il offre une rigidité, une résistance au fluage et une stabilité dimensionnelle supérieures au PEEK, ce qui le rend idéal pour les pièces structurelles. Il peut supporter des charges fixes pendant de longues périodes à haute température. Si le PEEK5600GF30 est utilisé comme composant de glissement, son adéquation doit être soigneusement vérifiée, car la fibre de verre peut rayer les surfaces de contact.

4. PEEK5600CF30 (Noir) : Ce matériau est renforcé avec 30 % de fibres de carbone. Il offre des propriétés mécaniques supérieures (module d’élasticité plus élevé, résistance mécanique et résistance au fluage) et une meilleure résistance à l’usure que le PEEK5600GF30. De plus, le plastique renforcé aux fibres de carbone a une conductivité thermique 3,5 fois supérieure à celle du PEEK non renforcé, dissipant ainsi plus rapidement la chaleur de la surface de palier.

Propriétés mécaniques

Article Norme d’essai
ou Instrument
Unité PEEK5600G
100% PEEK
PEEK5600GF30
PEEK+30% fibre de verre
PEEK5600CF30
PEEK+30% fibre de carbone
PEEK5600LF30
PEEK+30% (fibre de carbone
+graphite+PTFE)
PEEK5600FE20
PEEK+20%PTFE
Résistance à la traction (23℃) ISO 527 MPa 95 175 250 145 70
Module de traction (23℃) ISO 527 GPa 3.8 11 23 12.5 /
Allongement à la rupture (23℃) ISO 527 % 35 2.0 1.5 2.2 /
Résistance à la flexion (23℃) ISO 178 MPa 155 235 350 220 118
Module de flexion (23℃) ISO 178 GPa 3.5 10 21 11 /
Résistance au charpy (non entaillé) ISO 179/1U kJ/m2 Pas de rupture 55 45 32 Pas de rupture
Résistance au choc poutre en porte-à-faux (entaillé) ISO 180/A kJ/m2 4 6 6.5 4 6

Propriétés thermiques

Article Norme d’essai
ou Instrument
Unité PEEK5600G
100% PEEK
PEEK5600GF30
PEEK+30% fibre de verre
PEEK5600CF30
PEEK+30% fibre de carbone
PEEK5600LF30
PEEK+30% (fibre de carbone
+graphite+PTFE)
PEEK5600FE20
PEEK+20%PTFE
Point de fusion ISO11357 343 343 343 343 343
Température de transition vitreuse ISO11357 143 143 143 143 150
Température de déformation sous charge ISO 75A/B 1.8MPa. ℃ 152 315 315 293 150
Coefficient de dilatation thermique ASTM D696 ppm K-1 45 22 15 22 70
Conductivité thermique ISO /CD22007-4 W/(m·K) 0.29 0.32 0.95 0.86 /

Propriétés électriques

Article Norme d’essai
ou Instrument
Unité PEEK5600G
100% PEEK
PEEK5600GF30
PEEK+30% fibre de verre
PEEK5600CF30
PEEK+30% fibre de carbone
PEEK5600LF30
PEEK+30% (fibre de carbone
+graphite+PTFE)
PEEK5600FE20
PEEK+20%PTFE
Rigidité diélectrique (2mm) IEC 60243-1 kV/mm 20 19 / / 19
Constante diélectrique IEC 62631 3.0 3.3 / / 2.7
Résistivité superficielle GB/T31838.3 Ω 1015 1014 / / 1015
Résistivité volumique IEC 62631 Ω·cm 1015 1015 105 106 /

Autres propriétés

Article Norme d’essai
ou Instrument
Unité PEEK5600G
100% PEEK
PEEK5600GF30
PEEK+30% fibre de verre
PEEK5600CF30
PEEK+30% fibre de carbone
PEEK5600LF30
PEEK+fibre de carbone
+graphite+PTFE
PEEK5600FE20
PEEK+20%PTFE
Couleur / / Naturel Naturel Noir Noir Naturel
Indice de fluidité à chaud (400℃, 2.16kg) ISO 1133 g/10min 6-10 2-5 1-3 2-5 /
Densité ISO 1183 g/cm3 1.30±0.02 1.50±0.02 1.40±0.02 1.44±0.02 1.41±0.02
Absorption d’eau (23℃, 24H) ISO 62-1 % 0.07 0.05 0.04 0.05 0.15
Dureté Rockwell / HRR 118 119 121 108 113
Classement d’inflammabilité UL 94 / V-0 V-0 V-0 V-0 /
Coefficient de frottement ASTM D3702 100N-120rpm 0.30-0.38 0.38-0.46 0.15-0.25 0.18-0.30 0.1-0.2

*Ces données sont fournies à titre indicatif et ne constituent pas une garantie. Pour une fiche technique plus détaillée, veuillez contacter notre service technique.

Service

Junhua propose des solutions PEEK clés en main, de la conception à l'après-vente, garantissant qualité, innovation et satisfaction client.

1

Conception et traitement

Junhua propose des solutions de moulage par injection, d'usinage et d'extrusion pour optimiser la conception et les coûts.

2

Sélection des matériaux

Junhua se spécialise dans le PEEK avec plusieurs grades et recommande les meilleurs plastiques techniques pour vos besoins.

3

Mesure

Junhua utilise des instruments de haute précision pour fournir aux clients des dessins précis.

4

Échantillonnage

Junhua fournit des échantillons pour les tests et affine les conceptions jusqu'à l'approbation pour la production de masse.

5

Production en série

Junhua contrôle les matières premières, les procédés et les inspections pour garantir une qualité de produit constante.

6

Contrôle de la Qualité

Junhua suit les normes ISO9001 et fournit des rapports d'inspection complets selon les besoins.

7

Améliorer

Junhua optimise continuellement les conceptions et les processus grâce à des systèmes d'amélioration et à l'expérience des cas.

8

Service Après-Vente

Junhua offre un support après-vente complet pour résoudre les problèmes techniques et protéger les intérêts des clients.