Metal Replacement

Negli ultimi anni, le attività di Ricerca Scientifica e di Sperimentazione nei polimeri termoplastici hanno portato allo sviluppo di Polimeri ad Alte Prestazioni idonei per molte applicazioni industriali che un tempo erano monopolio dei metalli.

La possibilità di sviluppare componenti con prestazioni specifiche per l’impiego finale permette di rispondere in modo ottimale alle esigenze di produzione in numerosi settori applicativi fra cui l’Automotive, Medicale, Aerospaziale, Elettrico ed elettronico. Attualmente, circa il 16% di peso in un veicolo è di plastica, si pensa di raggiungere almeno il 25% entro i prossimi cinque anni. Questo incremento di leggerezza richiederà tecnopolimeri per componenti anche esposti a stress, vibrazioni, calore e fluidi aggressivi. Si presenta una opportunità per la sostituzione del metallo in una vasta gamma di impieghi, dalle attrezzature di produzione di motori per autoveicoli agli impianti di esplorazione ed estrazione di petrolio e di gas ai telefoni cellulari e tablet. I polimeri termoplastici sono materiali “giovani” ma le intense attività di Ricerca Scientifica e di Sperimentazione hanno portato allo sviluppo di Polimeri ad Alte Prestazioni idonei per molte applicazioni industriali che un tempo erano monopolio dei metalli. Sono attualmente disponibili nuovi materiali tecnici termoplastici che presentano caratteristiche di ottima resistenza e rigidità, offrendo prestazioni eccezionali per la sostituzione dei metalli. Posseggono anche eccellenti doti di elasticità e di resistenza allo scorrimento, sono in grado di mantenere buone prestazioni strutturali anche ad alte temperature e contemporaneamente resistere alla corrosione, qualità che il metallo non può sempre corrispondere. I Progetti di Metal Replacement richiedono competenze ed esperienze pluriennali e multi-settoriali nell’intera filiera del processo ed è fondamentale l’approfondimento iniziale delle specifiche di progetto e dei requisiti dell’applicazione richiesta dal Cliente. Produrre con tecnopolimeri in sostituzione dei metalli implica cambiamenti nelle tecnologie impiegate e nei processi di industrializzazione, ma non solo, il cambiamento deve avvenire anche a monte, nella fase di progettazione.

Ketaspire® PEEK, Il superpolimero

Il polietere etere chetone (PEEK) è un polimero termoplastico organico incolore della famiglia dei poliarileterchetoni (PAEK), utilizzati in applicazioni di ingegneria come tecnopolimero.

KetaSpire® PEEK è uno tra i polimeri semi-cristallini chimicamente più performanti e resistenti. Con una temperatura continua di 240°C (464°F) e la sua unica combinazione di proprietà superlative adatte al metal replacement.

Caratteristiche

Altissima resistenza termica;

Utilizzo continuo fino a 240°C (464°F);

Resistenza all’usura e all’abrasione;

Basso CLTE e alte proprietà PV;

Eccellente tenuta agli sforzi;

Eccellente stabilità dimensionale;

Ottima resistenza all’idrolisi in acqua bollente e a vapori ad alte temperature;

Ecellente dielettrica con poca perdita ad alte temperature e frequenze;

Facile processabilità;

Purità.

Applicazioni tipiche

Componenti meccanici – Settore aerospaziale, automotive, propulsione e trasmissione, rivestimenti, composti, additivi, isolamento cavi, fabbricazione e test semiconduttura, dispositivi medici, cassette e dispositivi dentali, attrezzatura per estrazione oli e gas, cuscinetti, ingranaggi, rivestimenti isolanti, guarnizioni, rondelle reggispinta.

Per via della sua robustezza, per la quale infatti viene considerato un tecnopolimero, il PEEK viene utilizzato per fabbricare oggetti usati in applicazioni impegnative, tra cui i cuscinetti a sfera, parti di pistone, pompe, valvole, colonne HPLC, piastre a compressione e nell’isolamento dei cavi. È una delle poche plastiche compatibili con applicazioni ad ultra-alto vuoto.

Il PEEK è considerato un biomateriale avanzato usato in protesi mediche. Si sta trovando sempre più impiego in dispositivi di fusione spinali e ferri di armatura. È ampiamente utilizzato nel settore aerospaziale, automobilistico, e di processo chimico.

Le proprietà meccaniche del PEEK ad elevate temperature lo ha portato ad essere utilizzato in almeno due varietà di estrusori Reprap (stampanti 3d)come isolante termico. Questo significa che la principale struttura meccanica dell’estrusore può essere fatta dello stesso materiale che viene estruso, purché l’isolatore del PEEK impedisca al calore di allontanarsi oltre la zona di fusione prevista.

Il PEEK fonde a una temperatura relativamente elevata (343 °C) rispetto alla maggior parte degli altri termoplastici. Nel range della sua temperatura di fusione può essere lavorato con stampaggio ad iniezione o metodi di estrusione.

Una società di San Francisco ha dimostrato per la prima volta la possibilità tecnica di lavorazione del PEEK in forma granulare in forma filamentosa e di stampa 3D dal materiale filamentoso utilizzando la tecnologia del Fused Deposition Modeling – FDM (fuso filamento o fabbricazione – FFF). Nel gennaio 2016 una startup tedesca, con sede a Karlsruhe, ha presentato un filamento PEEK per la produzione di dispositivi medici fino alla classe IIa. Con questo nuovo filamento, è stato possibile usare il metodo FFF per varie applicazioni mediche come quelle dentali.

Il PEEK allo stato solido è facilmente lavorabile, ad esempio, da fresatrici (CNC) e viene utilizzato comunemente per produrre parti in plastica di alta qualità che sono termostabili e termicamente ed elettricamente isolanti. Il PEEK è spesso considerato un prodotto lussuoso per l’ingegneria della plastica, come il Delrin, il PTFE o il nylon.