如何通過(guò)注塑模具實(shí)現(xiàn) PEEK 的精密成型
PEEK（聚醚醚酮）作為 “超級(jí)工程塑料”，其 260℃持續(xù)耐高溫性、金屬級(jí)機(jī)械強(qiáng)度及優(yōu)異耐腐蝕性，使其成為航空航天、醫(yī)療植入等高端領(lǐng)域的核心材料。但 PEEK 高粘度、高結(jié)晶度的特性，對(duì)注塑模具提出嚴(yán)苛要求，模具設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度直接決定制品能否達(dá)到 ±0.005mm 級(jí)尺寸精度與性能指標(biāo)。以下從模具核心設(shè)計(jì)維度，結(jié)合最新實(shí)踐數(shù)據(jù)解析精密成型實(shí)現(xiàn)路徑。
一、澆口系統(tǒng)：熔體填充的精準(zhǔn)控制核心
澆口作為熔體注入型腔的 “接口”，其設(shè)計(jì)直接影響填充均勻性與缺陷率。針閥式熱流道澆口是精密制品的優(yōu)選方案，配合 343-420℃精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)，針對(duì) 0.8mm 薄壁手機(jī)鏡頭支架，可將澆口凝固時(shí)間延長(zhǎng)至填充周期的 1.2 倍，缺料率從 3% 降至 0.1% 以下。
（一）位置設(shè)計(jì)原則
需遵循 “盯緊厚壁、避開(kāi)頭尾、遠(yuǎn)離關(guān)鍵” 原則，經(jīng) 120 余套模具驗(yàn)證，可降低缺陷率 40% 以上。
實(shí)例：φ20mm 軸承套模具，將澆口設(shè)置于側(cè)面 4mm 厚凸起處，使熔體圓周填充速度差≤0.5m/s，圓度誤差控制在 0.005mm 內(nèi)，優(yōu)于行業(yè) 0.01mm 標(biāo)準(zhǔn)。
多型腔方案：某新能源電機(jī)端蓋通過(guò) 3 個(gè)澆口 0.2s 間隔開(kāi)啟，解決熔接痕問(wèn)題，拉伸強(qiáng)度保留率達(dá) 95%。
（二）尺寸量化標(biāo)準(zhǔn)
寬度取制品壁厚 1.5-2 倍，厚度取 0.5-0.8 倍，長(zhǎng)度 3-5mm。
實(shí)例：3mm 厚航空連接件模具經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)匹配調(diào)整，將澆口厚度從 1.5mm 增至 1.8mm，徹底消除縮痕且痕跡≤0.3mm。
二、流道系統(tǒng)：降低阻力與平衡填充的關(guān)鍵
針對(duì) PEEK 高粘度特性，圓形流道為最優(yōu)選擇，較梯形流道減少 30% 流動(dòng)阻力。
（一）基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)計(jì)
按制品重量分級(jí)設(shè)計(jì)直徑：50g 以下用 6mm，100g 以上用 12mm，配合圓弧轉(zhuǎn)角避免熔體降解。多型腔模具需嚴(yán)控 “三重平衡”：
路徑差≤5%
直徑誤差≤0.2mm
壓力損失差≤3MPa
實(shí)例：8 型腔小齒輪模具采用輻條式分布，各型腔熔體到達(dá)時(shí)間差僅 0.1s，尺寸一致性達(dá) 99.5%。
（二）熱流道技術(shù)應(yīng)用
熱流道系統(tǒng)不可或缺，分區(qū)溫控使溫度誤差 ±1℃。
效益數(shù)據(jù)：某傳感器外殼生產(chǎn)中，熱流道將廢料率從 20% 降至 0.8%，年省原料成本 22 萬(wàn)元，成型周期縮短 8s。
特種適配：針對(duì) PEEK-HT 特種牌號(hào)，需定制 420℃耐高溫加熱元件，防止設(shè)備損壞。
三、冷卻系統(tǒng)：控制收縮變形的核心手段
基于 PEEK 高結(jié)晶度特性，冷卻系統(tǒng)遵循 “近型腔、勻分布” 原則。
（一）常規(guī)設(shè)計(jì)參數(shù)
水道距型腔壁 15-25mm，直徑 8-12mm，與制品形狀契合度≥90%。
實(shí)例：圓形軸承套采用螺旋水道，冷卻均勻性較直水道提升 50%。
（二）介質(zhì)與技術(shù)升級(jí)
介質(zhì)差異化選擇：
常規(guī)牌號(hào)：25-35℃冷卻水，流速 3-5m/s，配合響應(yīng)速度≤0.5℃/s 的溫控系統(tǒng)；
特種牌號(hào)：PEEK-HT 選用 280℃耐高溫導(dǎo)熱油，某齒輪模具借此將變形量從 0.15mm 降至 0.03mm。
3D 打印隨形水道：
實(shí)例：帶深腔的閥座模具冷卻面積增加 60%，冷卻時(shí)間從 60s 縮至 35s，效率提升 71%，翹曲量≤0.02mm。
四、材料與排氣：模具耐用性與成型質(zhì)量的保障
（一）模具材料選型
需耐受高溫高壓，優(yōu)選導(dǎo)熱系數(shù)≥40W/(m?K) 的合金鋼材，配合 Ra≤0.8μm 水道拋光提升散熱效率。針對(duì)礦物填充 PEEK，模具表面需精細(xì)拋光，降低浮纖與光澤度缺陷風(fēng)險(xiǎn)。
（二）排氣系統(tǒng)優(yōu)化
排氣槽設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：深度 0.01-0.02mm，寬度 5-10mm，可有效解決氣孔問(wèn)題。
（三）與材料預(yù)處理協(xié)同
PEEK 原料需 120-150℃干燥 4-6 小時(shí)，含纖維增強(qiáng)的材料更需同步優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)，避免應(yīng)力集中與表面缺陷。
五、結(jié)語(yǔ)
PEEK 精密成型是模具多系統(tǒng)協(xié)同的結(jié)果：澆口控制填充精度，流道保障熔體質(zhì)量，冷卻決定尺寸穩(wěn)定，材料匹配延長(zhǎng)模具壽命。依托量化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)熱流道技術(shù)及隨形冷卻方案，結(jié)合材料預(yù)處理把控，可實(shí)現(xiàn) 0.005mm 級(jí)精度與優(yōu)異力學(xué)性能，為高端制造提供核心支撐。未來(lái)需進(jìn)一步推動(dòng)模具與工藝參數(shù)的智能化匹配，提升復(fù)雜制品成型穩(wěn)定性。
