Lavorazione di precisione e prototipi

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Lavorazione e prototipazione di precisione della plastica Torlon PAI, Vespel PI, PEEK e altri polimeri ad altissime prestazioni

Decenni di esperienza nella lavorazione di polimeri avanzati in fusione e nella lavorazione CNC di precisione conferiscono a Drake una conoscenza approfondita del comportamento di questi materiali in diverse condizioni di produzione. Mettiamo a frutto queste conoscenze per ottimizzare le prestazioni e la qualità di questi materiali eccezionali sia nelle forme lavorabili a stock che in tutti i componenti di precisione prodotti nel nostro modernissimo impianto di lavorazione delle materie plastiche.

Competenza nella lavorazione e trasformazione di materie plastiche ad altissime prestazioni

Drake sa come ottenere i massimi livelli possibili di prestazioni e qualità nei componenti di precisione lavorati a macchina a partire da termoplastiche avanzate. In parte, questo know-how è legato a ciò che abbiamo imparato dall’estrusione di questi materiali nelle forme in stock che vengono lavorate. Nel corso degli anni abbiamo sviluppato una tecnologia di estrusione che evita il degrado, gestisce l’orientamento delle fibre e riduce al minimo la curvatura; fattori che contribuiscono a una lavorazione di alta qualità e alle prestazioni dei pezzi lavorati. Le proprietà dei materiali differiscono leggermente tra le dimensioni lineari e trasversali delle forme estruse. Ciò è particolarmente evidente nelle formulazioni di polimeri rinforzati con fibre di vetro o di carbonio. La nostra conoscenza del comportamento delle proprietà di un termoplastico avanzato in barre, lastre o tubi senza saldatura ci aiuta a determinare il modo migliore di lavorare i componenti per ottenere un controllo dimensionale e prestazioni ottimali durante l’uso.

Il nostro curriculum si basa su milioni di pezzi lavorati prodotti con polimeri non caricati, rinforzati con fibre e resistenti ai cuscinetti e all’usura, che includono:

Torlon PAI
Victrex PEEK
Victrex HT PEK
KetaSpire PEEK
KetaSpire PEEK XT per alte temperature
AvaSpire PAEK
Ryton R-4 PPS
Ultem PEI
Vespel PI
Celazole PBI
Compositi ad alta resistenza
Formulazioni di polimeri speciali

Componenti in composito termoindurente lavorati con precisione

Drake Plastics ha un’ampia capacità ed esperienza nella lavorazione di precisione di un’ampia gamma di materiali compositi termoindurenti in componenti strutturali resistenti ai cuscinetti e all’usura per i settori aerospaziale, energetico, edile e marino. Oltre alle forme in composito termoindurente di Drake, la gamma di materiali simili che Drake Plastics lavora abitualmente comprende:

Compositi termoindurenti di grado criogenico

G10CR

Tessuto di vetro, resina epossidica
Mantiene le proprietà elettriche e fisiche a temperature comprese tra -270°C e 140°C.
Applicazioni: Sistemi di tubature per GNL, magneti superconduttori e reattori a fusione.

G11CR – Maggiore stabilità termica

Composizione simile a G10CR
Mantiene le proprietà elettriche e fisiche da -270°C a 180°C.
Applicazioni: componenti aerospaziali a temperature criogeniche e elevate.

MC330 – Estrema stabilità alle basse temperature

Tessuto di cotone, resina fenolica
Mantiene la resistenza strutturale in condizioni criogeniche estreme, fino a -196°C (-320°F).
Applicazioni: distanziatori in apparecchi a ossigeno liquido

Compositi termoindurenti di grado industriale

G10 – Composito per uso generale

Tessuto di vetro impregnato di resina epossidica
Resistenza, isolamento elettrico, resistenza all’umidità, stabilità termica fino a 140°C (284°F)
Applicazioni: componenti meccanici e strutturali

G10/FR4 – G10 ritardante di fiamma

Stessa composizione del G10
Classe di infiammabilità UL 94 V-0.
Applicazioni: Circuiti stampati, componenti elettrici.

G11 / FR5 – Maggiore stabilità termica rispetto a G10 e G10/FR4

Tessuto di vetro, resina epossidica ad alta temperatura
Mantiene le proprietà meccaniche ed elettriche fino a 180°C (356°F)
Applicazioni: Componenti aerospaziali, automobilistici ed elettronici ad alta temperatura

Supporto allo sviluppo dell'applicazione: Opzioni dei materiali, prototipazione e test

Molti clienti si rivolgono a noi con una descrizione generale di ciò di cui hanno bisogno. Il nostro team di assistenza è in grado di individuare le migliori opzioni di materiale e di fornire gli strumenti per convalidare le prestazioni dei pezzi:

Scelta dei materiali: gli ingegneri di Drake’s vantano una vasta esperienza pratica nelle applicazioni con Torlon PAI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI, Vespel PI e altri termoplastici ad altissime prestazioni utilizzati in ambienti diversi ed esigenti. La loro esperienza nel campo dei componenti lavorati comprende il settore petrolifero e del gas, la lavorazione dei prodotti chimici, l’industria aerospaziale e della difesa, l’industria elettrica ed elettronica, la produzione di semiconduttori, il settore medico e altri settori ad alta tecnologia e servizi severi.
Analisi approfondita dell’applicazione: prima della produzione, i clienti si affidano regolarmente alla vasta esperienza di Drake non solo per ricevere consigli su materiali e qualità, ma anche per definire altri fattori chiave che influenzano le prestazioni. Ad esempio, la definizione del miglior orientamento delle fibre per i pezzi prodotti da stock rinforzati con fibre di vetro o di carbonio può avere un impatto notevole sulla resistenza e sulla durata dei componenti. Drake offre inoltre competenze in materia di ricottura, post-polimerizzazione e finiture superficiali, tutte tecniche in grado di migliorare le prestazioni durante l’uso.
Prototipazione: una volta definiti il progetto e il materiale, il nostro team di lavorazione meccanica è in grado di fornire prototipi di precisione in Torlon PAI, Vespel PI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI e altri polimeri avanzati per verificare le prestazioni dei componenti nell’ambiente operativo reale di destinazione.
Test e validazione: la calorimetria a scansione differenziale (DSC) di Drake può aiutarti a caratterizzare termicamente i materiali quando serve. Inoltre, i servizi del nostro laboratorio di prove meccaniche sono disponibili per valutare le proprietà meccaniche, tra cui la resistenza alla trazione e l’allungamento, il modulo di trazione e di flessione, la resistenza alla compressione e molte altre ancora.

Lavorazioni CNC di precisione: La migliore tecnologia della categoria

La lavorazione di Torlon PAI, Vespel PI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI e altre materie plastiche avanzate richiede utensili di alto livello e anni di esperienza per ottenere le massime prestazioni e le tolleranze richieste dai materiali nei pezzi finiti. Gli ingenti investimenti di Drake in macchine utensili e i nostri programmatori-macchinisti altamente qualificati ci assicurano di mantenere le attrezzature e le tecnologie all’avanguardia necessarie per offrire la qualità e la coerenza che i nostri clienti si aspettano. Allo stesso tempo, il nostro piano di investimenti ci assicura di mantenere un livello di servizio e di consegna elevato e incentrato sul cliente.

Investire per essere sempre all'avanguardia in termini di tecnologia e servizi

Per sostenere i nostri elevati standard di qualità, coerenza e produttività, impieghiamo le macchine utensili più moderne, tra cui la fresatura CNC a 5 assi, i torni dotati di Live Tool e utilizziamo esclusivamente utensili PDC per ottenere la migliore finitura superficiale e le tolleranze più strette possibili.

Anche le nostre priorità di investimento sono fortemente orientate verso un servizio e una consegna affidabili. La pianificazione della capacità è in gran parte guidata da una stretta collaborazione con i clienti sui loro programmi di produzione di apparecchiature originali e sui cicli di manutenzione e sostituzione. Si basa inoltre sull’impegno a garantire i tempi di consegna richiesti dai clienti per le esigenze non pianificate ma tipiche delle emergenze.

La mentalità della qualità in officina di Drake

I clienti che visitano il reparto di lavorazione meccanica di Drake spesso dicono che la nostra facility è la più pulita che abbiano mai visto. Questo è il risultato diretto della costante attenzione alla qualità che si riflette in tutte le nostre attività e dell’orgoglio dei nostri macchinisti per il loro lavoro e il loro posto di lavoro.

Prototipazione e test

I clienti hanno spesso bisogno di prototipi di pezzi per l’adattamento e la finitura o per il collaudo e la valutazione. Drake è ben attrezzata per offrire prototipi lavorati in modo rapido ed economico prima della produzione su larga scala. Inoltre, i clienti possono approfittare delle capacità di Drake di testare le proprietà fisiche su campioni di materiale lavorato o su campioni prelevati dal pezzo vero e proprio, quando il progetto lo consente.

Servizi e capacità di post-lavorazione

Drake offre una gamma di servizi e competenze per soddisfare i vari standard di conformità del settore e le specifiche esigenze dei clienti in materia di componenti lavorati:

Incisione laser
Rivestimenti specializzati
Finiture personalizzate lavorate con precisione
Campioni di prova ASTM lavorati dal materiale specificato
Test ASTM sulle proprietà meccaniche
Scansione TC per convalidare l’integrità del pezzo
CMM: Macchina di misura a coordinate per l’ispezione dei pezzi
Post-ricottura e polimerizzazione per ottimizzare le prestazioni dei pezzi
Pulizia a ultrasuoni, imballaggi speciali
- Controllo dei detriti estranei (FOD) secondo AS9146
- Imballaggi speciali per standard ASTM o industriali specifici
Tracciabilità del lotto e della partita su ogni pezzo
Certificazioni di materiali e processi

Opzioni di post-curing e ricottura per le parti lavorate

Post-curing di parti lavorate in Torlon PAI

Tutte le forme in stock lavorabili Drake Torlon PAI vengono sottoposte ai nostri processi di post-curing per ottenere il massimo delle prestazioni. Il nostro protocollo di post-cura porta il valore medio della Tg (temperatura di transizione del vetro) tipica del Torlon PAI a 540°F (282°C). Durante la post-cottura, le catene del polimero PAI si estendono e ottimizzano la tenacità, la resistenza all’usura e le proprietà meccaniche del materiale. Questi livelli di prestazioni elevate sono quindi una caratteristica intrinseca dei componenti lavorati a partire dalle barre, dalle Plate e dai tubi senza saldatura in Torlon PAI di Drake.

Alcune applicazioni beneficiano di una post-cura secondaria dopo la lavorazione. La ricuringa ripristina lo strato esterno imidizzato, o “pelle”, che si forma sui pezzi in Torlon PAI alle alte temperature di polimerizzazione. Questo strato esterno ottimizza la resistenza all’usura e agli attacchi chimici, il che può essere un vantaggio per i componenti lavorati utilizzati in ambienti di servizio severi.

Per supportare queste applicazioni, Drake Plastics si consulta regolarmente con i clienti per consigliare, testare e fornire componenti in Torlon PAI sottoposti a ricondizionamento, ricavati da semilavorati. La re-cura diventa parte integrante del disegno o della specifica del pezzo, proprio come altri attributi chiave del pezzo, per garantire prestazioni affidabili e costanti.

Ricottura di parti lavorate in PEEK e altri polimeri avanzati

Drake sottopone a ricottura i propri semilavorati estrusi per ridurre al minimo le tensioni interne che si generano quando i polimeri passano rapidamente dalla fase fusa alla temperatura ambiente durante la lavorazione. Durante la ricottura, la parte o la forma viene riscaldata a una temperatura ben superiore alla sua Tg, dove le catene polimeriche possono diventare mobili l’una con l’altra, allentando lo stress indotto dalla lavorazione. Poi viene raffreddato molto lentamente e in modo uniforme, offrendo parti a basso stress, resistenti e in grado di mantenere dimensioni molto precise.

Su richiesta, Drake offre un servizio di ricottura personalizzato per i componenti lavorati con polimeri avanzati. Può essere utile per raggiungere obiettivi specifici di cristallinità o un controllo dimensionale molto preciso, talvolta necessario per parti con sezioni particolarmente spesse o variabili.

Nota: I semilavorati estrusi in Torlon PAI vengono sempre sottoposti a post-polimerizzazione anziché a ricottura. Affinché la ricottura sia efficace, deve essere condotta al di sopra della Tg (temperatura di transizione vetrosa) del polimero. Questo permette il rilassamento della catena polimerica che si traduce in una riduzione dello stress. Non è possibile riscaldare il Torlon PAI oltre la sua Tg senza rischiare distorsioni o bolle. Riscaldare il Torlon PAI alla sua temperatura di post-cura di 500F/ 260C ha un effetto minimo sulla riduzione dello stress perché la sua Tg è ancora più alta. Di conseguenza, Drake Plastics adotta misure estreme per ridurre al minimo le sollecitazioni nelle nostre forme estruse di Torlon PAI. I nostri processi controllati con precisione sono fondamentali per produrre forme con le minori sollecitazioni possibili, poiché non possono essere efficacemente alleggerite dopo la produzione..

Transizione conveniente dalla lavorazione allo stampaggio

Quando le quantità di produzione di pezzi lavorati aumentano in modo significativo ma sono ancora al di sotto dei livelli che giustificano la produzione di utensili per stampi a iniezione con tolleranze di precisione, gli sbozzi stampati o le forme quasi nette che vengono poi lavorate in modo finale possono rappresentare un passo successivo efficiente e a basso costo. Poiché si avvicinano solo alle dimensioni reali di un pezzo, possono essere prodotti in stampi a iniezione a basso costo e poi lavorati secondo le dimensioni del pezzo specificato. La riduzione della perdita di materiale e gli stampi a basso costo possono rappresentare un’opzione molto più conveniente rispetto alla lavorazione di barre o lamiere.

Per ulteriori informazioni: contatta Drake indicando il disegno del pezzo e le quantità richieste.

Lavorazione di precisione di materiali medici e biocompatibili

Drake Plastics viene spesso scelta dai clienti del settore delle scienze della vita per la lavorazione dei loro materiali medici specializzati destinati alla realizzazione di componenti che devono soddisfare i requisiti di biocompatibilità. Il nostro rigoroso protocollo di gestione della qualità include le procedure di produzione, la tracciabilità e la documentazione di conformità richieste per queste applicazioni critiche. In questi casi, i clienti forniscono forme in stock realizzate per loro da un produttore di materiali biocompatibili dedicato. Un esempio riguarda un cliente che fornisce alla Drake Plastics semilavorati realizzati in PEEK Invibio® biocompatibile della Victrex LLC, destinati alla lavorazione CNC di precisione per la produzione di ancore di sutura impiantabili.

Gli standard di qualità del settore aerospaziale si applicano a tutta la produzione

Il sistema di gestione della qualità di Drake Plastics è certificato secondo lo standard aerospaziale internazionale AS9100D(2016) e secondo la norma ISO 9001:2015. Applichiamo questi requisiti rigorosi ai pezzi lavorati e a tutti gli altri prodotti che realizziamo, indipendentemente dal settore. Il fattore chiave della nostra capacità di soddisfare questi standard è l’esperienza e la volontà del nostro team di lavorazione di raggiungere la massima qualità possibile in tutte le operazioni di produzione, finitura e assistenza. Sosteniamo il loro impegno investendo nella migliore tecnologia di ispezione che comprende:

Scansione TC
Comparatori ottici
Apparecchiature per l’ispezione della finitura superficiale
Macchine di misura a coordinate (CMM)
Caratterizzazione termica DSC
Macchina di prova universale Instron 3369
- Test di trazione, allungamento, flessione e compressione

Certificazioni: Un certificato di conformità accompagna tutti i prodotti, indipendentemente dalla composizione del polimero, senza alcun costo aggiuntivo. Sono disponibili anche test speciali con un costo di laboratorio ragionevole.

Assistenza clienti - Officine meccaniche in tutto il mondo

Siamo orgogliosi del nostro rapporto di lavoro come fornitori di forme a stock per i clienti che lavorano in tutto il mondo e che si dedicano alla produzione di pezzi con le nostre forme a stock di polimeri ad altissime prestazioni. Supportiamo queste aziende di livello mondiale con linee guida per la lavorazione, grezzi di precisione e barre rettificate senza centri e informazioni tecniche relative ai prodotti che forniamo loro. Se cerchi un’officina specializzata in lavorazioni plastiche di altissimo livello nella tua zona o un’officina con competenze specifiche, CHIEDI A DRAKE.

Drake come partner per lo sviluppo di materiali personalizzati

Spesso le aziende collaborano con noi in via confidenziale come partner di sviluppo per produrre prototipi e pezzi di prova con composizioni di materiali di loro proprietà. Il nostro feedback sulle caratteristiche di lavorazione e di trasformazione ci aiuta a mettere a punto le formulazioni per migliorare la lavorabilità e le prestazioni del pezzo finito. Forniamo anche supporto nella produzione di parti per aiutare queste aziende a lanciare nuovi prodotti e sistemi che incorporano componenti critici realizzati con i loro materiali esotici.

Casi di studio sulla lavorazione

Ecco alcuni esempi di come Drake mette in campo il proprio team e la propria tecnologia per aiutare i clienti a risolvere i problemi e a migliorare le prestazioni e l’affidabilità dei componenti: