Il team di sviluppo di Drake Plastics trasforma i polimeri ad altissime prestazioni
in soluzioni ad altissime prestazioni

Sviluppo di prodotti e processi: Dove le idee si materializzano

La storia di Drake è caratterizzata da progressi nella tecnologia dei processi di fusione e nella progettazione di attrezzature specifiche per i materiali termoplastici ad altissime prestazioni. Anche l’inventiva lo fa. Il motore dei nostri sforzi: ogni prodotto Drake che abbiamo sviluppato è nato dalla soddisfazione delle esigenze e delle sfide poste da uno dei nostri clienti.

Tecnologia innovativa nelle tecniche e nelle attrezzature di lavorazione

Le iniziative di sviluppo e gli investimenti di Drake si concentrano sui polimeri avanzati e comprendono diversi metodi di lavorazione. Il processo di fusione è la nostra tecnologia principale e la spina dorsale della nostra azienda. La nostra attenzione si concentra sullo sviluppo di condizioni ottimali per l’estrusione di nuove configurazioni di forme a stock a partire dai materiali della nostra linea di prodotti, nonché di nuove forme in nuove formulazioni di plastiche e polimeri ad alte prestazioni. Convalidiamo anche le condizioni di processo ottimali per lo stampaggio a iniezione di nuovi polimeri e formulazioni, sulla base delle richieste dei clienti di pezzi realizzati con questi prodotti. Il nostro obiettivo è quello di preservare il massimo livello di proprietà di ciascun polimero, in modo da non solo estrudere e stampare prodotti secondo le specifiche, ma anche fornire materiali che funzionino al massimo delle loro potenzialità. Il nostro obiettivo è anche quello di fornire ai clienti nuove dimensioni, forme e polimeri che offrano loro i vantaggi delle plastiche ad alte prestazioni, man mano che i requisiti delle loro applicazioni diventano più esigenti.

DSC (Differential Scanning Calorimetry) analysis in Drake’s testing lab characterizes thermal properties of high-performance polymers as a key step in developing new extruded shapes for machining.

Gli strumenti del team di sviluppo di Drake includono il nostro profondo know-how in materia di scienza dei polimeri, i più recenti pacchetti CAD/CAM, il software di simulazione, l’automazione e i controlli avanzati, la competenza nella progettazione meccanica e anni di esperienza nella lavorazione di materie plastiche avanzate. Utilizziamo queste capacità per progettare, sviluppare e costruire macchinari e utensili specializzati per ogni polimero avanzato e grado che lavoriamo. Questo approccio alla tecnologia di processo specifico per i materiali consente di ottenere prodotti nuovi e spesso unici, con proprietà e qualità costantemente ottimizzate.

Uno dei principali fattori che contribuiscono al successo dei nostri nuovi prodotti è il livello di investimento che dedichiamo al lavoro di sviluppo. Comprende personale, strutture e attrezzature dedicate esclusivamente al lavoro di sviluppo di Drake. Tutte queste risorse risiedono nel nostro edificio di ingegneria di 18.000 piedi quadrati (1672,25m2) nel nostro campus di 45 acri (18,2 ettari) a Cypress, in Texas. Questo impegno consente al nostro team di concentrarsi sui progetti fino al loro completamento, invece di aspettare il tempo necessario per le attrezzature di produzione che sono giustamente prioritarie per soddisfare gli ordini dei clienti. Una volta completati i progetti nella nostra struttura di sviluppo, il team tecnologico gestisce il trasferimento chiavi in mano delle attrezzature e del know-how di processo al nostro stabilimento di produzione, per rendere la transizione senza soluzione di continuità. Questo approccio senza scuse accelera i tempi di sviluppo, assicura un’elevata qualità e coerenza quando i prodotti entrano in produzione e preserva la reputazione di Drake per l’inventiva, il servizio e l’affidabilità dei tempi di consegna.

Drake’s engineering team designs and builds our production extruders to create optimum conditions for melt processing advanced polymer stock shapes with consistently high quality and performance.

Sviluppo di prodotti in forme stock

Oltre due decenni di innovazioni di Drake hanno portato a una gamma impareggiabile di forme lavorabili e configurazioni uniche, tutte finalizzate a soddisfare le applicazioni in rapida espansione dei nostri clienti per i polimeri avanzati.

Drake ha iniziato la produzione di forme a stock nel 1996 con barre di Torlon PAI estruso rinforzato con vetro per un’applicazione critica per l’industria della difesa. Da allora, Drake si è costruita una reputazione di leader mondiale nell’estrusione di polimeri avanzati nella più ampia varietà di configurazioni del settore. L’impareggiabile gamma di dimensioni di barre, lamiere e tubi senza saldatura in questi materiali deriva dall’impegno di Drake a fornire ai clienti forme che riducano al minimo la perdita di materiale durante la lavorazione, soddisfacendo al contempo le esigenze di una base crescente di applicazioni.

I diametri delle aste e gli spessori delle lastre più grandi del mondo

Drake ha sviluppato i diametri più grandi al mondo per quanto riguarda le barre di Torlon e PEEK, con vari gradi disponibili in dimensioni fino a 257 mm (10,125″). Il lavoro di sviluppo per produrre queste dimensioni in modo coerente è stato particolarmente impegnativo. La massa di materiale nelle sezioni trasversali richiede un controllo estremo per evitare tensioni interne che potrebbero portare alla frattura e creare problemi di controllo dimensionale nella lavorazione. Oggi, il nostro inventario standard comprende queste forme di grande diametro insieme a una gamma impareggiabile di dimensioni degli steli nei gradi non caricati, per cuscinetti, antiusura e rinforzati con fibre di Torlon PAI, Victrex PEEK e KetaSpire PEEK.

Drake ha anche sviluppato la tecnologia per produrre la piastra in PEEK più spessa al mondo, che supera i 4 pollici (101 mm). Come per i tondini di grande diametro, queste piastre di grandi dimensioni hanno posto al nostro team di sviluppo la sfida di estrudere sezioni trasversali spesse senza livelli negativi di sollecitazioni interne. Sebbene siano comunemente disponibili lastre spesse stampate per compressione, il processo di compressione produce tipicamente forme che mancano di omogeneità e di proprietà fisiche costanti. Grazie al lavoro del nostro team di sviluppo, i clienti possono contare su lastre altamente coerenti e affidabili nelle prestazioni, in una gamma di spessori senza pari.

Drake’s ongoing development of the world’s largest rod and plate sizes significantly expands application possibilities for advanced thermoplastics. Current sizes include rod diameters over 10 inches (254mm), and plate thicknesses exceeding 4 inches (101.6mm).

Tubo senza saldatura a prestazioni costanti e a costi contenuti

Le richieste dei clienti hanno portato allo sviluppo dell’esclusivo tubo senza saldatura Drake. Per i pezzi in Torlon PAI o Ultem PEI con configurazioni tubolari, questa forma a stock altamente efficiente consente di risparmiare costi significativi rispetto alla lavorazione da barra. La sezione trasversale senza saldatura elimina inoltre le linee di saldatura deboli associate al tubo estruso. Per soddisfare le diverse esigenze di prestazioni dei clienti in diversi settori industriali, Drake ha sviluppato anche la tecnologia per produrre tubi senza saldatura in diversi gradi di Torlon PAI e in Ultem 2300 rinforzato con vetro. L’ampia gamma di combinazioni di OD/ID ora presenti nella nostra capacità produttiva aumenta l’efficienza dei costi dei pezzi lavorati, fornendo dimensioni ottimali vicine alla stampa. Queste forme termoplastiche avanzate sono state ampiamente accettate per le prestazioni e i vantaggi economici che offrono nei componenti per le apparecchiature per servizi severi nei settori del petrolio e del gas, della lavorazione chimica, dell’aerospaziale, della difesa e in altri settori esigenti.

Drake Seamless Tube eliminates weld lines for uniformly high strength under pressure. An outcome of Drake’s drive for lean manufacturing, the unique product cuts material cost and operator hours compared to machining parts from rod stock.

Segmenti di tenuta

L’intensa spinta di Drake verso metodi di produzione snelli ha portato anche allo sviluppo dei Seal Segments. Questi esclusivi archi estrusi possono essere utilizzati per realizzare anelli di qualsiasi diametro superiore a 300 mm (12 pollici). È disponibile una gamma illimitata di dimensioni personalizzate utilizzando utensili molto economici basati sul design modulare proprietario di Drake.

I segmenti di tenuta possono essere lavorati secondo le tolleranze richieste per le tenute divise e per le tenute e i cuscinetti segmentati. Il risparmio sulla perdita di materiale riduce i costi del 50% o più rispetto alla produzione dello stesso pezzo in tubo stampato a compressione. Il risparmio è quattro volte o più rispetto alla lavorazione di pezzi da lamiera. Inoltre, Drake fornisce segmenti di tenuta in archi che superano in qualche modo la lunghezza richiesta del pezzo, in modo che le metà o i segmenti di accoppiamento possano essere realizzati in modo rapido e semplice. In questo modo si elimina la necessità di dividere i tubi stampati a compressione, di fissare e fasciare insieme le sezioni e di lavorare l’intero anello in una configurazione adatta all’assemblaggio finale in pezzi finiti.

I segmenti di tenuta Drake sono disponibili in vari gradi di Torlon PAI e PEEK. A differenza dei tubi stampati a compressione, i segmenti di tenuta sono forniti con proprietà lavorate per fusione e certificazioni del produttore di resina secondo gli standard AMS, ASTM e Mil-P.

Another Drake exclusive, Seal Segments are arc-shaped extrusions used to make split or segmented seals and bearings in any diameter over 12” (300mm). The segments improve seal effectiveness and cuts cost compared to machining from plate or compression molded tube.

Drake PAI in fogli e pellicole sottili

Drake ha sviluppato lastre e film sottili di PAI di dimensioni comprese tra 0,3 mm e 2,0 mm (0,012 – 0,079″), basati su una qualità speciale del polimero avanzato. Come per tutti i prodotti Drake, le esigenze dei clienti hanno guidato questo sviluppo unico. Le prestazioni dei prodotti in film e in fogli sottili sono quelle tipiche del PAI non rinforzato. Le loro caratteristiche includono un’elevata resistenza e rigidità a temperature ben superiori a 300o F (150o C), resistenza chimica intrinseca ed eccellenti proprietà di infiammabilità. Questi prodotti PAI a spessore sottile sono spesso incollati ad altri substrati e forniscono una superficie protettiva dura con buone proprietà di isolamento elettrico.

Customer requirements for an ultra high-performance polymer substrate led to the development and commercialization of Drake PAI thin sheet and film.

Sviluppo di forme di stock in nuovi polimeri avanzati

Le solide relazioni tecniche con i fornitori di resine e il nostro coinvolgimento nelle tendenze dei materiali e delle applicazioni nei settori che serviamo mantengono Drake al passo con le opportunità di nuovi polimeri per le forme e i pezzi stampati.

Gli sviluppi più recenti includono forme estruse in KetaSpire PEEK XT e Victrex HT ad alta temperatura, e il CryoDyn CT-200 di Drake, un PEEK di grado criogenico prodotto dalla resina a base di PEEK CT 200 di Victrex. L’ambito di lavoro di questi nuovi prodotti comprende un impegno dedicato allo sviluppo della gamma di dimensioni e configurazioni necessarie all’evoluzione delle esigenze dei clienti.

Drake‘s development team validated extrusion conditions for CryoDyn CT-200 shapes, then transitioned the process to our production team. Based on Victrex PEEK-based CT 200 resin, CryoDyn CT-200 provides a needed alternative to PCTFE for cryogenic seals.

Drake ha anche sviluppato forme in polimeri avanzati che altre aziende non sono state in grado di estrudere con proprietà e qualità affidabili. Ad esempio, il Ryton R-4, un grado di PPS rinforzato con il 40% di vetro, è da anni un termoplastico di riferimento per lo stampaggio a iniezione nelle applicazioni chimiche e nelle apparecchiature per il settore petrolifero e del gas. Tuttavia, a causa delle sue caratteristiche di fusione uniche, il materiale non era disponibile sotto forma di forme estruse. Erano disponibili forme stampate a compressione, ma non avevano la consistenza e la tenacità delle barre e delle piastre estruse. Le richieste dei clienti di Ryton R-4 in forme a stock per i pezzi lavorati hanno dato il via allo sviluppo da parte di Drake di una tecnologia di estrusione adattata al comportamento di fusione di questo polimero avanzato. Il progetto, che ha avuto successo, è stato trasferito al nostro impianto di produzione, dove estrudiamo il Ryton R-4 in una gamma di misure standard di barre e lastre per l’inventario e in configurazioni personalizzate.

Widely used in injection molding for its exceptional chemical resistance, Ryton R-4 plate and rod with consistent quality and properties were unavailable until Drake developed the technology for extruding stock shapes from the advanced thermoplastic.

Estrusione di resine fornite dal cliente in forme a stock

Il team tecnologico di Drake Plastics collabora con i clienti che hanno formulazioni proprietarie di polimeri da convertire in forme a stock. In genere, questo lavoro comprende diverse capacità di Drake in loco. I progetti spesso richiedono una caratterizzazione di laboratorio del polimero per stabilire una finestra di lavorazione prima di estrudere il materiale in una forma a stock. Poi le proprietà e le caratteristiche della forma estrusa vengono testate nel nostro laboratorio di prove termomeccaniche. I progetti “chiavi in mano” possono anche includere la produzione di pezzi prototipo nella nostra lavorazione CNC di precisione per la convalida delle prestazioni del componente prima della produzione completa.

Clients capitalize on Drake’s materials, processing and testing capabilities to convert their proprietary polymer formulations into shapes for their own uses.

Il successo costruito sulle soluzioni

Il team di sviluppo dei prodotti e dei processi di Drake misura il proprio successo in base alla capacità di fornire ai clienti le soluzioni desiderate al massimo livello possibile di prestazioni, qualità e coerenza. La nostra stretta collaborazione con i clienti sulle applicazioni e sulle dinamiche industriali in evoluzione che riguardano i materiali ci offre una finestra praticamente costante sulle opportunità di nuove soluzioni. L’impegno rapido e reattivo nei confronti dei talenti e degli investimenti necessari per sviluppare queste soluzioni definisce la nostra cultura e sostiene la nostra capacità di continuare a fornirle ai nostri clienti.