Il massimo delle prestazioni e dell'affidabilità per le applicazioni di servizio critiche.
Che cos'è la poliimmide (PI) Vespel®?
Vespel® è il marchio registrato da DuPont per le sue parti e forme lavorabili in poliimmide (PI) ad alte prestazioni. Sono stati sviluppati diversi gradi con proprietà adatte alle prestazioni richieste da ambienti applicativi estremi e diversi.
In cosa si differenzia la poliimmide Vespel® dai polimeri termoplastici?
Il Vespel® PI e altri polimeri simili hanno un punto di rammollimento o temperatura di transizione vetrosa (Tg) molto vicino alla loro temperatura di decomposizione. Per il Vespel® PI, questo si verifica a un punto ben superiore a 400 °C (752 °F). Questo si traduce in due differenze significative tra il Vespel® PI e la maggior parte dei tecnopolimeri ad alte prestazioni:
Prestazioni: La resistenza e il modulo dei gradi Vespel SP diminuiscono in modo quasi lineare con l’aumentare delle temperature, mentre le proprietà della maggior parte delle termoplastiche ad alte prestazioni diminuiscono in modo significativo quando si avvicinano al loro punto di rammollimento o temperatura di transizione del vetro (Tg).
Processabilità: A causa della vicinanza della loro Tg o punto di rammollimento alla loro temperatura di decomposizione, le poliimmidi come il Vespel® PI non hanno una fase di fusione simile a quella termoplastica che permette loro di essere estruse a caldo in forme lavorabili o stampate a iniezione in parti.
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Come vengono prodotte le forme e le parti lavorabili di Vespel® PI?
Per produrre forme da lavorare in componenti, il polimero Vespel® PI in polvere viene sinterizzato o fuso ad alta temperatura e pressione con metodi diversi, a seconda della forma richiesta. Il processo di sinterizzazione è comunemente utilizzato nella metallurgia delle polveri.
Le barre di Vespel® PI sono stampate isostaticamente dalla polvere, mentre le placche e i dischi lavorabili sono stampati a compressione. DuPont offre anche pezzi realizzati tramite formatura diretta. Questo processo è più adatto a volumi elevati di pezzi piccoli. Indipendentemente dal metodo di produzione, tutti prevedono la sinterizzazione ad alte temperature e pressioni, un processo tipicamente associato alla metallurgia delle polveri.
Quali sono le principali proprietà fisiche di Vespel® PI?
Il polimero di poliimmide conferisce una combinazione unica di proprietà che sono insite in tutti i gradi Vespel® PI. Alcuni gradi sono realizzati con additivi che migliorano specifiche proprietà.
Le caratteristiche comuni a tutti i gradi Vespel® PI includono un’elevata conservazione delle proprietà da temperature criogeniche a temperature estremamente elevate. Resistono all’usura e all’attrito in condizioni di alta tensione in componenti sia lubrificati che non lubrificati. I gradi Vespel® PI hanno anche un’elevata resistenza strutturale, che si traduce in resistenza allo scorrimento anche a temperature elevate. La resistenza agli urti, le proprietà elettriche superiori e la stabilità dimensionale con un basso coefficiente di espansione termica lineare sono altre proprietà tipiche della linea di prodotti Vespel® PI.
Sebbene le poliimmidi sinterizzate per alte temperature siano tipicamente considerate polimeri fragili, con un basso allungamento e una bassa resistenza agli urti, i gradi Vespel® SP offrono un allungamento e una resistenza agli urti unici. Queste proprietà si traducono in componenti lavorati più duri e resistenti nell’ampio intervallo di temperature di esercizio rispetto ai componenti realizzati con altri prodotti in poliimmide sinterizzato disponibili in commercio.
Vari gradi di Vespel® PI soddisfano anche gli standard dell’industria aerospaziale per quanto riguarda la bassa infiammabilità e la generazione di fumo. Possono sopportare l’esposizione a un’ampia gamma di sostanze chimiche, tra cui carburanti, lubrificanti e fluidi idraulici utilizzati negli aerei. La stabilità termica ossidativa, il basso livello di degassamento e la resistenza alle radiazioni rendono il Vespel® PI un’opzione affidabile per i componenti dei veicoli spaziali e delle apparecchiature di difesa.
Stabilità termica delle proprietà di Vespel® PI
Un’altra importante caratteristica delle prestazioni dei gradi di poliimmide Vespel® è che subiscono una decomposizione termica a temperature estreme, superiori a 400 °C (752 °F), anziché ammorbidirsi all’aumentare della temperatura. La perdita di proprietà legata alla degradazione del polimero Vespel® PI è lineare, a differenza dei termoplastici che presentano un brusco calo delle proprietà quando si avvicinano e attraversano la loro Tg, per poi scendere a zero quando raggiungono la loro temperatura di fusione (Tm).
Comportamento delle proprietà isotropiche delle forme e delle parti lavorate di Vespel® PI
Lo stampaggio isostatico e lo stampaggio a compressione producono proprietà isotropiche, ovvero proprietà equivalenti lungo tutti gli assi delle forme Vespel® PI realizzate con questi processi. Questo stesso comportamento isotropo si traduce in parti lavorate dalle forme.
I pezzi formati direttamente presentano un comportamento anisotropo, con proprietà che dipendono dalla direzione della pressione di formatura applicata. DuPont collabora con i progettisti per stabilire le condizioni di formatura in base ai requisiti di prestazione del pezzo.
Quali sono i gradi di Vespel® PI disponibili?
DuPont offre una serie di gradi Vespel® PI. Le loro diverse composizioni sono state sviluppate per ottenere miglioramenti delle prestazioni in aree specifiche.
La linea di prodotti Vespel® SP comprende gradi con grafite e fluoropolimeri in varie combinazioni per migliorare le prestazioni di attrito e usura rispetto al grado Vespel® SP-1 non caricato. I riempitivi contribuiscono inoltre ad aumentare la resistenza, la stabilità dimensionale e la stabilità termica.
Definiti come poliimmide di nuova generazione, i gradi Vespel® SCP aumentano la stabilità termica ossidativa del polimero PI e resistono al degassamento oltre le capacità dei prodotti SP. Sono disponibili anche gradi di Vespel® SCP non caricati e a più alta resistenza, con migliori proprietà di supporto e usura.
Quali gradi di Vespel® PI in forme lavorabili offre Drake?
Drake offre forme lavorabili in tre gradi di Vespel® PI, non caricato e caricato con grafite, per un’ampia gamma di applicazioni: Vespel® SP-1, Vespel® SP-21 e Vespel® SCP-5000.
Vespel® SP-1 è un grado di poliimmide non caricato che offre prestazioni affidabili per le parti lavorate che devono operare a temperature da livelli criogenici a 300 °C / 570 °F). Inoltre, Vespel® SP-1 può sopportare brevi escursioni termiche fino a 482 °C / 900 °F perché non ha una Tg o un punto di fusione misurabile con metodi standard.
Altre caratteristiche del Vespel® SP-1 sono la stabilità termica ossidativa con basso degassamento, le proprietà isolanti termiche ed elettriche e la maggiore rigidità e duttilità rispetto ai gradi caricati di Vespel® PI.
Il 15% di grafite contenuto nel Vespel® SP-21 ne migliora la resistenza all’attrito e all’usura rispetto ai gradi non caricati. Questa caratteristica è alla base del suo frequente utilizzo come materiale per cuscinetti flangiati e piani, anelli di tenuta e applicazioni a usura scorrevole.
La sua resistenza alla flessione e il suo modulo di flessione sono superiori a quelli del Vespel® SP-1 non caricato. Inoltre, eccelle nella stabilità dimensionale misurata in condizioni termiche estreme e mantiene le sue proprietà anche a temperature di esercizio più elevate, pari a 350 °C / 662 °F. Come il Vespel® SP-1, il grado SP-21 può tollerare brevi picchi di temperatura fino a 482 °C / 900 °F.
Descritta come una poliimmide di nuova generazione, Vespel® SCP-5000 è stata sviluppata per le applicazioni che richiedono una stabilità termica ossidativa superiore a quella che possono offrire i tradizionali gradi di PI. Essendo un grado non caricato, ha una resistenza meccanica, una stabilità dimensionale e una tenacità intrinsecamente elevate. Vespel® SCP-5000 presenta anche la resistenza chimica tipica del polimero di poliimmide, oltre a proprietà dielettriche che rimangono stabili in un ampio intervallo di temperature.
Parti lavorate da Drake in Vespel® PI
Drake applica la sua esperienza nella lavorazione di precisione di polimeri avanzati all’intera famiglia di forme Vespel® PI. Le risorse comprendono centri di lavorazione CNC all’avanguardia con capacità fino a 8 assi, operatori e ingegneri esperti nella produzione e nell’ispezione dei pezzi per garantire livelli di qualità sempre elevati e consegne puntuali.
Sistema di gestione della qualità allineato alle industrie ad alta tecnologia
In linea con i requisiti del settore dell’alta tecnologia per forme e componenti realizzati con materiali avanzati, il sistema di gestione della qualità di Drake Plastics è certificato secondo le norme mondiali dell’industria aerospaziale AS9100D(2016) e ISO 9001:2015. Gli standard sono applicati a tutti i clienti, indipendentemente dal settore o dalla regione.
Vespel® è un marchio registrato di E.I. DuPont de Nemours and Company.
