PEEK（聚醚醚酮）作为一种高性能特种工程塑料，因其优异的机械性能、耐高温性、化学稳定性和生物相容性，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。然而，PEEK材料的高熔点、高粘度以及加工敏感性，使其在注塑试模过程中需要特别注意多个环节。以下从材料特性、模具设计、工艺参数、设备要求及试模流程等方面，系统阐述PEEK试模的关键注意事项。
一、材料特性与预处理
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材料干燥
PEEK具有吸湿性，尽管其吸水率低于尼龙等材料，但水分仍会导致注塑过程中产生气泡、银纹等缺陷。试模前需将PEEK原料在120-150℃烘箱中干燥4-6小时，确保含水率低于0.02%。建议使用真空烘箱以避免氧化。 -
材料批次一致性
PEEK的分子量分布、添加剂含量（如碳纤维、玻璃纤维）会显著影响流动性及制品性能。试模前需核对材料批次检测报告，确保熔体流动速率（MFR）波动范围≤5%。 -
回料控制
PEEK注塑产生的回料可重复使用，但需限制比例不超过原料总量的20%，且回料需单独干燥处理，避免混入杂质或降解产物。
二、模具设计与优化
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流道系统设计
PEEK熔体粘度高（熔融状态下可达10^4 Pa·s），需采用大直径流道（≥8mm）和热流道技术，减少剪切热和压力损失。冷流道系统需设计开放式浇口，避免过早凝固导致缺料。 -
排气结构
模具排气槽深度应≥0.05mm，宽度≥3mm，确保型腔气体在高压注射下充分排出。对于复杂结构件，可增设真空排气装置，防止困气导致的表面灼痕。 -
冷却系统
PEEK热导率低（约0.25 W/(m·K)），需采用高导热材料（如铍铜）镶块或螺旋水道设计，确保模具温度均匀性（±5℃）。冷却时间建议设置为传统塑料的2-3倍。 -
脱模斜度
PEEK制品收缩率大（0.4%-1.2%），脱模斜度需≥1.5°，尤其对于含玻璃纤维增强的材料，需避免强制脱模导致的表面拉伤。
三、工艺参数控制
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注射温度
PEEK熔点为343℃，建议注射温度范围为360-400℃。温度过高会导致降解，温度过低则流动性不足。需分段控制料筒温度，后端150-200℃，前端380-400℃。 -
注射速度与压力
采用多级注射：低速（10%-30%行程）填充流道，中速（30%-80%）填充型腔，高速（80%-100%）保压。注射压力建议为120-180 MPa，避免压力波动超过±5 MPa。 -
保压与冷却
保压压力需维持注射压力的60%-80%，保压时间根据制品厚度调整（每毫米厚度保压1-2秒）。冷却时间建议≥30秒，确保制品内应力充分释放。 -
螺杆组合
使用低压缩比（2:1-3:1）螺杆，长径比≥20:1，减少剪切热。螺杆头部需设计混炼环和逆止环，防止材料滞留降解。
四、设备要求与维护
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注塑机选型
需选用螺杆直径≥45mm、注射量≥制品重量3倍的全电动注塑机。锁模力需满足制品投影面积×800-1000 bar的计算值。 -
模温机与热油系统
模具温度需精确控制在160-200℃，建议使用高温模温机（油温≥300℃）或热油循环系统，温度波动范围≤±2℃。 -
料筒与螺杆清理
每次试模后需用PEEK专用清洗料（含玻璃纤维）彻底清理料筒，避免残留材料降解影响下次试模。
五、试模流程与检测
- 首件检测
首模制品需进行以下检测：- 外观：检查飞边、气泡、银纹、熔接线等缺陷
- 尺寸：使用三坐标测量仪检测关键尺寸公差（±0.05mm）
- 性能：拉伸强度、弯曲模量、热变形温度（HDT）需符合设计要求
- 工艺优化
根据首件检测结果调整参数：- 飞边→降低注射压力或提高锁模力
- 气泡→延长干燥时间或优化排气
- 收缩不均→调整保压曲线或模具温度分布
- 稳定性验证
连续生产50模次，统计制品重量、尺寸及性能的CPK值（需≥1.33），确保工艺稳定性。
六、安全与环保
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高温防护
PEEK注塑过程中模具及料筒温度极高，操作人员需佩戴耐高温手套及护目镜，避免烫伤。 -
废气处理
PEEK热降解会产生微量有毒气体，需配备局部排风系统，确保车间空气符合职业卫生标准。 -
废料回收
试模产生的边角料需分类存放，避免混入其他塑料杂质，确保回料质量。
结语
PEEK试模是一个涉及材料科学、模具工程、工艺控制及设备管理的系统性工程。通过严格把控材料预处理、模具设计、工艺参数及设备维护等关键环节，可有效减少试模次数，缩短开发周期。对于复杂结构件，建议采用DOE（实验设计）方法优化参数组合，并结合模流分析（Moldflow）进行前期验证，最终实现PEEK制品的高质量、稳定生产。
