スターウィールは、シングルスクリューコンプレッサーのコア部品の一つであり、主にシールとして機能します。CF/PEEK複合材スターウィールは、高強度で耐摩耗性の高い炭素繊維で強化されたPEEK樹脂で作られています。これは、PEEK5600CF30や他のポリエステル材料などで高温・高圧環境下で一般的に発生する変形や摩耗の問題を解決します。PEEK5600CF30と比較して、CF/PEEKスターウィールは寿命を大幅に向上させ、時間の経過とともに摩耗によって引き起こされるスクリューとスターウィール間の隙間の増大、漏れの増加、空気流量の急激な低下、エネルギー消費量の増加といった問題を効果的に低減します。
鋼製スターウィールを使用する場合、その高い熱膨張係数のため、スターウィールとスクリューの間に大きなクリアランスが必要となり、漏れの増加、効率の低下、そして潜在的な詰まりを引き起こし、深刻な故障につながる可能性があります。逆に、一般的な複合材料で作られたスターウィールは、作動中のせん断力や機械的摩擦によって急速に劣化し、内部漏れの増加、効率の低下、頻繁なメンテナンス、労働強度の増大、そしてより高いメンテナンスコストにつながります。
PEEKは、代表的な高性能熱可塑性樹脂として、優れた特性を示します。連続炭素繊維と組み合わせることで、両材料の強みが相乗効果を発揮し、優れた総合性能が得られます。その優れた特性から、連続炭素繊維CF/PEEK熱可塑性複合材料は、航空宇宙、医療、自動車などの分野で広く使用されています。この材料は現在、大学、研究機関、企業の研究の焦点となっています。
連続炭素繊維CF/PEEK複合材スターウィールの利点
- 低騒音・低振動:
CF/PEEKスターウィールは、静かで振動が最小限です。シングルスクリューコンプレッサーの合理的な構造は理想的な力のバランスを保証し、低振動を実現します。さらに、圧縮室での水潤滑と増速ギアの不在が騒音をさらに低減します。 - 高強度・高靭性:
CF/PEEKは優れた耐衝撃性を提供し、アルミニウム合金に匹敵するかそれ以上の性能です。スクリューにかかる半径方向および軸方向の力はガス力によって自動的にバランスが取られ、プラネタリーギアがこれらの力に耐えるには十分な強度と剛性が必要です。 - 耐摩耗性と自己潤滑性:
CF/PEEKは高い耐摩耗性と低い摩擦係数を示し、250°Cまでの温度でもその特性を維持します。 - 寸法安定性:
CF/PEEKは優れた寸法安定性、良好な気密性、低い熱膨張、そして詰まりのリスク低減を特徴とします。 - 長寿命化:
CF/PEEKスターウィールは寿命が長く、メンテナンス頻度を低減します。消耗部品として、CF/PEEKスターウィールは国産PEEK炭素繊維強化スターウィールと比較して、総合的な運転コストを50%以上大幅に削減します。 - 低吸湿性:
CF/PEEKは優れた耐湿熱性を有し、高温多湿条件下でも良好な機械的特性を保持します。さらに、優れた耐加水分解性を示し、蒸気、水、海水に耐えることができます。
連続炭素繊維CF/PEEK複合材料のその他の応用と展望
- 一方向プリプレグテープ
- 織物
- 複合材厚板
- 航空機用PEEKコーナーピース
- 医療機器ハンドルおよび照準ブラケット
- 航空機座席（東レ）
- 航空機窓枠
- 航空機ドア
- 高速永久磁石モーター保護カバー
- 電磁レールガン
- 骨プレートとスクリュー
- コンプレッサースターウィール
- 戦闘機外皮
- 翼前縁
- ヘリコプターロッド
- ロケットサポート
- 海底パイプライン
- 真空ポンプブレード
- アナライザーカバー
- スラストリングおよび耐摩耗リング
- 三脚
- ドリルパイプ窓カバー
- 消化タンク
- 水素貯蔵タンク
- ロケットケーシング
- 3Dプリントフィラメント
PEEKとは？
PEEKおよびその改質複合材料は、高温高湿条件下で優れた性能を示します。PEEKは優れた耐薬品性、自己潤滑性、耐摩耗性を有するため、銅合金や普通ゴムを置き換える最適な材料となっています。それらと比較して、PEEKはより長い寿命を持ち、設備の運転コストを削減し、設備の運転信頼性を向上させることができます。
高温性能
PEEKの性能は、-196°Cから260°Cの温度範囲で安定したままです。極限の作業条件下では、短時間で300°Cに耐えることができます。PEEKの性能は、地下数キロメートルの高温作業環境でも信頼性があります。
高強度と耐摩耗性
他のプラスチックと比較して、PEEKは圧縮、衝撃に強く、優れた疲労耐性も持っています。PEEKは機械設備や摩耗環境において耐久性があります。
寿命を倍増
PEEKシールソリューションは部品の寿命を向上させることができます。一部の国内化学会社は、君華 PEEKが設計したPEEK5600FE20ポリテトラフルオロエチレン改質材料を元の材料に置き換えて使用し、摩耗部品の寿命を1.3〜3倍に延ばすことができました。
耐食性
PEEKは化学的に不活性であり、ほとんどの酸、油、グリース、および他のすべての有機・無機溶剤や酵素に対して反応せず、良好な強度と寸法安定性を維持できます。
自己潤滑性
PEEKは摩擦係数が低く、走行抵抗が小さいため、一部の作業条件下では油なしで使用できます。設備はより清潔になり、プロセスの信頼性を向上させ、エネルギー効率を改善し、コストを節約します。
設計の自由度向上
射出成形金型を使用して、複雑な特殊形状部品を大量に迅速に成形でき、機械加工と比較してコストが低くなります。
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一般的なPEEKグレードと特性
1. PEEK5600G (ブラウン-グレー/カーキ)は純粋なポリエーテルエーテルケトン樹脂から作られており、すべてのPEEKグレードの中で最高の靭性と耐衝撃性を提供します。純粋なPEEKは便利な方法（蒸気、乾熱、エタノール、ガンマ線）で滅菌可能であり、その製造に使用される原材料はEUおよび米国FDAの食品適合規制に準拠しています。これらの特性から、医療、製薬、食品加工産業で広く使用されています。
2. PEEK5600LF30 (ブラック) PTFE、グラファイト、炭素繊維の添加により、PEEK5600LF30はベアリンググレードのプラスチックとなっています。その優れたトライボロジー特性（低摩擦係数、耐摩耗性、高いピーク圧力限界）により、このクラスの摩擦用途における理想的な材料です。
3. PEEK5600GF30 (ブラウン-グレー): この材料は30%のガラス繊維で充填された強化グレードのプラスチックです。PEEKと比較して優れた剛性、耐クリープ性、寸法安定性を提供し、構造部品に理想的です。高温下で長時間にわたる固定荷重に耐えることができます。PEEK5600GF30が摺動部品として使用される場合、ガラス繊維が相手面を傷つける可能性があるため、その適合性は慎重に検証する必要があります。
4. PEEK5600CF30 (ブラック): この材料は30%の炭素繊維で強化されています。PEEK5600GF30と比較して優れた機械的特性（高い弾性率、機械的強度、耐クリープ性）と耐摩耗性を提供します。さらに、炭素繊維強化プラスチックは非強化PEEKの3.5倍の熱伝導率を持ち、軸受面からの熱をより速く放散します。
機械的特性
| 項目 | 試験規格 または測定器 |
単位 | PEEK5600G 100% PEEK |
PEEK5600GF30 PEEK+30% ガラス繊維 |
PEEK5600CF30 PEEK+30% 炭素繊維 |
PEEK5600LF30 PEEK+30% (炭素繊維 +グラファイト+PTFE) |
PEEK5600FE20 PEEK+20%PTFE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 引張強さ (23℃) | ISO 527 | MPa | 95 | 175 | 250 | 145 | 70 |
| 引張弾性率 (23℃) | ISO 527 | GPa | 3.8 | 11 | 23 | 12.5 | / |
| 破断伸び (23℃) | ISO 527 | % | 35 | 2.0 | 1.5 | 2.2 | / |
| 曲げ強さ (23℃) | ISO 178 | MPa | 155 | 235 | 350 | 220 | 118 |
| 曲げ弾性率 (23℃) | ISO 178 | GPa | 3.5 | 10 | 21 | 11 | / |
| シャルピー衝撃強さ (ノッチなし) | ISO 179/1U | kJ/m2 | 破断せず | 55 | 45 | 32 | 破断せず |
| 片持ち梁衝撃強さ (ノッチあり) | ISO 180/A | kJ/m2 | 4 | 6 | 6.5 | 4 | 6 |
熱的特性
| 項目 | 試験規格 または測定器 |
単位 | PEEK5600G 100% PEEK |
PEEK5600GF30 PEEK+30% ガラス繊維 |
PEEK5600CF30 PEEK+30% 炭素繊維 |
PEEK5600LF30 PEEK+30% (炭素繊維 +グラファイト+PTFE) |
PEEK5600FE20 PEEK+20%PTFE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 融点 | ISO11357 | ℃ | 343 | 343 | 343 | 343 | 343 |
| ガラス転移温度 | ISO11357 | ℃ | 143 | 143 | 143 | 143 | 150 |
| 熱変形温度 | ISO 75A/B | 1.8MPa. ℃ | 152 | 315 | 315 | 293 | 150 |
| 熱膨張係数 | ASTM D696 | ppm K-1 | 45 | 22 | 15 | 22 | 70 |
| 熱伝導率 | ISO /CD22007-4 | W/(m·K) | 0.29 | 0.32 | 0.95 | 0.86 | / |
電気的特性
| 項目 | 試験規格 または測定器 |
単位 | PEEK5600G 100% PEEK |
PEEK5600GF30 PEEK+30% ガラス繊維 |
PEEK5600CF30 PEEK+30% 炭素繊維 |
PEEK5600LF30 PEEK+30% (炭素繊維 +グラファイト+PTFE) |
PEEK5600FE20 PEEK+20%PTFE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 絶縁耐力 (2mm) | IEC 60243-1 | kV/mm | 20 | 19 | / | / | 19 |
| 比誘電率 | IEC 62631 | – | 3.0 | 3.3 | / | / | 2.7 |
| 表面抵抗率 | GB/T31838.3 | Ω | 1015 | 1014 | / | / | 1015 |
| 体積抵抗率 | IEC 62631 | Ω·cm | 1015 | 1015 | 105 | 106 | / |
その他の特性
| 項目 | 試験規格 または測定器 |
単位 | PEEK5600G 100% PEEK |
PEEK5600GF30 PEEK+30% ガラス繊維 |
PEEK5600CF30 PEEK+30% 炭素繊維 |
PEEK5600LF30 PEEK+炭素繊維 +グラファイト+PTFE |
PEEK5600FE20 PEEK+20%PTFE |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 色 | / | / | ナチュラル | ナチュラル | ブラック | ブラック | ナチュラル |
| メルトフローレート (400℃, 2.16kg) | ISO 1133 | g/10min | 6-10 | 2-5 | 1-3 | 2-5 | / |
| 密度 | ISO 1183 | g/cm3 | 1.30±0.02 | 1.50±0.02 | 1.40±0.02 | 1.44±0.02 | 1.41±0.02 |
| 吸水率 (23℃, 24時間) | ISO 62-1 | % | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.05 | 0.15 |
| ロックウェル硬さ | / | HRR | 118 | 119 | 121 | 108 | 113 |
| 難燃性等級 | UL 94 | / | V-0 | V-0 | V-0 | V-0 | / |
| 摩擦係数 | ASTM D3702 | 100N-120rpm | 0.30-0.38 | 0.38-0.46 | 0.15-0.25 | 0.18-0.30 | 0.1-0.2 |
*このデータは参考用であり、保証するものではありません。より詳細なデータシートについては、当社の技術部門までお問い合わせください。
サービス
君華は、設計からアフターサービスまで一貫したPEEKソリューションを提供し、品質、革新、顧客満足を保証します。
設計と加工
君華は、設計とコストを最適化するための射出成形、機械加工、押出成形ソリューションを提供します。
材料選定
君華は、複数のグレードを持つPEEKを専門としており、お客様のニーズに最適なエンジニアリングプラスチックをご提案します。
測定
君華は高精度機器を使用し、お客様に正確な図面を提供します。
サンプリング
君華は、テスト用のサンプルを提供し、量産承認まで設計を改良します。
量産
君華は原材料、工程、検査を管理し、一貫した製品品質を確保します。
品質管理
君華はISO9001基準に従い、要求に応じて完全な検査報告書を提供します。
改善
君華は改善システムと事例経験を通じて、設計とプロセスを継続的に最適化しています。
アフターサービス
君華は、技術的な問題を解決し、お客様の利益を保護するための完全なアフターサービスサポートを提供します。