Usinage et prototypage de plastique de précision Torlon PAI,
Vespel PI, PEEK et autres polymères à ultra-hautes performances

Des décennies d’expérience dans la transformation par fusion et l’usinage CNC de précision des polymères avancés donnent à Drake une connaissance approfondie du comportement de ces matériaux dans diverses conditions de production. Nous mettons ces connaissances au service de l’optimisation des performances et de la qualité de ces matériaux exceptionnels, tant dans nos 1/2 produits usinables que dans chaque composant de précision produit dans notre centre d’usinage des plastiques à la pointe de la technologie.

Expertise dans la transformation et l’usinage de plastiques à ultra-hautes performances

Drake sait comment obtenir les plus hauts niveaux de performance et de qualité possibles pour les composants de précision usinés à partir de thermoplastiques avancés. Ce savoir-faire est en partie lié à ce que nous avons appris en extrudant ces matériaux en1/2 produits et que nous usinons dans notre propre atelier d’usinage. Au fil des ans, nous avons développé une technologie d’extrusion qui évite la dégradation, gère l’orientation des fibres et minimise la cambrure; des facteurs qui contribuent à un usinage de haute qualité et aux performances des pièces usinées. Les propriétés des matériaux diffèrent quelque peu entre les dimensions linéaires et transversales des 1/2 produits extrudés. Ce phénomène est particulièrement prononcé dans les formulations de polymères renforcés de fibres de verre ou de carbone. Notre connaissance du comportement des propriétés d’un thermoplastique avancé sous forme de barre ronde, de plaque ou de tube sans soudure nous aide à déterminer la meilleure façon d’usiner les composants pour un contrôle dimensionnel et des performances optimales en cours d’utilisation.

Notre palmarès repose sur des millions de pièces usinées produites à partir des polymères de très haute performance non chargé, renforcés de fibres adaptés aux paliers et à l’usure, notamment :

  • Torlon PAI
  • Victrex PEEK
  • Victrex HT PEK
  • KetaSpire PEEK
  • KetaSpire PEEK XT haute température
  • AvaSpire PAEK
  • Ryton R-4 PPS
  • Ultem PEI
  • Vespel PI
  • Celazole PBI
  • Composites à haute résistance
  • Formulations de polymères spéciaux

Soutien au développement des applications : Options de matériaux, prototypage et essais

De nombreux clients viennent nous voir avec une description générale de ce dont ils ont besoin. Notre équipe d’assistance peut identifier les meilleures options de matériaux et fournir les outils nécessaires pour valider les performances des pièces:

  • Sélection des matériaux : Les ingénieurs de Drake ont une connaissance approfondie des applications du Torlon PAI, du PEEK, du Ryton PPS, de l’Ultem PEI, du Vespel PI et d’autres thermoplastiques à très hautes performances utilisés dans des environnements divers et exigeants. Leur expérience en matière de composants usinés englobe le pétrole, le gaz et le traitement chimique, l’aérospatiale et la défense, l’électricité et l’électronique, la fabrication de semi-conducteurs, le médical et d’autres industries de haute technologie et de services sévères.
  • Examen complet de l’application : Avant la production, les clients s’appuient régulièrement sur la grande expérience de Drake, non seulement pour obtenir des conseils sur les matériaux et les qualités, mais aussi pour définir d’autres facteurs clés qui affectent les performances. Par exemple, définir la meilleure orientation des fibres pour les pièces produites à partir de formes brutes renforcées de fibres de verre ou de carbone peut avoir un impact majeur sur la résistance et la durabilité des composants. Drake offre également son expertise en matière de recuit et de post-cuisson et de finitions de surface, autant d’éléments susceptibles d’améliorer les performances à l’usage.
  • Prototypage: Une fois la conception et le matériau définis, notre équipe d’usinage peut fournir des pièces prototypes de précision en Torlon PAI, Vespel PI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI et autres polymères avancés afin de valider les performances du composant dans l’environnement d’utilisation finale réel.
  • Test et validation : La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) de Drake peut aider à caractériser thermiquement les matériaux si nécessaire. En outre, les services de notre laboratoire d’essais mécaniques sont disponibles pour évaluer les propriétés mécaniques, notamment la résistance à la traction et l’allongement, le module de traction et de flexion, la résistance à la compression et plusieurs autres.

Usinage CNC de précision : La meilleure technologie de sa catégorie

L’usinage du Torlon PAI, du Vespel PI, du PEEK, du Ryton PPS, de l’Ultem PEI et d’autres plastiques avancés nécessite un outillage de haut calibre et des années d’expérience pour obtenir les performances maximales des matériaux et les tolérances requises dans les pièces finies. Les investissements agressifs de Drake dans les machines-outils et nos machinistes-programmeurs hautement qualifiés garantissent que nous maintenons l’équipement et la technologie de pointe nécessaires pour fournir la qualité et la cohérence que nos clients attendent. Dans le même temps, notre plan d’investissement nous permet de maintenir notre niveau élevé de service et de livraison, centré sur le client.

Investir pour garder une longueur d’avance en matière de technologie et de service

Afin de respecter nos normes élevées en matière de qualité, de cohérence et de productivité, nous utilisons les machines-outils les plus récentes, notamment des fraiseuses CNC à 5 axes, des tours équipés d’outils vivants, et nous utilisons exclusivement des outils PDC pour obtenir la meilleure finition de surface et les tolérances les plus serrées possibles.

Nos priorités d’investissement sont également fortement axées sur la fiabilité du service et de la livraison. La planification de la capacité est en grande partie déterminée par une collaboration étroite avec les clients sur leurs programmes de production d’équipements originaux et leurs cycles de maintenance et de remplacement. Elle repose également sur un engagement à garantir le délai d’exécution requis par les clients pour les besoins d’urgence non planifiés mais typiques.

L’esprit de qualité de l’atelier de Drake

Les clients qui visitent l’atelier d’usinage de Drake font souvent remarquer que nos installations sont les plus propres qu’ils aient jamais vues. C’est le résultat direct de l’accent mis systématiquement sur la qualité dans toutes nos opérations et de la fierté de nos machinistes qualifiés pour leur travail et leur lieu de travail.

Prototypage et essais

Les clients ont souvent besoin de pièces prototypes pour l’ajustement et la finition ou les essais et l’évaluation. Drake est bien équipé pour offrir des prototypes usinés rapidement et économiquement avant la production à grande échelle. En outre, les clients peuvent profiter des capacités de Drake pour tester les propriétés physiques sur des spécimens d’essai de matériaux usinés ou des échantillons prélevés sur la pièce réelle lorsque la conception le permet.

DSC (Differential Scanning Calorimetry) analysis conducted in Drake’s testing lab characterizes thermal properties of high-performance polymers.

Services et capacités de post-usinage

Drake propose un menu de services et de capacités pour répondre aux diverses normes de conformité de l’industrie et aux exigences spécifiques des clients en matière de composants usinés :

  • Gravure au laser
  • Revêtements spécialisés
  • Finitions personnalisées usinées avec précision
  • Échantillons d’essai ASTM usinés à partir du matériau spécifié
  • Essais ASTM sur les propriétés mécaniques
  • Scanner pour valider l’intégrité des pièces
  • CMM : Inspection des pièces par une machine à mesurer tridimensionnelle
  • Post-recuit et durcissement pour optimiser les performances des pièces
  • Nettoyage par ultrasons, emballages spéciaux
    • Contrôle des débris de corps étrangers (FOD) selon AS9146
    • Emballages spéciaux pour des normes ASTM ou industrielles spécifiques
  • Traçabilité des lots et des lots de fabrication sur chaque pièce
  • Certifications des matériaux et des processus

Options de post-traitement et de recuit pour les pièces usinées

Pièces usinées en Torlon PAI après recuit

Toutes les 1/2 produits usinables Drake Torlon PAI sont soumises à nos processus de post-réticulation pour atteindre leur plein potentiel de performance. Notre protocole de post-réticulation porte la valeur moyenne de la Tg (température de transition du vitreuse) du Torlon PAI à 282°C. Au cours de la post-réticulation, les chaînes de polymère PAI s’étendent et optimisent la ténacité, la résistance à l’usure et les propriétés mécaniques du matériau. Ces niveaux de performance élevés sont ensuite inhérents aux pièces usinées à partir des barres rondes, plaques et tubes sans soudure Torlon PAI de Drake.

Certaines applications bénéficien après l’ usinage d’une post-réticulation. La post réticulation rétablit la couche extérieure imidée ou « peau » qui se forme sur les 1/2 produits Torlon PAI à des températures de réticulation élevées. Cette couche extérieure optimise la résistance à l’usure et aux attaques chimiques, ce qui peut être un avantage pour les composants usinés utilisés dans des environnements de service sévères.

Pour soutenir ces applications, Drake Plastics consulte fréquemment ses clients pour recommander, tester et livrer des pièces en Torlon PAI post réticulé usinées à partir de 1/2 produits . post réticulation fait partie du plan ou de la spécification de la pièce, tout comme les autres attributs clés de la pièce, afin de garantir des performances fiables et constantes.

Recuit des pièces usinées en PEEK et autres polymères avancés

Drake recuit ses 1/2 produits extrudées pour minimiser les contraintes internes qui se produisent lorsque les polymères passent rapidement de la phase de fusion à chaud à la température ambiante pendant le traitement. Pendant le recuit, la pièce ou la forme est chauffée à une température bien supérieure à son Tg, où les chaînes de polymère peuvent devenir mobiles les unes par rapport aux autres, ce qui relâche la contrainte induite par la fabrication. Il est ensuite refroidi très lentement et uniformément, ce qui permet d’obtenir des pièces à faible contrainte, résistantes et capables de maintenir des dimensions très précises.

Drake fournit sur demande un recuit personnalisé des pièces usinées à partir de polymères avancés. Elle peut être utile pour atteindre des objectifs de cristallinité spécifiques ou un contrôle dimensionnel très précis, parfois nécessaire pour des pièces dont la section transversale est particulièrement épaisse ou variable.

Note : Les 1/2 produits extrudées de Torlon PAI sont toujours post-réticulés au lieu d’être recuits. Pour que le recuit soit efficace, il doit être effectué au-dessus de la Tg (température de transition vitreuse) du polymère. Cela permet la relaxation de la chaîne de polymères, ce qui se traduit par une réduction des contraintes. Il n’est pas possible de chauffer le Torlon PAI au-delà de son Tg sans risque de déformation ou de cloquage. Le fait de chauffer le Torlon PAI à sa température de post-réticulation de 260°C n’a qu’un effet minime sur la réduction des contraintes car son Tg est encore plus élevée. Par conséquent, Drake Plastics prend des mesures extrêmes pour minimiser les contraintes dans ses 1/2 produits extrudées en Torlon PAI. Nos processus contrôlés avec précision sont essentiels pour produire des formes avec la contrainte la plus faible possible, car elle ne peut pas être soulagée efficacement après la production.

Transition coût-efficacité de l’usinage au moulage

Lorsque les quantités de pièces usinées produites augmentent de manière significative mais restent inférieures aux niveaux justifiant un outillage de moulage par injection à tolérance de précision, les ébauches moulées ou les (Near Net Shapes) formes et dimensions proche des pièces finies qui sont ensuite usinées en finition peuvent constituer une étape suivante efficace et économique. Parce qu’ils ne font qu’approcher les dimensions finies d’une pièce, ils peuvent être produits dans des moules à injection à faible coût, puis usinés aux dimensions spécifiées de la pièce. La réduction de la perte de matériau, associée à des moules peu coûteux, peut constituer une option bien plus rentable que l’usinage à partir de barres ou de plaques.

Pour plus d’informations : Contactez Drake avec vos besoins en matière de conception et de quantité de pièces.

Usinage de précision des matériaux médicaux et biocompatibles

Drake Plastics est souvent choisi par les clients de l’industrie des sciences de la vie pour usiner leurs matériaux médicaux spécialisés pour les composants qui doivent répondre aux exigences de biocompatibilité. Notre protocole rigoureux de gestion de la qualité comprend les procédures de fabrication, la traçabilité et la documentation de conformité qu’ils exigent pour ces applications critiques. Dans ce cas, les clients fournissent des 1/2 produits standard fabriquées pour eux ou par un producteur de matériaux biocompatibles spécialisé. Un exemple est celui d’un client qui fournit à Drake Plastics des formes en stock fabriquées à partir du PEEK Invibio® biocompatible de Victrex LLC pour un usinage CNC de précision dans des ancrages de suture implantables.

Les normes de qualité de l’industrie aérospatiale s’appliquent à toute la production

Le système de gestion de la qualité de Drake Plastics est certifié conforme à la norme aérospatiale mondiale AS9100D(2016) ainsi qu’à la norme ISO 9001:2015. Nous appliquons ces exigences rigoureuses aux pièces usinées et à tous les autres produits que nous fabriquons, quelle que soit l’industrie. Le facteur clé de notre capacité à respecter ces normes est l’expérience de notre équipe d’usinage et sa volonté d’atteindre la plus haute qualité possible dans toutes les opérations de production, de finition et de service. Nous soutenons leur engagement en investissant dans les meilleures technologies d’inspection, notamment :

  • Scanner CT
  • Comparateurs optiques
  • Équipement d’inspection de la finition des surfaces
  • CMM (machines à mesurer tridimensionnelles)
  • Caractérisation thermique par DSC
  • Machine d’essai universelle Instron 3369
    • Essais de traction, d’élongation, de flexion et de compression

Certifications : Un certificat de conformité accompagne gratuitement tous les produits, quelle que soit la composition du polymère. Des tests spéciaux sont également disponibles moyennant des frais de laboratoire raisonnables.

Soutien à la clientèle – Ateliers d’usinage dans le monde entier

Nous sommes fiers de notre relation de travail en tant que fournisseur de 1/2 produits à des clients usineurs du monde entier qui se consacrent à la production de pièces à partir de nos 1/2 produits en polymère à ultra-hautes performances. Nous soutenons ces entreprises de classe mondiale en leur fournissant des directives d’usinage, des ébauches de précision, des barres rondes rectifiées sans « centre » et des informations techniques relatives aux produits que nous leur fournissons. Si vous souhaitez être orienté vers un atelier d’usinage de plastique exceptionnel dans votre région ou vers un atelier aux capacités spécifiques, DEMANDER À DRAKE.

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Drake, partenaire pour le développement de matériaux personnalisés

Les entreprises travaillent souvent avec nous sur une base confidentielle en tant que partenaire de développement pour produire des prototypes et des pièces d’essai à partir de leurs propres compositions de matériaux exclusives. Notre retour d’information sur les caractéristiques de traitement et d’usinage permet d’affiner les formulations afin d’améliorer l’usinabilité et les performances des pièces finies. Nous apportons également notre soutien à la production de pièces pour aider ces entreprises à lancer de nouveaux produits et systèmes intégrant des composants critiques fabriqués à partir de leurs matériaux exotiques.

Études de cas d’usinage

Ces exemples montrent comment Drake met son équipe et sa technologie au service de ses clients pour les aider à résoudre leurs problèmes et à améliorer les performances et la fiabilité des pièces :

Étude de cas : Optimisation de la méthode de fabrication

Résolution des défaillances des rouleaux d’embrayage de la transmission à variation continue (CVT) des motoneiges

Étude de cas : L’importance de l’orientation des fibres pour les pièces

Charges élevées sur les engrenages du secteur aérospatial

Étude de cas : Maintenir des tolérances critiques

Performance et fiabilité des billes de forage

Étude de cas : Comment les états de surface usinés affectent les performances

Impact sur les propriétés et la performance des pièces

Étude de cas : Passage de l’usinage au moulage par injection

Prendre l’initiative pour des pièces plus rentables