Usinage plastique de précision et prototypage Torlon PAI, Vespel PI, PEEK et autres polymères à ultra-hautes performances
Des décennies d’expérience dans le traitement par fusion et l’usinage CNC de précision des polymères avancés confèrent à Drake une connaissance approfondie du comportement de ces matériaux dans diverses conditions de production. Nous mettons ces connaissances à profit pour optimiser les performances et la qualité de ces matériaux exceptionnels, à la fois dans nos formes de stock usinables et dans chaque composant de précision produit dans notre installation d’usinage des plastiques à la pointe de la technologie.
Expertise dans le traitement et l'usinage des plastiques à ultra-hautes performances
Drake sait comment obtenir les niveaux de performance et de qualité les plus élevés 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 dans les semi-produits qui passent par nos opérations 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 à la performance des pièces usinées. Les propriétés des matériaux diffèrent quelque peu entre les dimensions linéaires et transversales des pièces extrudées. Ce phénomène est particulièrement marqué 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, 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 lors de l’utilisation.
Notre expérience repose sur des millions de pièces usinées produites en polymères non chargés, renforcés de fibres et résistants aux roulements et à l’usure, de très haute performance :
- Torlon PAI
- Victrex PEEK
- Victrex HT PEK
- KetaSpire PEEK
- KetaSpire PEEK XT haute température
- AvaSpire PAEK
- Ryton R-4 PPS
- Ultem PEI
- Vespel PI
- Célazole PBI
- Composites à haute résistance
- Formulations de polymères spéciaux
Soutien au développement des applications : Options de matériaux, prototypage et essais
De nombreux clients s’adressent à nous avec une description générale de ce dont ils ont besoin. Notre équipe d’assistance peut déterminer les meilleures options de matériaux et fournir les outils nécessaires pour valider les performances des pièces :
- Sélection des matériaux : Les ingénieurs de Drake disposent d’une vaste connaissance des applications en Torlon PAI, PEEK, Ryton PPS, Ultem PEI, Vespel PI et autres thermoplastiques à très hautes performances utilisés dans des environnements divers et exigeants. Leur expérience en matière de composants usinés couvre les secteurs du pétrole et du gaz, du traitement chimique, de l’aérospatiale et de la défense, de l’électricité et de l’électronique, de la fabrication de semi-conducteurs, de la médecine 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 l’expérience approfondie 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, la définition de la meilleure orientation des fibres pour les pièces produites à partir de semi-produits renforcés de fibres de verre ou de carbone peut avoir un impact majeur sur la résistance et la durabilité des composants. Drake offre également une expertise en matière de recuit, de post-polymérisation et de finitions de surface, autant d’éléments susceptibles d’améliorer les performances en cours d’utilisation.
- Prototypage : Une fois la conception et le matériau définis, notre équipe d’usinage peut fournir des pièces usinées 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’exploitation réel de l’utilisation finale.
- Essais 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 bien d’autres encore.
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 afin d’obtenir les performances maximales des matériaux et les tolérances requises dans les pièces usinées. 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 l’uniformité que nos clients sont en droit d’attendre. 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 rester à la pointe de la technologie et des services
Pour répondre à nos exigences 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 et des tours équipés de Live Tool, et nous utilisons exclusivement des outils PDC pour obtenir le meilleur état de surface et les tolérances les plus étroites possibles.
Nos priorités d’investissement sont également fortement axées sur la fiabilité des services et des prestations. La planification de la capacité repose en grande partie sur une collaboration étroite avec les clients en ce qui concerne les calendriers de production des équipements d’origine et les cycles d’entretien et de remplacement. Elle repose également sur l’engagement de garantir le délai d’exécution exigé par les clients pour les besoins d’urgence non planifiés mais typiques.
L'état d'esprit de Drake en matière de qualité dans l'atelier
Les clients qui visitent les installations d’usinage de Drake disent souvent qu’elles sont les plus propres qu’ils aient jamais vues. C’est le résultat direct de l’attention systématique portée à la qualité dans l’ensemble de nos activités et de la fierté de nos machinistes qualifiés à l’égard de leur travail et de leur lieu de travail.
Prototypage et essais
Les clients ont souvent besoin de pièces prototypes pour l’ajustement et la finition ou pour 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 tirer parti des capacités de Drake en matière d’essais de propriétés physiques sur des éprouvettes de matériaux usinés ou des échantillons prélevés sur la pièce elle-même, lorsque la conception le permet.
Services et capacités de post-usinage
Drake propose un menu de services et de capacités pour répondre à diverses normes de conformité industrielle et aux exigences spécifiques des clients en matière de composants usinés :
- Gravure au laser
- Revêtements spécialisés
- Finitions personnalisées usinées avec précision
- Éprouvettes ASTM usinées à partir du matériau spécifié
- Essais de propriétés mécaniques ASTM
- La tomodensitométrie pour valider l’intégrité des pièces
- CMM : machine à mesurer tridimensionnelle inspection des pièces
- Post-recuit et durcissement pour optimiser les performances des pièces
- Nettoyage par ultrasons, emballages spéciaux
- Contrôle des débris de corps étrangers (FOD) conformément à la norme AS9146
- Emballage spécial pour des normes ASTM ou industrielles spécifiques
- Traçabilité des lots sur chaque pièce
- Certification des matériaux et des processus
Options de post-polymérisation et de recuit pour les pièces usinées
Post-polymérisation des pièces usinées en Torlon PAI
Toutes les formes de stock usinables en PAI de Drake passent par nos processus de post-polymérisation pour atteindre leur plein potentiel de performance. Notre protocole de post-cuisson porte la valeur moyenne de la Tg (température de transition du verre) du noyau typique du Torlon PAI à 282°C (540°F). Pendant la post-cuisson, 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 de barres rondes, de plaques et de tubes sans soudure en PAI Torlon de Drake.
Certaines applications bénéficient d’une post-cuisson secondaire après l’usinage. La réticulation rétablit la couche extérieure imidée ou « peau » qui se forme sur les formes PAI de Torlon 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 usinées en PAI Torlon réticulé à partir de formes en stock. La re-cure fait partie du dessin ou de la spécification de la pièce, au même titre que d’autres attributs clés de la pièce, afin de garantir des performances fiables et constantes.
Recuit de pièces usinées en PEEK et autres polymères avancés
Drake recuit ses pièces extrudées afin de minimiser les contraintes internes qui apparaissent lorsque les polymères passent rapidement d’une phase de fusion à chaud à la température ambiante au cours de la transformation. Pendant le recuit, la pièce ou la forme est chauffée à une température bien supérieure à sa Tg, où les chaînes de polymères peuvent devenir mobiles les unes par rapport aux autres, relâchant ainsi la contrainte induite lors du traitement. Il est ensuite refroidi très lentement et uniformément, ce qui permet d’obtenir des pièces à faible contrainte, résistantes et capables de conserver des dimensions très précises.
Drake assure sur demande le recuit personnalisé de 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 ayant des sections transversales particulièrement épaisses ou variables.
Note : Les pièces extrudées en PAI de Torlon sont toujours post-polymérisées au lieu d’être recuites. 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 du stress. Il n’est pas possible de chauffer le PAI Torlon au-delà de sa Tg sans risque de déformation ou de formation de cloques. Le chauffage du PAI Torlon à sa température de post-cuisson de 500F/260C n’a qu’un effet minime sur la réduction des contraintes, car sa Tg est encore plus élevée. Par conséquent, Drake Plastics prend des mesures extrêmes pour minimiser les contraintes dans nos pièces extrudées en PAI. Nos processus contrôlés avec précision sont essentiels pour produire des formes présentant les contraintes les plus faibles possibles, puisqu’elles ne peuvent pas être éliminées de manière efficace après la production..
Passage rentable de l'usinage au moulage
Lorsque les quantités produites de pièces usinées augmentent de manière significative mais restent inférieures aux niveaux justifiant l’utilisation d’un outillage de moulage par injection à tolérance de précision, les pièces moulées brutes ou les pièces proches des dimensions usinées, qui sont ensuite usinées en finition, peuvent constituer une étape suivante efficace et rentable. Étant donné qu’ils ne représentent qu’une approximation des dimensions réelles d’une pièce, ils peuvent être produits dans des moules d’injection peu coûteux, puis usinés aux dimensions spécifiées de la pièce. La réduction de la perte de matière, associée à des moules peu coûteux, peut constituer une option bien plus rentable que l’usinage à partir d’une barre ou d’une plaque.
Pour plus d’informations : Contactez Drake avec vos exigences en matière de conception et de quantité de pièces.
Usinage de précision des matériaux médicaux et biocompatibles
Drake Plastics est souvent choisi par des clients de l’industrie des sciences de la vie pour usiner leurs matériaux médicaux spécialisés pour des composants qui doivent répondre à des exigences de biocompatibilité. Notre protocole rigoureux de gestion de la qualité comprend les procédures de fabrication, la traçabilité et la documentation de conformité dont ils ont besoin pour ces applications critiques. Dans ce cas, les clients fournissent des semi-produits fabriqués pour eux par un producteur de matériaux biocompatibles spécialisé. Un exemple concerne un client qui fournit à Drake Plastics des formes en stock fabriquées à partir du PEEK biocompatible Invibio® de Victrex LLC pour l’usinage CNC de précision des ancres de suture implantables.
Les normes de qualité de l'industrie aérospatiale s'appliquent à l'ensemble de 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, quel que soit le secteur d’activité. Le facteur clé de notre capacité à répondre à 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 :
- Tomodensitométrie
- Comparateurs optiques
- Équipement d’inspection de l’état de surface
- Machines à mesurer tridimensionnelles (MMT)
- Caractérisation thermique 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 semi-produits à des clients du secteur de l’usinage dans le monde entier qui se consacrent à la production de pièces à partir de nos semi-produits en polymères à très hautes performances. Nous soutenons ces entreprises de classe mondiale en leur fournissant des directives d’usinage, des ébauches de précision et des barres rondes sans centre, ainsi que 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 disposant de capacités spécifiques, DEMANDEZ À DRAKE.
Drake en tant que partenaire pour le développement de matériaux sur mesure
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. 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 qui intègrent des composants critiques fabriqués à partir de leurs matériaux exotiques.
Études de cas sur l'usinage
Voici quelques exemples de la façon dont 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 de leurs pièces :
Résolution des défaillances des galets d’embrayage CVT de motoneige
Charges élevées sur les engins du secteur aérospatial
Performance et fiabilité des billes de forage
Impact sur les propriétés et les performances des pièces
Prendre l’initiative de pièces plus rentables
