Onderzoeken van de toepassing van nieuw materiaal PEEK

Engineering Selection and OEM Considerations

1. Temperatuurbestendigheid is een van de belangrijkste redenen om PEEK te overwegen

Een van de belangrijkste voordelen van PEEK is het vermogen om nuttige mechanische en elektrische eigenschappen te behouden bij verhoogde temperaturen.

Dit maakt het geschikt voor toepassingen waarbij de kabel mogelijk wordt blootgesteld aan:

• Verhoogde bedrijfstemperaturen
• Thermische cycli
• Warmte die wordt geproduceerd door nabijgelegen elektronica
• Hoge-temperatuurbewerking
• Langdurige thermische belasting

IF de kabel wordt blootgesteld aan temperaturen buiten het praktische bereik van meer conventionele isolatiematerialen, dan PEEK kan de moeite waard zijn om te evalueren, omdat zijn thermische stabiliteit kan een grotere ontwerpmarge bieden.

De exacte geschiktheid hangt nog steeds af van het werkelijke temperatuurprofiel en niet alleen van de naam van het materiaal.

OEM-ingenieurs moeten definiëren:

continu bedrijfstemperatuur + piektemperatuur + blootstellingstijd + thermische cyclusomstandigheden

2. Chemische weerstand kan belangrijk zijn in medische en industriële omgevingen

PEEK heeft een sterke weerstand tegen vele chemicaliën, wat waardevol kan zijn in veeleisende omgevingen.

Mogelijke blootstelling kan omvatten:

• Reinigingsmiddelen
• Desinfecteringsmiddelen
• Oliën
• Oplosmiddelen
• Proceschemicaliën
• Andere toepassingsspecifieke vloeistoffen

IF de kabel wordt herhaaldelijk blootgesteld aan agressieve chemicaliën, dan het isolatiemateriaal dient te worden beoordeeld op basis van de werkelijke chemicaliën en blootstellingsomstandigheden, omdat algemene beweringen over chemische weerstand garanderen geen compatibiliteit met elke formulering of concentratie.

Bij medische kabeltoepassingen wordt dit bijzonder relevant wanneer assemblages herhaaldelijk worden gereinigd of op andere wijze worden blootgesteld aan gedefinieerde proceschemicaliën.

Zie HOTTEN's Medische Apparatuur en Medische Kabelassembly oplossingen.

3. Mechanische sterkte is belangrijk voor fijne en ultrafijne geleiders

PEEK biedt een relatief hoge mechanische sterkte vergeleken met veel gangbare thermoplasten.

Dit kan waardevol zijn wanneer de isolatie een fijne geleider moet beschermen tegen:

• Slijtage
• Compressie
• Afhandeling
• Installatiespanning
• Herhaald mechanisch contact

IF een fijne geleider heeft een robuuste beschermende isolatielaag nodig zonder de afmetingen van de kabel aanzienlijk te vergroten, dan PEEK kan worden overwogen, omdat zijn mechanische eigenschappen kunnen een sterke isolatiestructuur bieden in veeleisende toepassingen.

Mechanische sterkte mag echter niet worden verward met buigzaamheid.

4. PEEK is niet altijd de beste keuze voor zeer buigzame kabels

Een materiaal kan mechanisch sterk zijn, maar toch niet de optimale keuze vormen voor een toepassing die extreem buigzame kabelgedrag vereist.

Voor zeer dynamische toepassingen moeten OEM’s PEEK vergelijken met alternatieve isolatiematerialen op basis van:

IF de kabel moet bestand zijn tegen continue buiging of strakke dynamische routing, dan buigbaarheid en buiglevenprestaties moeten worden beoordeeld voordat PEEK wordt geselecteerd, omdat een hoogwaardig isolatiemateriaal moet nog steeds aansluiten bij de mechanische belastingscyclus van de kabel.

5. PEEK-selectie moet gebaseerd zijn op de volledige kabelstructuur

Isolatiemateriaal kan niet onafhankelijk van de geleider en kabelarchitectuur worden geselecteerd.

De volledige constructie kan omvatten:

geleider → isolatie → dielectricum → afscherming → mantel

Elke laag beïnvloedt het eindproduct.

IF PEEK wordt geselecteerd voor fijne draden of micro-coaxiale kabels, dan de dikte, het extrusiegedrag, de geleiderafmeting en de omliggende structuur moeten gezamenlijk worden beoordeeld, omdat het wijzigen van de isolatie kan van invloed zijn op de buitendiameter (OD), buigzaamheid, capaciteit, impedantie en aansluiting van de kabel.

Dit is vooral belangrijk bij ultrafijne kabels, waarbij de dimensionale marge klein is.

6. Isolatiedikte beïnvloedt kabelafmeting en elektrische prestaties

Bij toepassingen met fijne draden kan de isolatielaag een aanzienlijk deel van de uiteindelijke kabeldiameter vertegenwoordigen.

Belangrijke parameters zijn:

• Isolatiedikte
• Cirkelgraad
• Uniformiteit
• Oppervlakkegehalte
• Extrusiestabiliteit

IF de kabel heeft een zeer strakke OD-vereiste, dan de isolatiedikte moet nauwkeurig worden gecontroleerd, omdat een kleine toename van de isolatiedikte kan van invloed zijn op de uiteindelijke kabelafmetingen en de beschikbare ruimte voor routing.

Bij microcoaxiale kabels kan ook de isolatiegeometrie van invloed zijn op de elektrische eigenschappen.

7. PEEK kan nuttig zijn bij elektrische isolatie bij hoge temperaturen

PEEK kan dienen als elektrisch isolatiemateriaal wanneer de bedrijfsomgeving verhoogde thermische prestaties vereist.

Mogelijke toepassingen zijn:

• Elektronische assemblages bij hoge temperaturen
• Gespecialiseerde sensoren
• Elektronica voor de lucht- en ruimtevaart
• Industriële meetapparatuur
• Medische apparatuur met zware thermische eisen
• Andere gespecialiseerde elektrische verbindingen

IF de kabel in de buurt van een warmtebron werkt of herhaaldelijk blootstaat aan verhoogde temperaturen, dan moet de isolatie worden beoordeeld op zowel elektrische als mechanische stabiliteit bij de daadwerkelijke bedrijfstemperatuur, omdat alleen de omgevingstemperatuurclassificaties geven mogelijk niet het volledige gedrag van de kabel weer.

8. PEEK-verwerking kan veeleisender zijn dan standaard kabelmaterialen

PEEK is een hoogwaardige technische thermoplast en vereist mogelijk strengere verwerkingsomstandigheden dan gangbare isolatiematerialen.

Bij kabelproductie kan procescontrole omvatten:

• Extrusietemperatuur
• Smeltgedrag
• Lijn snelheid
• Stempeldesign
• Koelomstandigheden
• Isolatiedikte
• Cirkelgraad
• Oppervlakkegehalte

IF PEEK wordt gebruikt voor een ultradunne kabel, dan waarbij extrusie en afmetingscontrole bijzonder belangrijk worden, omdat kleine variaties in de isolatiegeometrie kunnen van invloed zijn op de uiteindelijke elektrische en mechanische eigenschappen.

Dit is één reden waarom materiaalkeuze gekoppeld moet zijn aan de daadwerkelijke verwerkingscapaciteit van de fabrikant.

9. PEEK kan de buigbaarheid en buigprestaties van de kabel beïnvloeden

Het buiggedrag van de afgewerkte kabel hangt af van meer dan alleen de geleider.

Het wordt beïnvloed door:

geleider + isolatie + afscherming + mantel + kabeldiameter + constructie

IF PEEK-isolatie wordt gebruikt in een flexibele kabel, dan de volledige kabelconstructie moet worden getest bij de vereiste boogstraal, omdat het isolatiemateriaal draagt bij aan de buigstijfheid van de afgewerkte kabel.

Dit is met name belangrijk bij:

• Medische sondes
• Robots
• UAV-beeldvorming
• Camera-assembly's
• Andere dynamisch gerouteerde kabels

Voor flexibele toepassingen, zie UAV & robotica .

10. Elektrische eigenschappen moeten samen met thermische prestaties worden beoordeeld

PEEK kan uitstekende isolatieprestaties bieden, maar OEM-ingenieurs moeten nog steeds de werkelijke elektrische eisen definiëren.

Afhankelijk van de kabelarchitectuur kunnen relevante parameters zijn:

IF de kabel wordt gebruikt in een hoogfrequent toepassing, dan het isolatiemateriaal moet worden beoordeeld samen met de diëlektrische eigenschappen en de kabelgeometrie, omdat materiaalkeuze kan van invloed zijn op capaciteit en impedantie.

Voor hoogfrequente toepassingen, zie HOTTEN's Rf coaxial cable assembly .

11. PEEK dient te worden vergeleken met alternatieve isolatiematerialen

Een OEM mag niet beginnen met:

“We hebben PEEK nodig.”

Een beter uitgangspunt is:

“Welke prestaties moet de isolatie leveren?”

Mogelijke vergelijkingsmaterialen zijn:

IF de belangrijkste eis is extreme flexibiliteit, dan silicone of TPU kan het waard zijn om te vergelijken met PEEK, omdat mechanische flexibiliteit kan belangrijker zijn dan hoge-temperatuurbestendigheid.

IF de belangrijkste eis is chemische en thermische stabiliteit, dan PEEK, PTFE of FEP kunnen worden overwogen, afhankelijk van de exacte toepassing, omdat de vereiste omgevingseigenschappen worden de primaire criteria voor materiaalkeuze.

12. PEEK kan relevant zijn voor Medisch kabel Toepassingen, maar ‘medische kwaliteit’ moet zorgvuldig worden gedefinieerd

PEEK wordt gebruikt in diverse veeleisende medische toepassingen, maar het identificeren van een kabel als ‘PEEK’ betekent niet automatisch dat de afgewerkte kabel geschikt is voor elk medisch apparaat.

Voor medische OEM-projecten moeten kopers de volgende aspecten beoordelen:

• Bedoelde patiëntcontact
• Materiaalsamenstelling
• Productieproces
• Reinigingsblootstelling
• Sterilisatieproces
• Vereisten voor biologische evaluatie
• Configuratie van het afgewerkte apparaat

IF de kabel maakt deel uit van een medisch apparaat dat met de patiënt in contact komt, dan moet de OEM de werkelijke materiaalconfiguratie van het afgewerkte apparaat beoordelen binnen het toepasselijke proces voor biologische veiligheid en risicobeheer, omdat alleen materiaalkeuze stelt geen universele biocompatibiliteit vast.

Zie voor medische kabeltoepassingen Medische Kabelassembly .

13. PEEK en sterilisatievereisten moeten samen worden beoordeeld

Sommige medische apparaten onderwerpen kabelsamenstellingen aan herhaalde herverwerking of sterilisatie.

De relevante technische vraag is:

Kan de volledige kabelsamenstelling zijn vereiste eigenschappen behouden na het gedefinieerde proces?

Mogelijke te onderzoeken gebieden zijn:

• Isolatietoestand
• Flexibiliteit
• Hechting
• Mantel / overmolding
• Aansluitingsovergang
• Elektrische isolatie
• Signaalprestaties

IF een kabel herhaaldelijk wordt gesteriliseerd, dan de afgewerkte assemblage moet worden getest onder de werkelijke sterilisatieprocedure en levenscyclusomstandigheden, omdat de complete assemblage bevat meer dan alleen de PEEK-isolatie.

14. OEM-aanvragen voor offertes moeten de materiaaleisen op basis van prestaties definiëren

Voor een OEM-aangepast kabelproject moet een nuttige aanvraag voor een offerte de materiaaleis in meetbare termen definiëren.

IF de OEM kent de vereiste bedrijfsomgeving, maar heeft het isolatiemateriaal nog niet vastgesteld, dan indien de prestatievereisten worden opgegeven, kan de kabelfabrikant PEEK vergelijken met alternatieve materialen, omdat de beste isolatie hangt af van de werkelijke beperkingen van de toepassing.

15. De juiste PEEK-toepassing hangt af van de afweging

PEEK wordt het meest nuttig wanneer de specifieke materiaaleigenschappen een reëel technisch probleem oplossen.

IF het project heeft strenge thermische, chemische en mechanische eisen, dan PEEK kan een nuttige ontwerpmarge bieden, omdat dat zijn gebieden waar de materiaaleigenschappen ervan de extra materiaal- en verwerkingsvereisten kunnen rechtvaardigen.

IF de toepassing heeft milde omgevingsomstandigheden en vereist voornamelijk lage kosten of maximale flexibiliteit, dan alternatieve isolatiematerialen dienen eveneens te worden beoordeeld, omdat De hogere prestaties van PEEK leveren mogelijk niet voldoende voordelen op om de nadelen ervan te rechtvaardigen.

16. Leverancierscapaciteit is belangrijk bij gebruik van PEEK in fijndraad

Voor de productstrategie van HOTTEN is PEEK het meest relevant wanneer het onderdeel uitmaakt van een oplossing met fijndraad of microcoaxiale kabel , en niet als geïsoleerd materiaalproduct.

Een leverancier moet in staat zijn om het volgende te beheersen:

fijne geleider → PEEK-isolatie → kabelgeometrie → afscherming → snijden\/afstrippen → aansluiten → afgewerkte kabelassemblage

Belangrijke kwalificatievragen zijn onder meer:

• Kan de leverancier de vereiste fijne geleiderdikte verwerken?
• Kan de isolatiedikte worden gecontroleerd?
• Kan de concentriciteit worden gehandhaafd?
• Kan de kabel betrouwbaar worden afgestript?
• Kan de afgewerkte kabel worden aangesloten?
• Kan de kabel na verwerking worden getest?
• Kan de constructie tijdens massaproductie worden gereproduceerd?

IF PEEK is gespecificeerd voor een uiterst fijne kabel, dan zowel de materiaaleigenschappen als de mogelijkheden voor productie van fijndraad moeten worden beoordeeld, omdat het materiaalvoordeel heeft weinig waarde als de leverancier de volledige kabelstructuur niet consistent kan verwerken.

17. Een praktische PEEK-kabelselectielijst

Voordat u PEEK-isolatie kiest voor een OEM-kabel, controleer dan:

PEEK dient derhalve als een technisch materiaalkeuze te worden beschouwd , niet eenvoudigweg een premium isolatiemateriaal.

Voor veeleisende kabeltoepassingen hangt de juiste keuze af van de balans tussen temperatuur, chemische blootstelling, mechanische sterkte, buigzaamheid, elektrische vereisten, kabelafmetingen, verwerkingsmogelijkheden en totale kosten .

Voor OEM-projecten die fijndraad- en maatwerk-kabelassemblages vereisen, zie HOTTEN's Micro Coaxiale Kabel ,Micro Coaxiale Kabelassembly en de Medische Kabelassembly oplossingen.