指南 / 牌号
碳纤增强还是玻纤增强:如何决定
2026年9月20日
来源:制造商数据手册和已发布的标准。参见编辑准则。
一旦图纸上写了填充PEEK,真正的决定就是碳纤还是玻纤。它们的成本不同,加工表现不同,失效方式也不同,选错了通常很晚才暴露,表现为翘曲的夹具,或者会导电的绝缘件。
数据并排对比
| 性能 | PEEK GF30 | PEEK CF30 |
|---|---|---|
| 密度 | 1.49 to 1.51 g/cm³ | 1.40 to 1.44 g/cm³ |
| 抗拉强度 | 150 to 170 MPa | 130 to 140 MPa |
| 拉伸模量 | 约10 GPa | 约13 GPa |
| 热膨胀 | 约22 µm/m·K | 约15 µm/m·K |
| 导热率 | 约0.4 W/m·K | 约0.9 W/m·K |
| 电学特性 | 绝缘 | 静电耗散 |
| 干滑动 | 差,磨损配合件 | 好,轴承配方更好 |
| 型材相对成本 | 两者中较低 | 较高 |
以上为公开的典型值。规律比任何单个数字都重要:玻璃以低成本换来强度,碳换来的是稳定性、热传递和导电表面。
决定选择的四个问题
1. 零件必须绝缘吗?
如果是,选GF30。碳纤维使PEEK的导电性足以泄放电荷,这就排除了它用于绝缘垫圈、连接器本体和隔离柱。反过来,如果零件需要耗散静电,如晶圆搬运和显示设备,同样的性质正是CF30存在的原因。
2. 零件必须保持尺寸吗?
明确选CF30。约15 µm/m·K,它的变化量大约是未填充PEEK的三分之一,也明显小于GF30。对于在20 °C到150 °C之间工作的200 mm夹具,这就是能定位和不能定位的差别。更高的导热率也会把热量从零件中带走,而不是让它渗入。
3. 零件要与某物滑动吗?
选CF30,更好的是含PTFE和石墨的轴承配方。玻璃纤维坚硬且有棱角,所以GF30零件会啃咬与之配合运行的表面。毁掉的是轴,而不是衬套,这是常见的错误。
4. 零件只是承载、常温、要便宜吗?
选GF30。它是两者中成本较低的,拉伸强度更高,在温度下的抗蠕变也很好。对于不滑动、不绝缘、也不需要保持紧配合的支架、壳体或夹紧块,玻璃是明智的答案。
两者通常出现在哪里
GF30: 泵阀本体、结构支架、壳体、夹紧块、绝缘五金件,以及流程设备中高温下承载的零件。
CF30: 晶圆搬运梳齿和末端执行器、CMP固定环、测试与检验夹具、计量零件、干运转衬套、井下工具的密封件。
车间里有什么不同
两种牌号都比未填充PEEK磨损刀具更快,也都需要未填充零件所不需要的关注:
- 全新锋利的刀具。在填充型材上磨损的刃口会摩擦,而PEEK上的摩擦意味着发热和表面不良。
- 与未填充作业分开刀具。许多加工厂把填充和未填充的刀具分开放置,让纤维粉尘不会接触医疗零件。
- 碳纤维粉尘的处理。它导电而且细小,所以在电子产品附近加工它的工厂会妥善除尘。
- 预期加工表面会露出纤维。两种牌号都无法抛成镜面。如果需要光滑的密封面,请规划一道精加工工序,或使用未填充材料。
- 各向异性。短纤维型材沿挤出方向更强。对于长零件,请说明哪个方向承载,以便加工厂选择毛坯的取向。
两种牌号的切削数据和刀具几何,请见PEEK加工:刀具、切削速度与进给。
值得点名的几个错误
给衬套指定GF30。 它会磨损轴。请使用轴承级。
给绝缘件指定CF30。 在高阻抗电路里,它会漏过足以造成影响的电流。
给要经历数百次高压灭菌的零件指定填充牌号。 未填充PEEK更韧,而加工表面上的纤维端头会给蒸汽留出通道。
给公差宽松、小而敦实的零件指定填充型材。 您为零件根本用不上的性能付了钱。
不确定您的零件属于哪一边?您的图纸上应该标哪种PEEK牌号中的牌号汇总涵盖了全部五种牌号,或者连同温度、载荷和介质一起发送图纸,匹配到的加工厂会给出建议。
常见问题
PEEK CF30比GF30更强吗?
GF30的抗拉强度通常更高,约150到170 MPa,而CF30为130到140 MPa。CF30更硬,模量约13 GPa,GF30约10 GPa,而且尺寸稳定性好得多。
碳纤增强PEEK导电吗?
导电程度足以耗散静电,这就是它被用于晶圆和显示面板搬运的原因。如果您的零件需要绝缘,碳纤增强PEEK是错误的选择,GF30或未填充才对。
哪种填充PEEK牌号更好加工?
碳纤增强的略好。它把热量从切削处带走,并能保持更紧的公差。两者都会很快磨损刃口,其中玻璃的磨蚀性更强。