Bearbeitung von PEEK:Tipps, Vorteile &Anwendungen

PEEK ist ein beliebtes thermoplastisches Polymer gefunden in so unterschiedlichen Objekten wie medizinischen Implantaten und elektrischen Kabelisolierungen.

Der Kunststoff hat hervorragende mechanische Eigenschaften und eine hohe Resistenz gegen korrosive Substanzen , was es für Hersteller auf der ganzen Welt sehr wünschenswert macht. Obwohl es regelmäßig für Spritzguss und 3D-Druck verwendet wird, hat PEEK einen hohen Schmelzpunkt , was auf seine Eignung für subtraktive Prozesse wie die CNC-Bearbeitung hindeutet – obwohl die PEEK-Bearbeitung mit eigenen Herausforderungen verbunden ist.

Dieser Artikel behandelt die Grundlagen der PEEK-Bearbeitung:die Materialeigenschaften von PEEK, die Vorteile der PEEK-Bearbeitung, gängige Anwendungen der PEEK-Bearbeitung und Tipps, wie Sie das Beste aus maschinell bearbeiteten PEEK-Teilen herausholen können.

Was ist PEEK?

PEEK oder Polyetheretherketon ist ein technischer Hochleistungsthermoplast und Teil der PAEK Familie von Materialien. Der halbkristalline Material wird für eine breite Palette industrieller Teile und Komponenten verwendet und weist eine hervorragende Festigkeit auf , Verschleißfestigkeit und Abriebfestigkeit , und behält seine Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen .

PEEK-Sorten bieten chemische und Wasserbeständigkeit ähnlich PPS. Mit einem Schmelzpunkt von 343 °C kann PEEK jedoch bei höheren Temperaturen betrieben werden:Es kann kontinuierlich bis 250 °C und in heißem Wasser oder Dampf ohne dauerhaften Verlust der physikalischen Eigenschaften verwendet werden.

Der Hochleistungskunststoff PEEK ist in Granulat erhältlich Form, in Filament für den 3D-Druck und in Bar / Rod Form für die CNC-Bearbeitung. Es wird normalerweise entweder als industriell klassifiziert -grad oder medizinisch -Klasse.

Vorteile der Bearbeitung von PEEK

Die PEEK-Bearbeitung hat zahlreiche Vorteile, die in zwei Kategorien unterteilt werden können:das inhärente Material Vorteile von PEEK und den spezifischen Prozess Vorteile der Verwendung einer CNC-Maschine zur Bearbeitung von PEEK-Material.

Materialvorteile der maschinellen Bearbeitung von PEEK umfassen:

• Hervorragende chemische Beständigkeit
• Sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme
• Verschleiß- und Abriebfestigkeit
• Unbeeinflusst durch ständige Einwirkung von heißem Wasser/Dampf
• Einige Sorten biokompatibel
• Beständig gegen biologischen Abbau

Prozessvorteile der maschinellen Bearbeitung von PEEK umfassen:

• Hohe Genauigkeit
• Hohe Wiederholgenauigkeit
• Enge Toleranzen
• Ein relativ hoher Schmelzpunkt ermöglicht schnellere Beschickungen und Geschwindigkeiten

Einschränkungen der PEEK-Bearbeitung

Obwohl viele Maschinisten PEEK-Kunststoff als zuverlässige Alternative zu einigen Metallen verwenden, gibt es mehrere Einschränkungen bei der Bearbeitung des thermoplastischen Polymers. Dazu gehören:

• Spezielle Handhabung erforderlich, um innere Spannungen und hitzebedingte Risse zu minimieren
• Tempern erforderlich
• Leitet Wärme nicht gut ab
• Kann bei tiefem Bohren reißen

Anwendungen der PEEK-Bearbeitung

PEEK ist ein Material mit einem überraschend vielfältigen Anwendungsbereich, von denen einige am besten durch CNC-Bearbeitung gegenüber anderen Fertigungstechniken bedient werden. Industrietauglicher PEEK-Kunststoff wird in der Luft- und Raumfahrt verwendet , Automobil , chemisch , Elektronik , und Energie Industrien, während medizinischer PEEK-Kunststoff im Gesundheitswesen verwendet wird und Zahnmedizin .

Diese gängigen maschinell bearbeiteten PEEK-Teile werden hier danach kategorisiert, ob sie PEEK in Industriequalität oder in medizinischer Qualität verwenden:

PEEK-Bearbeitungstipps

PEEK ist ein maschinell bearbeitbarer Thermoplast, aber vor, während und nach der Bearbeitung müssen entscheidende Schritte unternommen werden, um das beste Endprodukt zu liefern.

• Glühen :Glühen ist ein Prozess, der an PEEK-Stäben durchgeführt wird, um Spannungen abzubauen und die Wahrscheinlichkeit von Spannungen und Oberflächenrissen im PEEK-Material während der Bearbeitung zu verringern. Geglühtes PEEK verformt sich auch weniger wahrscheinlich. Abhängig von der für die Bearbeitung erforderlichen Zeit können mehrere Glühstufen erforderlich sein.
• Schneidwerkzeuge :In den meisten Fällen kann PEEK mit Siliziumkarbid-Schneidwerkzeugen bearbeitet werden. Wenn das PEEK mit Kohlefaser verstärkt ist oder wenn außergewöhnlich enge Toleranzen erforderlich sind, sollten Diamantwerkzeuge verwendet werden. Außerdem können Kontaminationen vermieden werden, wenn die verwendeten Schneidwerkzeuge nicht auch auf Metallen eingesetzt werden.
• Nass oder trocken :Da PEEK keine Wärme abgibt, muss es während der Bearbeitung gekühlt werden, um Verformungen oder Brüche zu vermeiden. Es kann handelsübliches Flüssigkühlmittel verwendet werden, sofern nicht z.B. Medizinische Teile werden bearbeitet, in diesem Fall muss das PEEK-Material mit Druckluft gekühlt werden. Dies liegt daran, dass flüssiges Kühlmittel die Biokompatibilität von PEEK beeinträchtigen kann.
• Bohren :Tieflochbohren kann zu Rissen führen, da PEEK eine geringere Dehnung als andere Kunststoffe hat.

PEEK-Bearbeitung, PEEK-3D-Druck oder PEEK-Spritzguss?

PEEK-Material ist nicht auf die CNC-Bearbeitung beschränkt. Es kann auch durch additive Fertigung verarbeitet werden oder Spritzgießen . Die Wahl zwischen den Verfahren hängt vom gewünschten Endprodukt sowie von Zeit- und Budgetbeschränkungen ab.

Für den 3D-Druck von PEEK sind beide FFF Filamente und SLS Pulver stehen zur Verfügung. Die Verfügbarkeit von PEEK für die CNC-Bearbeitung und den Spritzguss überwiegt jedoch immer noch bei weitem die Möglichkeiten der additiven Fertigung. Der 3D-Druck wird für den Druck von biokompatiblen medizinischen Implantaten immer beliebter, da komplexe (und teilweise hohle) Geometrien einfach realisiert werden können.

Spritzgegossenes PEEK-Harz wird häufig für medizinische und Luft- und Raumfahrtanwendungen und darüber hinaus verwendet. Sein Schmelzpunkt liegt jedoch am oberen Ende der Möglichkeiten vieler Spritzgießmaschinen und kann daher als Spezialmaterial angesehen werden.

Kunden können neben PEEK auch andere Hochtemperaturkunststoffe wie PEKK oder Ultem in Betracht ziehen.

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