PEEK bearbeiten: Typen, Werkzeuge und Design-Tipps

PEEK steht für Polyetheretherketon und ist ein thermoplastischer Kunststoff, der in der Elektro- und Medizinindustrie vielfältig eingesetzt wird. PEEK bietet hervorragende mechanische Eigenschaften und ist zudem hoch korrosionsbeständig. Wenn Sie mehr über die CNC-Bearbeitung von PEEK erfahren möchten, kann Ihnen der folgende Ratgeber sehr helfen – tauchen wir also ein.

Was ist PEEK (Polyetheretherketon)?

Polyetheretherketon ist ein thermoplastischer Kunststoff, der auch als PEEK bezeichnet wird. Es handelt sich um einen technischen Kunststoff mit teilkristalliner Struktur, der in zahlreichen Anwendungen hohe Leistung bietet. Er zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Abriebfestigkeit und Wasserbeständigkeit aus und verfügt über nahtlose mechanische Eigenschaften.

PEEK-Kunststoffe können ihre Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen behalten. Sie haben einen hohen Schmelzpunkt und können problemlos Dampf und heißem Wasser ausgesetzt werden. Der PEEK-Kunststoff kommt in verschiedenen Formen vor: als Stabmaterial, das sich für die CNC-Bearbeitung eignet, als Granulat und als Filament.

Arten von PEEK-Kunststoffmaterial

Es gibt verschiedene Arten von PEEK-Kunststoffen, und jeder Typ weist einzigartige Eigenschaften und eine Eignung für bestimmte Anwendungen auf. Einige dieser PEEK-Kunststofftypen sind im Folgenden aufgeführt:

PEEK 1000

PEEK 1000 wird aus 100 % reinem PEEK-Harz hergestellt und eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Schlagzähigkeit erfordern, etwa für anspruchsvolle Anwendungen. Diese PEEK-Art ist aufgrund ihrer Fähigkeit, hohem Druck und hohen Temperaturen verschiedener Sterilisationsverfahren standzuhalten, für den Sterilisationsprozess sehr effektiv.

PEEK 1000 erfüllt zudem die US- und EU-Anforderungen der FDA und wird auch in der Lebensmittelverarbeitung und der Gesundheitsindustrie eingesetzt.

PEEK HPV

PEEK HPV enthält einen Zusatz von Kohlenstofffasern, Graphit und PTFE, wodurch es ein Kunststoff in Lagerqualität ist. Es ist hoch verschleißfest und weist eine geringe Reibung auf. Diese PEEK-Art bietet zudem eine hohe Spitzendruckbelastbarkeit und eignet sich für Anwendungen mit einer Reibfläche.

PEEK CA30

PEEK CA30 enthält 30 % Kohlenstofffasern und bietet eine gute mechanische Festigkeit, Kriechfestigkeit und Elastizität. Es bietet außerdem eine hohe Wärmeleitfähigkeit und sorgt für eine schnelle Wärmeableitung von der Lagerfläche. Aufgrund seiner Hochtemperatur- und Schlagfestigkeit bei gleichzeitig geringer Reibung wird es in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie sowie der Öl- und Gasindustrie eingesetzt.

PEEK GF30

PEEK GF30 enthält 30 % Glasfasern, bietet Kriechfestigkeit und Steifigkeit sowie eine verbesserte Maßhaltigkeit, wodurch es sich für Strukturbauteile eignet. Es kann Lasten bei hohen Temperaturen standhalten. Es wird zudem als Gleitteil eingesetzt.

Eigenschaften von PEEK

Die PEEK-Bearbeitung wird wegen der hervorragenden Eigenschaften für verschiedene Anwendungen gewählt; einige dieser Eigenschaften sind folgende:

Hohe Beständigkeit

PEEK ist ein hochbeständiges Material und bietet Widerstand gegen korrosive Chemikalien. PEEK-Material weist dieselbe Beständigkeit auf wie Nickelstahl. Es kann seine Struktur auch bei hohen Temperaturen mit nicht korrosiven Chemikalien bewahren und löst sich nur in konzentrierter Schwefelsäure.

Es bietet zudem eine beispielhafte Leistung bei hohen Frequenzen und Temperaturen. Es hat eine stabile Struktur und kann seine Stabilität selbst bei Betrieb unter einer hohen Dosis Ionisationsbeständigkeit bewahren. PEEK bietet einen hohen Schmelzpunkt und Haltbarkeit, wodurch sichergestellt wird, dass es sich auch bei hohen Temperaturen nicht verformt.

Hohe Verarbeitbarkeit

PEEK ist besonders bei der CNC-Bearbeitung hoch verarbeitbar. Es verfügt über eine ausgezeichnete Verarbeitungsfähigkeit und kann mit verschiedenen Methoden ganz bequem verarbeitet werden. Neben der CNC-Bearbeitung kann PEEK auch durch Schmelzspinnen, Spritzgießen und Extrusionsformen verarbeitet werden. Es ist für seine selbstverlöschenden Eigenschaften bei der Verbrennung bekannt und erzeugt eine vernachlässigbare Menge an Gas und Rauch.

Nahtlose mechanische Eigenschaften

PEEK ist aufgrund seiner Hochtemperaturbeständigkeit in der Lage, seine Maße auch bei hohen Temperaturen zu behalten. Zudem verfügt es über eine hervorragende Kriechfestigkeit, wodurch es dem Druck während der Bearbeitung standhält. Auch die hohe Verschleißfestigkeit und der niedrige Reibungskoeffizient machen es für vielfältige industrielle Anwendungen geeignet.

Geringe Wasseraufnahme

PEEK behält seine Struktur selbst in feuchten Bereichen bei. Es ist hydrolysebeständig und eignet sich daher für feuchte Umgebungen. Auch unter extremer ionisierender Strahlung und Gammastrahlung lässt es sich sehr gut einsetzen.

Vorteile der CNC-Bearbeitung von PEEK

Die CNC-Bearbeitung von PEEK bietet zahlreiche Vorteile, weshalb sie als geeignetes Verfahren für die Fertigung individueller PEEK-Teile gilt. Einige dieser Vorteile sind:

Höchste Präzision und Genauigkeit: Die CNC-Bearbeitung von PEEK bietet hohe Genauigkeit und Präzision, was für die Fertigung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und engen Toleranzen sehr wichtig ist. Branchen wie Medizintechnik, Elektronik und Luftfahrt benötigen solch präzise Teile.

Hervorragende Oberflächenveredelung: Das CNC-Fräsen und -Drehen von PEEK liefert eine hervorragende Oberfläche, wodurch der Bedarf an Nachbearbeitung zur Oberflächenveredelung reduziert wird und die Qualität der Bauteile deutlich steigt.

Reproduzierbarkeit und Konsistenz: CNC-Bearbeitung ist ein Verfahren, das sich für die Fertigung gleichbleibender Bauteile in Serie eignet. Es ermöglicht die Herstellung von Teilen mit identischen Eigenschaften und Formen und ist daher für die Produktion großer Stückzahlen geeignet.

Erhalt der Materialeigenschaften: Die CNC-Bearbeitung erhält die Eigenschaften von PEEK nach der Bearbeitung. PEEK bietet Chemikalienbeständigkeit, hohe Festigkeit und thermische Stabilität, und die bearbeiteten Teile behalten nach dem Prozess all diese Eigenschaften.

Schnelle Bearbeitung: Die CNC-Bearbeitung ermöglicht im Vergleich zu anderen Verfahren Rapid Prototyping und kurze Durchlaufzeiten. Ebenso lassen sich PEEK-Bauteile schnell per CNC-Bearbeitung fertigen, was für Projekte mit engen Zeitvorgaben sehr wichtig ist.

Flexibilität bei der Werkzeugauswahl: CNC-Maschinen lassen sich einfach umprogrammieren und an unterschiedliche Teilespezifikationen und Designs anpassen. Diese Flexibilität der CNC-Bearbeitung von PEEK ermöglicht die Kleinserienfertigung mit neuen Werkzeugen für neue Produktionsläufe.

Vielfältige Bearbeitung: PEEK-Bauteile mit komplexen Geometrien und Formen sowie aufwendigen Designs lassen sich problemlos per CNC-Bearbeitung fertigen. Es ist ein vielseitiges Verfahren, das spezialisierte Anwendungen abdeckt.

Anwendungen der CNC-Bearbeitung von PEEK

Die PEEK-Bearbeitung eignet sich für verschiedene Anwendungen, von denen einige im Folgenden aufgeführt sind:

Öl und Gas

Im Öl- und Gassektor herrschen raue Bedingungen wie aggressive Chemikalien und hohe Temperaturen, unter denen andere Materialien versagen können. PEEK-bearbeitete Bauteile funktionieren dank ihrer Chemikalienbeständigkeit und Hitzebeständigkeit sehr gut. PEEK-Ventile werden in der Öl- und Gasindustrie wegen ihrer außergewöhnlichen Haltbarkeit eingesetzt.

Luftfahrt

Flugzeuge benötigen Bauteile, die extremen Bedingungen standhalten und zugleich leicht sind. PEEK wird für die Herstellung von Isolierungen und Kabelmänteln in Flugzeugen verwendet. Die leichte Struktur PEEK-bearbeiteter Bauteile sorgt für Kraftstoffeffizienz, und dank der Hitzebeständigkeit bietet sie Haltbarkeit.

Medizintechnik

In der Medizintechnik wird PEEK vor allem in der Orthopädie eingesetzt, da es bei der Herstellung von Wirbelsäulenimplantaten zur Behandlung degenerativer Bandscheibenerkrankungen eine Rolle spielt. Beschädigte Bandscheiben werden durch PEEK-Cages ersetzt, und dank seiner Biokompatibilität trägt es zur Vermeidung unerwünschter Reaktionen bei und bietet zudem Flexibilität und Stützkraft.

Automobilindustrie

Die Automobilindustrie benötigt stets Materialien, die das Fahrzeuggewicht reduzieren und die Kraftstoffeffizienz verbessern. PEEK-Bauteile wie Dichtringe, Anlaufscheiben und Zahnräder sind leicht, verschleißfest und bieten zudem geringe Reibung, wodurch sie für den Druck und die Belastung geeignet sind, denen ein Fahrzeug ausgesetzt sein kann.

Tipps zur CNC-Bearbeitung von PEEK

Um möglichst funktionale und leistungsfähige PEEK-Bauteile zu erhalten, finden Sie im Folgenden einige wichtige Tipps zur CNC-Bearbeitung von PEEK:

1. Das Tempern von PEEK verringert die Wahrscheinlichkeit von Verformungen an den PEEK-Stäben, wenn diese während der Bearbeitung unter Spannung geraten.
2. Die Verwendung von Schneidwerkzeugen aus Siliziumkarbid hilft, PEEK sehr fein zu zerspanen. Wenn das PEEK jedoch Kohlenstofffasern enthält und eine enge Toleranz erforderlich ist, müssen Diamantwerkzeuge verwendet werden.
3. PEEK muss während des Bearbeitungsprozesses gekühlt werden , damit Brüche vermieden werden. PEEK kann Wärme nicht selbst abführen und benötigt daher ein flüssiges Kühlmittel.
4. PEEK weist im Vergleich zu anderen Kunststoffarten eine geringe Dehnung auf, daher sollte das Tieflochbohren vermieden werden.

Fazit

PEEK ist ein sehr häufig verwendeter Kunststoff in vielfältigen Anwendungen. Das Verständnis seiner Typen, Vorteile und wichtigen Tipps für die Bearbeitung kann bei der Fertigung und der Auswahl von PEEK-Komponenten helfen.

Da Sie die obige Anleitung bereits durchgearbeitet haben, werden Sie viele wichtige Aspekte von PEEK kennengelernt haben. Wenn Sie individuelle PEEK-Komponenten wünschen, können Sie DEK kontaktieren. Wir entwickeln und fertigen flexible, robuste und kostengünstige individuelle PEEK-Komponenten für Ihre Projekte.

Häufig gestellte Fragen

Lässt sich PEEK einfach bearbeiten?

Die PEEK-Bearbeitung ist nicht sehr einfach, da das Werkstück vor der Bearbeitung vorbereitet werden muss, um eine gewisse Leichtigkeit zu erreichen.

Warum ist PEEK-Kunststoff so teuer?

PEEK-Kunststoff ist aufgrund seines komplexen Herstellungsprozesses und seiner Eigenschaften wie Chemikalienbeständigkeit, mechanische Festigkeit und thermische Stabilität teuer.