Industrielle Lösung der Zukunft
Polyetheretherketon (PEEK)
PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungsthermoplast, der in technischen und industriellen Anwendungen eingesetzt wird, bei denen extreme Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Reibung und chemische Beständigkeit erforderlich sind.
Was ist Polyetheretherketon (PEEK)?
Das Material weist eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme, eine hohe Verschleißfestigkeit und eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auf, was es für anspruchsvolle Umgebungen wie die Luftfahrt-, Automobil-, Öl- und Pharmaindustrie geeignet macht. PEEK kann Metall in vielen Anwendungen ersetzen.
Es gibt mehrere Varianten von PEEK:
- Ren PEEK – Standardtyp mit hoher Festigkeit und chemischer Beständigkeit.
- GF30 – 30 %, glasfaserverstärkt für zusätzliche Steifigkeit.
- CF30 – 30 %, kohlefaserverstärkt für maximale Festigkeit und geringe Wärmeausdehnung.
- Speziell PEEK – geringe Reibung, antistatisch, lebensmittel- oder medizinisch zertifiziert.
Anwendung von Polyetheretherketon (PEEK)
PEEK eignet sich für viele Branchen und Anwendungen, bei denen die Anforderungen an Kunststoffkomponenten besonders hoch sind.
Industriegebiete
- Luft- und Raumfahrt – Aufgrund von hoher Festigkeit, geringem Gewicht sowie Temperatur-/Chemikalienbeständigkeit kann PEEK als Ersatz für Metalle in Flugzeug- und Raumfahrzeugkomponenten eingesetzt werden.
- Zweiradindustrie / Transportsektor – für Komponenten mit hoher Belastung, Verschleiss, Hitze oder korrosiven Umgebungen, wie Zahnräder, Gleitlager, Pumpenkomponenten oder spezielle tragende Kunststoffteile.
- Chemische Industrie & Öl/Gas – PEEK verträgt aggressive Chemikalien, hohe Temperaturen sowie Dampf/Druck – geeignet für Ventile, Pumpen, Dichtungen, Rohre und “Down-Hole”-Komponenten.
- Medizinische und Lebensmittelproduktion – Gute Biokompatibilität, geringe Rauchentwicklung im Brandfall, Autoklavierbarkeit und Reinraumtauglichkeit machen PEEK geeignet für medizinische Instrumente, Implantate und Lebensmittelgeräte.
- Elektronik / Halbleiter / Vakuumtechnik – geringe Wasseraufnahme, Stabilität gegenüber Hitze und Chemikalien sowie gute Isolationseigenschaften machen PEEK ideal für kritische Komponenten.
PEEK wird als Kunststoffkomponente in der fortschrittlichen Kunststoffverarbeitung für Gehäuse, Gleitlager, Zahnräder, Platten, Rohre, Schienen, Fittings und Spezialteile verwendet, die unter anspruchsvollen Bedingungen eine lange Lebensdauer aufweisen müssen.
Eigenschaften und Vorteile von Polyetheretherketon (PEEK)
Hier werden die wesentlichen Eigenschaften und die Design-/Industrievorteile von PEEK, insbesondere im Hinblick auf die Kunststoffverarbeitung und die Herstellung von Kunststoffkomponenten, erörtert.
Zentrale Eigenschaften
- Thermischer Widerstand: PEEK kann dauerhaft bei Temperaturen bis ca. 250 °C eingesetzt werden.
- Mechanische Festigkeit und Steifigkeit: Hohe Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Modul, die auch bei hohen Temperaturen erhalten bleiben.
- Chemikalienresistent: Widersteht aggressiven Chemikalien, Dampf und Wasser auch bei hohen Temperaturen.
- Gleit-/Reibwiderstand: Niedriger Reibungskoeffizient, guter Widerstand gegen Verschleiß bei beweglichen Teilen, besonders bei Graphit- oder Kohlefaserfüllung.
- Dimensionsstabilität: geringe Wasseraufnahme, geringe Wärmeausdehnung, stabil unter zyklischer Belastung → Präzision in Design und Bearbeitung.
- Flammen- und Rauchentwicklungs-Generator-Widerstand: PEEK kann ohne Füllstoffe hohe Brandschutzanforderungen erfüllen und hat eine geringe Toxizität bei der Verbrennung.
Mechanisch:
- Zugfestigkeit: 90–100 MPa
- E-Modul: 3.600–4.000 MPa
- Bruchverlängerung: 10–50 %
- Härte: Rockwell M100–R126
Thermisch
- Schmelzpunkt: ~343 °C
- Max. Dauergebrauchstemperatur: ~250 °C
- Kurzzeitige Temperaturbelastung: 300 °C
- Geringe thermische Ausdehnung
Elektrisch
- Hervorragende Isolierfähigkeit
- Dielektrische Festigkeit: > 20 kV/mm
- Stabil bei Feuchtigkeit und hohen Temperaturen
Chemikalienbeständigkeit/Hydrolyse:
- Sehr widerstandsfähig gegen Säuren, Basen, Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffe
- hydrolysebeständig
- Hohe UV-Beständigkeit, im Außenbereich einsetzbar (abhängig von Farbe/Variante)
Zusammenfassung und Alternativen zu Polyetheretherketon (PEEK)
PEEK ist ein führender Hochleistungsthermoplast, der fortschrittliche Eigenschaften in die Kunststoffbearbeitung und die Herstellung von Kunststoffkomponenten einbringt. Seine Kombination aus hoher Temperaturbeständigkeit, starken mechanischen Eigenschaften, chemischer Beständigkeit und Verarbeitbarkeit macht ihn ideal für anspruchsvolle Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Chemie, Medizin und Elektronik.
Obwohl PEEK sehr leistungsfähig ist, gibt es bei diesem Material sowohl Vorteile als auch Einschränkungen:
Halbfertige Produkte aus Polyetheretherketon (PEEK)
- Bei der Auswahl von Material und Prozess gibt es viele Halbzeuge aus PEEK, die eine Kunststoffbearbeitung und die Herstellung von Kunststoffkomponenten ermöglichen:
- Stangen/Rohlinge: Runde Werkstücke aus PEEK, die zu präzisen Kunststoffkomponenten gedreht oder gefräst werden können. Sie sind in den Durchmessern Ø4–Ø200 mm erhältlich.
- Platten/Zuschnitte: PEEK-Platten, die zu flachen Kunststoffteilen oder Spezialteilen geschnitten und bearbeitet werden können. Sie sind in Stärken von 5 – 100 mm erhältlich.
- Verschiedene Varianten und Farben: Rein, GF30, CF30, antistatisch, medizinisch zugelassen, lebensmittelzugelassen und erhältlich in Natur/Beige und Schwarz.
- Die Wahl des Halbzeugs hängt von der Anwendung ab: wie anspruchsvoll ist die Umgebung (Temperatur/Chemikalien), welche Bearbeitungsmethode wird angewendet, welche Toleranzen und mechanischen Anforderungen werden gestellt.
Lebensmittelzulassung
- PEEK ist in FDA- und EU 10/2011-zugelassenen Versionen erhältlich.
Medizinische PEEK-Varianten: ISO 10993 / ASTM F2026.
Zusammenfassung und Alternativen zu Polyetheretherketon (PEEK)
PEEK ist ein führender Hochleistungsthermoplast, der fortschrittliche Eigenschaften in die Kunststoffbearbeitung und die Herstellung von Kunststoffkomponenten einbringt. Seine Kombination aus hoher Temperaturbeständigkeit, starken mechanischen Eigenschaften, chemischer Beständigkeit und Verarbeitbarkeit macht ihn ideal für anspruchsvolle Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Chemie, Medizin und Elektronik.
Obwohl PEEK sehr leistungsfähig ist, gibt es bei diesem Material sowohl Vorteile als auch Einschränkungen:
Vorteile
- Extreme Festigkeit und Steifigkeit
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Chemikalienbeständig und abriebfest
- Geringe Feuchtigkeitsaufnahme, dimensionsstabil
- Sterilisierbar, strahlenresistent
- Kann Metall in vielen Anwendungen ersetzen
Beschränkungen
- Hoher Preis
- Spezialwerkzeug bei der Bearbeitung erforderlich
- Geringere Schlagzähigkeit in kalten Umgebungen ohne Verstärkung
- Bei der Auswahl von Materialien für Kunststoffkomponenten sollte man daher Anforderungen an Temperatur, Chemikalienexposition, mechanische Belastung, Gewicht, Lebensdauer und Bearbeitungsmöglichkeiten abwägen – und hier kann PEEK oft die optimale Wahl sein.
Mögliche Alternativen sind:
PTFE, PPS, PSU, PA, PETP – je nach Anforderungen an Verschleißfestigkeit, Temperatur und chemische Beständigkeit
Warum ist PEEK so gut?
PEEK ist so gut, weil es eine sehr hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit mit geringem Gewicht kombiniert.
Wofür wird PEEK verwendet?
PEEK wird für anspruchsvolle Kunststoffkomponenten in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil/Transport, Chemie/Öl/Gas, Medizin/Lebensmittel sowie Elektronik/Vakuumtechnik eingesetzt. Dies können Lager, Zahnräder, Ventile, Dichtungen, Rohre, Platten und Implantate sein.
Ist PEEK ein giftiger Kunststoff?
Nein, PEEK ist nicht giftig. Es handelt sich um einen Hochleistungs-Thermoplast, der in vielen Fällen auch für medizinische und Lebensmittelanwendungen zugelassen ist. Selbst in Brandsituationen entwickelt PEEK sehr geringe Mengen an Rauch und giftigen Gasen.
Bearbeitung von Polyetheretherketon (PEEK)
Bei der Kunststoffbearbeitung von PEEK zur Herstellung von Kunststoffkomponenten sind einige Schlüsselaspekte zu beachten.
CNC-Bearbeitung (Fräsen/Drehen)
- PEEK kann mittels CNC-Fräsen und -Drehen bearbeitet werden – sowohl in Platten, Stangen als auch als Halbzeug.
- Aufgrund der hohen Hitzebeständigkeit und mechanischen Festigkeit erfordern die Werkzeugauswahl und die Schnittgeschwindigkeitsparameter eine besondere Anpassung.
- Bei der Bearbeitung von gefülltem PEEK mit Glas-/Kohlefasern muss die Werkzeugbelastung und die Späneentsorgung beachtet werden.
Schweißen, Montage usw.
Kunststoffteile aus PEEK können durch Montage/Metallverbindungen mit anderen Materialien kombiniert werden, was Designflexibilität ermöglicht.
PEEK lässt sich in bestimmten Fällen auch fügen oder schweißen, was die Herstellung größerer oder komplexer Kunststoffbauteile ermöglicht.
Mechanische Verbindungen von Kunststoffkomponenten aus PEEK-Material ermöglichen den Bau modularer Lösungen, bei denen Standardkunststoffe der Belastung oder chemischen Umgebungen nicht standhalten würden, und diese Lösung ist eindeutig die beste.
