PEEK-Bearbeitungsgenauigkeit beim Spritzgießen: Tipps und Tricks

Polyetheretherketon (PEEK) - ist ein thermoplastisches Hochleistungspolymer, das aufgrund seiner einzigartigen mechanischen Eigenschaften, seiner chemischen Beständigkeit und seiner Hitzebeständigkeit sehr beliebt geworden ist. Diese Eigenschaften machen es zur besten Wahl für Hightech-Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Automobilbau sowie Öl und Gas. Die Verarbeitung von PEEK-Material erfordert jedoch spezielle Fähigkeiten und Techniken, insbesondere beim Spritzgießen des Materials. Dieser Prozess kann eine große Herausforderung für Fachleute aus den Bereichen Ingenieurwesen und Technologie darstellen. In diesem Blog gehen wir auf die wichtigsten Aspekte im Umgang mit PEEK-Material ein und geben Tipps für ein erfolgreiches Spritzgießverfahren mit diesem Material.

Was macht PEEK so einzigartig?

Bevor man mit dem Spritzgussverfahren beginnt, ist es wichtig zu verstehen, warum PEEK ein so begehrtes Material ist:
PEEK-Polymer hat einen der höchsten Schmelzpunkte unter den Thermoplasten - rund 343 °C. Dadurch ist es widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen, was für Komponenten, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, von entscheidender Bedeutung ist.

Physische WiderstandsfähigkeitPEEK: Dieses Material hat hervorragende physikalische Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit. Dies ermöglicht die Verwendung von PEEK in Teilen, die einer starken mechanischen Belastung ausgesetzt sind.

Chemische BeständigkeitPEEK ist beständig gegenüber aggressiven chemischen Umgebungen, was es zu einem optimalen Material für chemische und hochaggressive Anwendungen wie Öl und Gas macht.

Kompatibilität mit dem KörperDieses Material wird aufgrund seiner Kompatibilität mit menschlichem Gewebe häufig in der Medizin verwendet und ist daher ideal für die Herstellung von Implantaten.

Vorbereitung für das PEEK-Spritzgießen

Die Verarbeitung von PEEK erfordert besondere Aufmerksamkeit in allen Phasen der Produktion, von der Vorbereitung des Materials bis zur Endbearbeitung des Produkts.

1. Trocknung des Materials

PEEK hat wie viele andere Thermoplaste hygroskopische Eigenschaften, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen kann. Feuchtigkeit kann den Spritzgießprozess beeinträchtigen und zu Defekten wie Porosität und mangelnder Festigkeit führen. Daher muss vor dem Spritzgießen von PEEK ein gründlicher Trocknungsprozess durchgeführt werden. Die Trocknung erfolgt in der Regel bei einer Temperatur von etwa 150°C für 3-4 Stunden. Auswahl der Ausrüstung
Für das Formen von PEEK sind Geräte erforderlich, die hohen Temperaturen standhalten können. Der Schmelzpunkt von PEEK liegt bei ca. 343 °C, was Schnecken und Zylinder erfordert, die gegen thermische Verformung und Verschleiß resistent sind. Um Überhitzung und ungleichmäßiges Schmelzen zu vermeiden, empfiehlt es sich, Geräte mit einem präzisen Temperaturkontrollsystem zu verwenden.

Wahl der Form
Schablone für PEEK-Spritzgießen erfordert die Verwendung von Qualitätsmaterialien, die hohen Temperaturen und Drücken standhalten können. Wärmebehandelte Stahlformen mit Titannitridbeschichtung gewährleisten Haltbarkeit und Präzision bei der Verarbeitung von PEEK.
PEEK-Spritzgießverfahren
Kontrolle der Schmelztemperatur
Entscheidend für die Durchführung des PEEK-Formprozesses. Wenn die Temperatur nicht hoch genug ist, schmilzt das Material möglicherweise nicht ausreichend, was zu Defekten auf der Oberfläche des Produkts führen kann. Andererseits können höhere Temperaturen zu einer Verschlechterung des Materials führen. Die optimale Schmelztemperatur liegt bei 360-400 °C, aber dieser Wert kann je nach Anlagenkonfiguration und Produktgeometrie variieren.

Druck für die Injektion
PEEK erfordert aufgrund seiner hohen Viskosität einen höheren Einspritzdruck. Typische Einspritzdrücke reichen von 1000 bis 2000 bar. Ein zu hoher Druck kann jedoch zum Verschleiß der Ausrüstung und zur Verformung der Form führen. Es wird daher empfohlen, den Druck für jedes einzelne Produkt und jede einzelne Anlage einzustellen.

3. Einspritzgeschwindigkeit

Einspritzgeschwindigkeit spielt ebenfalls eine wichtige Rolle im Formgebungsprozess. Eine unzureichende Formfüllgeschwindigkeit kann zu ungleichmäßiger Materialverteilung und Defekten wie Unterfüllung führen. Eine optimale Einspritzgeschwindigkeit gewährleistet eine gleichmäßige Formfüllung ohne Überhitzung des Materials.

4. Temperatur der Pressform

Die Formtemperatur der Presse spielt eine Schlüsselrolle bei der Gewährleistung einer hohen Gussqualität. Es wird empfohlen, die Formtemperatur zwischen 160 und 200 °C zu halten. Dies verbessert den Materialfluss, verringert die inneren Spannungen und verbessert die Oberflächenqualität des Produkts.

5. Abkühlungszeit

Aufgrund des hohen Schmelzpunkts und der geringen Wärmeleitfähigkeit von PEEK ist die zum Abkühlen erforderliche Zeit in der Regel länger als bei anderen Thermoplasten. Die Abkühlzeit sollte für die Wandstärke des Produkts und die Geometrie seiner Form optimiert werden. Eine unzureichende Abkühlung kann zu Verformungen und einer geringeren Produktgenauigkeit führen.

Mögliche Fehler beim PEEK-Gießen und deren Beseitigung

Die Arbeit mit PEEK erfordert besondere Aufmerksamkeit, da das Material bei unsachgemäßer Verarbeitung zu Fehlern neigt.

1. Porosität

Das Auftreten von Porosität kann durch Feuchtigkeit im Material oder durch falsche Injektionsparameter verursacht werden. Um dieses Problem zu lösen, trocknen Sie das Material sorgfältig und beobachten Sie den Injektionsdruck.

2. Verformung

Verformungen können durch ungleichmäßige Abkühlung oder unzureichenden Nachdruck entstehen. Die Lösung besteht darin, die Kühlparameter anzupassen und den Nachdruck zu erhöhen.

3. Unterschreitung
Unterfüllungen treten auf, wenn die Form nicht vollständig gefüllt wird. Dies kann auf einen unzureichenden Einspritzdruck oder eine niedrige Materialtemperatur zurückzuführen sein. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks und der Schmelztemperatur kann helfen, dieses Problem zu lösen.

Besonderheiten bei der Arbeit mit technischen Kunststoffen: PEEK gegenüber anderen Materialien

Vergleich von PEEK mit anderen technischen Kunststoffen wie z. B. PPSU, LCP и PVDFnennt die folgenden Kernpunkte:

• SchmelzpunktPEEK hat einen deutlich höheren Schmelzpunkt als PPSU oder LCP und ist damit die beste Wahl für Hochtemperaturanwendungen.
• Mechanische FestigkeitPEEK übertrifft andere Thermoplaste in Bezug auf Festigkeit und Steifigkeit und eignet sich daher ideal für Bauteile, die hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
• Chemische BeständigkeitPEEK weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit in aggressiven Umgebungen auf, während sich andere Kunststoffe bei Kontakt mit Chemikalien zersetzen können.

Vorteile der Verwendung von PEEK beim Spritzgießen

DauerhaftigkeitKomponenten aus PEEK sind sehr abriebfest und chemikalienbeständig, was zu einer längeren Lebensdauer des Produkts beiträgt.

Widerstandsfähigkeit gegen hohe TemperaturenPEEK: Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit ist PEEK ideal für den Einsatz in Anwendungen mit hohen Temperaturen und thermischer Belastung.

StärkeDieses Material weist eine hohe mechanische Festigkeit auf und eignet sich daher optimal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizin.

Vielseitigkeit:
PEEK kann in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, darunter die Automobilindustrie, die Öl- und Gasindustrie und die Elektronik.

PEEK-Spritzgießen - ist ein komplexer, aber sehr rentabler Prozess, der die Aufmerksamkeit für Details und den Einsatz der richtigen Technologie erfordert. Die richtige Materialvorbereitung, die Überwachung der Prozessparameter und die Auswahl der geeigneten Ausrüstung sind die wichtigsten Faktoren für eine erfolgreiche Arbeit mit diesem einzigartigen Material. PEEK - ist ein hervorragender Thermoplast mit einzigartigen Eigenschaften, die ihn zu einem ausgezeichneten Material für anspruchsvolle Anwendungen machen. Wenn die Empfehlungen und Prozessanforderungen befolgt werden, ist es möglich, bei der Herstellung von PEEK-Teilen im Spritzgussverfahren gute Ergebnisse zu erzielen.