Die PAEK-Familie (Polyaryletherketon), zu der auch PEEK gehört, ist für ihre hohen thermomechanischen Eigenschaften bekannt und steht an der Spitze der Hochleistungspolymere.
Es wurde Ende der 1970er Jahre auf den Markt gebracht, und Branchen wie Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt und Medizin haben es aufgrund seiner hervorragenden Leistung schnell übernommen.
Wenn wir uns die Molekülform ansehen, können wir erkennen, dass es sich um ein teilkristallines Polymer handelt. Das bedeutet, dass sich die Moleküle beim Schmelzen durch die Hitze in einer bestimmten Weise ausrichten, bis das Material bei Raumtemperatur vollständig aushärtet.
Das bedeutet, dass das Gerät auch bei steigenden Temperaturen eine hervorragende Leistung erbringt. Obwohl die teilkristalline Struktur des PEEKs viele Vorteile hat, ist auch als Nachteil anzumerken, dass sie bei der additiven Fertigung den Druck erheblich erschwert, da es sich um ein sehr technisches Material handelt, das Erfahrung, richtigen Fähigkeiten und 3D-Drucker erfordert, die in der Lage sind, stabile, extreme Druckbedingungen aufrechtzuerhalten.
In Bezug auf die Leistung des fertigen Teils ist PEEK-Filament eines der besten Materialien für den 3D-Druck, hat keine Farbe und erzielt einige der besten Ergebnisse aller Thermoplaste der Welt. Um solche Ergebnisse zu erzielen, bedarf es einer sehr anspruchsvollen Druckausrüstung und erheblicher technischer Fähigkeiten des Druckpersonals.
PEEK hat so viele Eigenschaften, dass es in vielen Bereichen des Maschinenbaus und der Industrie von Interesse ist: Seine mechanischen un hohe chemischen Eigenschaften in Verbindung mit seiner extremen Leichtigkeit sowie seiner geringen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit werden von vielen Bereichen in Anspruch genommen, von denen wir uns einige ansehen wollen:
PEEK-Polymer kann durch CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck in praktisch jede beliebige Form gebracht werden und als Drahtummantelung für massive oder geflochtene Leiter verwendet werden, da es verschleißfest ist. Es ist auch für dynamische Teile geeignet, die hervorragende Leistung und Leichtigkeit in einer Branche bieten, in der jedes Gramm mehr oder weniger einen Unterschied macht.
Dieser Kunststoff wird hauptsächlich für den Schutz von Kabeln und Prototypen verwendet, da es eine leichtere Alternative für die Kabelabschirmung ist als andere Optionen. Seine Leichtigkeit führt zu leichteren und weniger umweltbelastenden Autos. Wenn eine neue Generation von Elektroautos auf den Markt kommt, verbessert PEEK die Leistung der elektronischen Komponenten des Fahrzeugs.
Medizinisches PEEK-Polymer wird auch im Medizinbereich verwendet, da es eine Reihe nützlicher Eigenschaften aufweist. Er eignet sich perfekt für die Bewegung von Kathetern durch den Körper, da er sehr starr ist und sich nur in einem sehr kleinen Bereich biegen lässt. PEEK wird auch in medizinischen Implantaten verwendet, da es ein Hightech-Biomaterial ist.
Die verbesserte Leistung hat mehrere Vorteile: Sie reicht vom Korrosionsschutz über die Verringerung der Reibung und die Fähigkeit, höhere Lasten und Geschwindigkeiten zu bewältigen, bis hin zur extremen Beständigkeit gegen Öl, Gas und Chemikalien. Außerdem bietet es eine HDT-Glasübergangstemperatur von 0,45 MPa bei 180 °C (356 °F).
Im Allgemeinen gibt es bei der Gestaltung für den 3D-Druck weit weniger Einschränkungen als bei herkömmlichen Methoden. Durch die flexible Bearbeitung lassen sich auch komplizierte Formen leicht formen. Ingenieure können die Systemleistung steigern und gleichzeitig die Kosten senken.
Im Gegensatz dazu erschweren die inhärenten Eigenschaften von Metall die Herstellung komplizierter Freiformen wie Kurven oder fließende Linien.
Diese starken und leichten Thermoplaste, ie 3D-gedruckt oder CNC-gefräst werden können, können nur von großem Interesse sein: Das spezifische Gewicht von PEEK (1,3 g/cm3) ist nur ein Sechstel von dem von Stahl und die Hälfte von dem von Aluminium. Die Gewichtsreduzierung verringert die Kosten für Wartung, Logistik und Installation. Ein thermoplastisches Teil könnte sechsmal leichter sein als ein additiv gefertigtes Metallteil.
Bei der Produktentwicklung wird der 3D- oder CNC-Druck mit thermoplastischem Material eingesetzt, weil er energieeffizienter ist als die Verarbeitung von Metall. Thermoplaste können geschmolzen, gehärtet, gegossen, gehärtet usw. werden. Sie sind niemals "Abfall".
Sehr gut. Es ist ein Druckverfahren, bei dem viele strenge Parameter eingehalten werden müssen. Um diese Parameter zu erfüllen, sind sehr robuste, hochwertige und hochtemperaturbeständige professionelle 3D-Drucker erforderlich, die in vielen Fällen speziell für den Druck dieser Hochleistungsmaterialien ausgelegt sind.
Wenn PEEK-Filament falsch verwendet wird, kann es eine Reihe von Problemen verursachen. Wenn Sie sich für den 3D-Druck mit PEEK-Material entscheiden, sollten Sie darüber nachdenken, damit Sie wissen, was Sie erwartet. Hier sind 5 Tipps, um die meisten der möglichen Ärgernisse zu vermeiden
PEEK sollte bis zur Verwendung immer an einem kühlen, trockenen und dunklen Ort gelagert werden. Dadurch wird die Qualität des Materials erhalten und sichergestellt, dass der Druckprozess wie geplant abläuft.
Das Trocknen des Peek-Filaments vor dem Druck ist unerlässlich (hier ist ein Beispiel für einen professionellen Trockner Xioneer DryBox EZ)
PEEK reagiert sehr empfindlich auf Temperaturänderungen, selbst wenn diese geringfügig sind. So:
Erstens: Überprüfen Sie, ob Ihr Drucker die Kammertemperatur wirklich konstant halten kann.
Zweitens: Sie brauchen natürlich eine geschlossene Baukammer. PEEK kann bei Temperaturen zwischen 370 und 450 Grad Celsius 3D-gedruckt werden. Die Temperatur der Bauplatte sollte immer mindestens 120 Grad betragen. Der 3D-Druck von PEEK funktioniert auf die gleiche Weise wie andere Arten des 3D-Drucks: Je langsamer die Druckgeschwindigkeit, desto genauer das Endprodukt.
Auch wenn Ihr Drucker für die Produktion von PEEK ausgelegt ist und Temperaturen verträgt, sollten Sie ihn trotzdem an einem Ort installieren, an dem es keine plötzlichen Veränderungen durch Erhitzen/Abkühlen oder Ähnliches gibt.
Während des PEEK-Drucks können Sie schwarze Flecken sehen. Es gibt mehrere Gründe, die dieses Problem verursachen können. Das kann daran liegen, dass PEEK ein schmutziges Material ist, aber es hängt oft auch von der Qualität des Druckers ab, den Sie verwenden.
Reinigen Sie die Düse nach Beendigung des PEEK 3D-Druckvorgangs von Materialresten. Wenn Sie ihn sauber halten, erhöht sich seine Lebensdauer erheblich und die Druckergebnisse werden verbessert.
Ein sicheres System, um PEEK nicht zu drucken
Während des PEEK-Druckprozesses kann die Kristallisation manchmal schief gehen. Wenn ein Teil einen braunen statt einen beigen Fleck aufweist, könnte dies bedeuten, dass die Kristallisation nicht korrekt durchgeführt wurde. Wenn das gedruckte Objekt unterschiedliche Farben aufweist, könnte dies ein Zeichen dafür sein, dass die Temperatur während der Realisierung nicht gut genug kontrolliert wurde.
Denn es ist ein teures Material, und die Produktionsmengen sind begrenzt. Es stimmt zwar, dass es teuer ist, aber es stimmt auch, dass dieser hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoff viel bessere Eigenschaften als andere Thermoplaste hat, was bedeutet, dass es für Dinge verwendet werden kann, die mit anderen Thermoplasten niemals möglich wären. Letztendlich ist es ein teures Material, aber es ist den Unterschied wert.
Die Zugabe von Karbonfasern zu Peek erhöht die mechanischen Eigenschaften noch weiter, entdecken Sie sie hier.