PEEK ist ein Hochleistungskunststoff, welcher nur für die anspurchsvollsten Anwendungen eingesetzt wird, da auch die Verarbeitung eine grosse Herausforderung darstellt. Wir bei Injex haben uns der Herausforderung gestellt und zeigen hier, dass wir in nur gerade 24 Stunden PEEK Prototypen im Spritzgussverfahrne herstellen können.
Vom CAD zu Prototypen aus Hochleistungskunststoffe in 24 Stunden
Was ist PEEK?
Polyetheretheretherketon (allgemein als PEEK bekannt) ist ein hochwertiger technischer Kunststoff, der wegen seines hohen Preises und einiger komplexer Herstellungsanforderungen nur dann verwendet wird, wenn andere Thermoplaste nicht ausreichen.
Es hat eine extrem hohe Betriebstemperatur und verfügt über eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit sowie chemische Beständigkeit und Verschleissfestigkeit. Weitere erstaunliche Dinge über PEEK und die Verwendung von PEEK für Prototypen können Sie in unserem Know-How Zentrum lesen.
Trotz der Hürden wird PEEK häufig in den anspruchsvollsten Branchen eingesetzt, von Lagern und Sensorgehäusen in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Rohrdichtungen in der Öl- und Gasindustrie. Darüber hinaus wird PEEK sogar in hochsensiblen Anwendungen wie medizinischen Implantaten und verschleissintensiven Komponenten wie Mischpaddeln und Ventilen in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, da es leicht zu reinigen und sterilisieren ist.
Wie Fertigt Injex Prototypen aus einem CAD-Modell?
Bei Injex sind wir immer für eine Herausforderung bereit. Deshalb haben wir uns entschieden, zu prüfen, wie schnell wir einige unserer neuen Testteile in die PEEK-Produktion umsetzen können.
Um dies zu testen, entwickelten wir drei ziemlich komplexe CAD-Modelle für den Spritzguss. Ähnlich wie Teile, die wir für die Industrie entwickeln, weisen diese Teile komplexe Geometrien, Hinterschnitte und sehr kleine, aber wichtige Merkmale auf. Wir müssen die CAD-Modelle zunächst auf Formbarkeit analysieren, und dann entwerfen wir unsere erste Iteration von Werkzeugen, mit denen das Produktionsteam arbeiten kann.
Als nächstes beginnen wir mit dem Druck und der Bearbeitung der erforderlichen Formkomponenten. Je nach Grösse der Modelle kann dies einige Stunden dauern. Wenn die Formen vorbereitet sind, werden sie in die Produktionswarteschlange aufgenommen und auf unseren hauseigenen Maschinen gespritzt.
Mit dieser Methode ist es möglich, reale Prototypen im Spritzgussverfahren herzustellen und am nächsten Tag zu versenden.
Spritzgegossene Prototypen bei hohen Temperaturen
Die Verarbeitung von PEEK-Kunststoff ist schwierig, da er die höchsten Temperaturen aller gängigen Thermoplaste erfordert. Bei 360-400 Grad Celsius werden alle Kunststoffkomponenten in der Nähe erweichen und sogar Stahl beginnt zu tempern, was bedeutet, dass viele Stahlhärtungsprozesse rückgänging gemacht werden.
Natürliches PEEK selbst hat eine beige Grundfarbe. Aufgrund der Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit des Materials kann es schwierig sein, Farbstoffe oder andere Zusätze hinzuzufügen, ohne die Leistung des Grundstoffes zu beeinträchtigen.
Darüber hinaus kann PEEK beim Spritzgiessen zu schnell abkühlen, was zu einer halbtransparenten Aussenschicht führt. Diese klare Schicht ist spröder als normales PEEK. Um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen, muss PEEK daher nach dem Spritzgiessen wärmebehandelt werden.
Links: Testen der gedruckten 3D-Werkzeuge mit Polypropylen (PP)
Mitte: Prototyp in PEEK unmittelbar nach dem Spritzgiessen
Rechts: Prototyp in PEEK nach Wärmebehandlung
Die Schwierigkeiten des PEEK-Spritzguss meistern
Dank unserer agilen Produktionslinie sind wir in der Lage, mehrere Materilien und Farben mit den gleichen Werkzeugen zu testen. Aufgrund dieses Vorteils testen wir oft sequentiell, um die besten Formeigenschaften für verschiedene Geometrien zu bestimmen.
Unter Umständen kann es einfacher sein, einen anderen, einfacher zu verarbeitenden Kunststoff zu verwenden, um Probleme wie Einfallstellen, Fliesslinien, Schweisslinien und Hohlräume zu erkennen. Diese Informationen werden anschliesend in die nächste Iteration des Werkzeugdesigns eingearbeitet, um so eine schnellere und zuverlässigere Produktionzu ermöglichen.
Weitere Einzelheiten darüber, wann und wie PEEK für das Prototyping eingesetzt wird, finden Sie in unserem Know-How Zentrum.
