Hallo! Ich bin Zulieferer im Bereich Fräsbearbeitung von PEEK und möchte heute über die Eigenschaften von PEEK sprechen, die sich auf die Fräsbearbeitung auswirken.
Hoher Schmelzpunkt
PEEK hat einen wirklich hohen Schmelzpunkt, etwa 343 °C. Das ist beim Fräsen Segen und Fluch zugleich. Einerseits können PEEK-Teile dadurch ihre Form und Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen beibehalten. Doch beim Mahlen entsteht aufgrund des hohen Schmelzpunkts eine erhebliche Hitzeentwicklung. An der Schneidkante des Werkzeugs kann es zu einem Hitzestau kommen, der zu einem schnellen Werkzeugverschleiß führt.
Wenn das Werkzeug zu heiß wird, nimmt seine Härte ab und es beginnt sich zu verformen. Dies verringert nicht nur die Qualität der bearbeiteten Oberfläche, sondern verkürzt auch die Lebensdauer des Werkzeugs. Um dem entgegenzuwirken, verwenden wir häufig Kühlmittel. Kühlmittel können die beim Fräsvorgang entstehende Wärme effektiv abführen. Sie schmieren auch die Schneide und verringern so die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem PEEK-Material. Dies trägt dazu bei, das Werkzeug in gutem Zustand zu halten und sorgt für einen reibungslosen Bearbeitungsprozess.
Hohe Festigkeit und Steifigkeit
PEEK ist für seine hervorragende Festigkeit und Steifigkeit bekannt. Es hält hohen mechanischen Belastungen ohne nennenswerte Verformung stand. Beim Fräsen bedeutet diese Eigenschaft, dass PEEK während des Bearbeitungsprozesses seine Form gut behalten kann. Wir müssen uns keine allzu großen Sorgen darüber machen, dass sich das Material unter dem Druck des Schneidwerkzeugs verzieht oder verformt.
Aufgrund der hohen Festigkeit und Steifigkeit ist PEEK im Vergleich zu einigen anderen Kunststoffen jedoch auch schwieriger zu schneiden. Die für die Bearbeitung von PEEK erforderlichen Schnittkräfte sind relativ hoch. Das bedeutet, dass wir hochwertige Schneidwerkzeuge mit scharfen Kanten verwenden müssen. Stumpfe Werkzeuge können das PEEK nicht effektiv durchtrennen und verursachen eine stärkere Wärmeentwicklung und Oberflächenrauheit.
Zum Fräsen von PEEK sind beispielsweise Hartmetallwerkzeuge oft eine gute Wahl. Sie sind hart genug, um den hohen Schnittkräften standzuhalten und können ihre Schärfe über einen längeren Zeitraum beibehalten. Auch die richtige Werkzeuggeometrie ist entscheidend. Werkzeuge mit dem richtigen Span- und Freiwinkel können die Schnittkräfte reduzieren und die Bearbeitungseffizienz verbessern.
Chemische Beständigkeit
PEEK verfügt über eine hervorragende chemische Beständigkeit. Es ist beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien, darunter Säuren, Basen und organische Lösungsmittel. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen die PEEK-Teile rauen chemischen Umgebungen ausgesetzt sind. Aber beim Fräsen kann es eine kleine Herausforderung sein.
Aufgrund der chemischen Beständigkeit reagiert PEEK nicht so leicht mit Kühl- und Schmiermitteln. Wir müssen die richtigen Kühl- und Schmierstoffe auswählen, die mit PEEK kompatibel sind. Einige Kühlmittel haben möglicherweise keine guten Benetzungseigenschaften auf der PEEK-Oberfläche, was die Wärmeübertragung und Schmierung während des Fräsprozesses beeinträchtigen kann.
Wir verwenden normalerweise wasserbasierte Kühlmittel mit Zusätzen, die ihre Leistung auf PEEK verbessern können. Diese Kühlmittel können eine gute Kühlung und Schmierung bieten und sind gleichzeitig chemisch mit PEEK kompatibel.
Niedriger Reibungskoeffizient
PEEK hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten, was in vielen Anwendungen von Vorteil ist. Es reduziert den Verschleiß beweglicher Teile. Auch beim Fräsen kann sich diese Eigenschaft auswirken.
Der niedrige Reibungskoeffizient führt dazu, dass die beim Fräsen entstehenden Späne weniger am Schneidwerkzeug haften bleiben. Das ist gut, weil dadurch die Gefahr einer Spanverstopfung verringert wird, die zu schlechter Oberflächengüte und Werkzeugschäden führen kann. Allerdings bedeutet die geringe Reibung auch, dass es etwas schwierig sein kann, den Spanfluss zu kontrollieren.
Wir müssen die Schnittparameter und die Werkzeuggeometrie so gestalten, dass der Spanfluss effektiv gesteuert werden kann. Beispielsweise kann der Einsatz von Werkzeugen mit Spanbrechern dabei helfen, die Späne in kleinere Stücke zu brechen und eine reibungslose Spanabfuhr zu gewährleisten.
Kristallinität
PEEK kann sowohl in amorpher als auch in teilkristalliner Form vorliegen. Der Kristallinitätsgrad beeinflusst seine mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie seine Bearbeitbarkeit.
Teilkristallines PEEK hat eine höhere Festigkeit und Steifigkeit, ist aber im Vergleich zu amorphem PEEK auch spröder. Beim Fräsen ist es wahrscheinlicher, dass teilkristallines PEEK reißt oder bricht, insbesondere wenn die Schnittkräfte zu hoch sind oder die Bearbeitungsparameter nicht optimiert sind.
Amorphes PEEK hingegen ist duktiler und leichter zu bearbeiten. Es weist jedoch eine geringere Festigkeit und Steifigkeit auf. Wir müssen den richtigen PEEK-Typ basierend auf den spezifischen Anwendungsanforderungen und dem Bearbeitungsprozess auswählen.
Vergleich mit anderen Kunststoffen
Wenn wir PEEK mit anderen Kunststoffen wie PPSU, Nylon und Polycarbonat vergleichen, können wir einige Unterschiede in ihren Mahleigenschaften erkennen.
CNC-Bearbeitung von PPSUist ebenfalls ein Hochleistungskunststoff, hat aber einen niedrigeren Schmelzpunkt als PEEK. Dies bedeutet, dass die beim Mahlen entstehende Wärme relativ einfacher zu bewältigen ist. Allerdings ist PPSU nicht so fest und steif wie PEEK, sodass Teile aus PPSU möglicherweise nicht für Anwendungen mit hohen mechanischen Belastungen geeignet sind.
CNC-Bearbeitung von Nylonist ein weit verbreiteter Kunststoff. Aufgrund seiner geringeren Festigkeit und Steifigkeit ist es relativ leicht zu bearbeiten. Allerdings weist Nylon im Vergleich zu PEEK eine schlechte chemische Beständigkeit auf. Es kann Feuchtigkeit aufnehmen, was seine Dimensionsstabilität und mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen kann.
CNC-Bearbeitung von Polycarbonatist für seine Transparenz und gute Schlagfestigkeit bekannt. Es lässt sich leichter bearbeiten als PEEK, hat aber einen niedrigeren Schmelzpunkt und ist anfälliger für Kratzer und Risse.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Eigenschaften von PEEK, wie hoher Schmelzpunkt, Festigkeit, Steifigkeit, chemische Beständigkeit, niedriger Reibungskoeffizient und Kristallinität, alle erhebliche Auswirkungen auf den Fräsbearbeitungsprozess haben. Als Lieferant von PEEK für die Fräsbearbeitung müssen wir diese Eigenschaften gut verstehen und die Bearbeitungsparameter und die Werkzeugauswahl optimieren, um qualitativ hochwertige Bearbeitungsergebnisse sicherzustellen.
Wenn Sie auf der Suche nach hochwertigen gefrästen PEEK-Teilen sind, freue ich mich über ein Gespräch mit Ihnen. Unabhängig davon, ob Sie spezielle Anforderungen an die Festigkeit, Hitzebeständigkeit oder chemische Beständigkeit der Teile haben, können wir gemeinsam die besten Lösungen finden. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren und ein Gespräch über Ihre Beschaffungsbedürfnisse zu beginnen.
Referenzen
- „Plastic Materials in Engineering“ von Brian Ellis
- „Machining of Polymers“ von John A. Schey
