Materialfokus: PEKK CARBON UND PEI-1010

Vor einigen Tagen haben wir Ihnen bereits unsere neuen Filamente ABS CARBON und ABS KEVLAR vorgestellt. Heute zeigen wir Ihnen anhand von zwei Materialien, PEI-1010 und PEKK Carbon, dass es möglich ist, die Entwicklung unserer technischen Filamente auf ein noch höheres Niveau anzuheben. Werfen wir zunächst einen Blick auf die Materialeigenschaften und die Druckparameter!

Polyetherketonketon (PEKK) gehört zu den teilkristallinen Thermoplasten, den Polyaryletherketonen (PAEK). Diese Hochleistungskunststoffe, zu denen auch das in dieser Kategorie verbreitetste PEKK zählt, bieten hervorragende thermomechanische Eigenschaften.

PAEK besteht aus Ether und Keton; Das Verhältnis und die Funktionalitäten dieser Stoffe beeinflussen die Glasübertragungstemperatur und die Schmelztemperatur der Polymere. Dies wirkt sich wiederum auf die thermische Beständigkeit und Formtemperatur aus. PAEK hat zahlreiche Vorteile, wie zum Beispiel seine hohe Steifigkeit. Es wird oft mit Aluminium verglichen, dabei ist es 40 % leichter. Es zeichnet sich außerdem durch hohe UV-, Temperatur-, und Chemikalienbeständigkeit sowie günstiges Gleit- und Abriebverhalten aus. Nachteilig sind sein hoher Preis und seine schwierige Verarbeitung. Nur wenige FDM Drucker können dieses Material drucken, so dass die Einsatzmöglichkeiten begrenzt bleiben. Weitere Minuspunkte von PAEK sind seine raue Oberfläche sowie die verfügbaren Farbtöne (schwarz, blau, beige und grün).

Die Anwendungen von PAEK

                                                                       Aufnahme von Carbonfasern

 

PAEK kommt in erster Linie in der Automobilindustrie zum Einsatz, da es ausgezeichnete Festigkeit, Haltbarkeit sowie thermische Beständigkeit bietet. Außerdem kann das Gewicht der Fertigteile reduziert werden. Man findet es in Getrieben, Dichtungen oder auch Halteringen.

Dank seiner guten Temperatur- und Druckbeständigkeit findet PAEK auch Verwendung in der Öl- und Gasindustrie. Antennen, Ventilgehäuse und Impeller werden mit PAEK hergestellt.

 

PAEK ist ebenfalls im Bereich der Raum- und Luftfahrt beliebt, weil es das Gewicht der Teile reduziert und dauerhafte Festigkeit, selbst bei extremen Bedingungen, bietet.  Man findet es in Radkappen des Fahrwerks, Kabelbindern, Gurthalterungen.

 

Auch der medizinische Bereich verwendet PAEK, denn es weist ähnliche Eigenschaften wie menschliche Knochen auf. Es ist daher ideal für die Herstellung von Zahnimplantaten oder Knochenersatz.

Im Rahmen der additiven Schmelzschichtverfahren ist PAEK optimal für die Produktion von kleinen oder mittleren Serien, da so die Kosten reduziert werden können:

  • Vom Design zum Fertigteil
  • Material: Bei der additiven Fertigung, die Schicht für Schicht aufträgt, gibt es weniger Materialverlust als bei subtraktiven Fertigungsverfahren wie beispielsweise Fräsen.
  • Vorbereitung: Die Vorbereitungszeit beim 3D-Druck ist kürzer als bei traditionellen Verfahren.
  • Wartung: Die Maschine kann schnell vorbereitet und gereinigt werden.

 

Aufgrund dieser Vorteile hatte ARMOR den Wunsch, ein PAEK Filament zu entwickeln. Ziel war es, ein technisches Material mit hohen mechanischen Eigenschaften anbieten zu können, das der wachsenden Nachfrage auf dem Markt gerecht wird.

 

PEKK CARBON

PAEK wird mit Carbonfasern angereichert. Es handelt sich um ein teilkristallines Material mit einem niedrigen Ether/Keton-Verhältnis. Im Vergleich zu PEEK ist die Kristallisationsgeschwindigkeit bei PEKK Carbon langsamer. Dies ermöglicht ein Drucken bei niedrigeren Temperaturen der Kammer, der Druckplatte und der Düse, d. h. die Zwischenschichten haften besser und es gibt weniger Warping. Mit PAEK können die Optik der Teile und deren mechanische Eigenschaften verbessert werden.

PEI-1010

PEI (Polyetherimid) gehört zu einer anderen Familie, die der thermoplastischen, amorphen Polymide, die äußerst hitzebeständig sind.  PEI ist weniger viskos und daher leichter zu drucken. Aufgrund seiner hohen mechanischen Leistungen findet man es in elektrischen Gehäusen, Küchengeräten oder auch Motorteilen. Im Vergleich zu PEEK ist es weniger temperaturbeständig, dafür aber kostengünstiger. PEI ist auch weniger fest (geringerer Elastizitätsmodul).

 

Welche Druckparameter empfehlen wir?

PEKK CARBON PEI-1010 PEEK.
Extrusionstemperatur 320-370° C 360-400° C 360-400° C
Temperatur der Druckplatte 110-150° C 140-170° C 120-170° C
Druckgeschwindigkeit 20 – 40 mm/s 10 – 40 mm/s 10 – 40 mm/s

 

Jeder 3D-Drucker hat eigene Druckparameter. Wir empfehlen Ihnen, Tests durchzuführen, um die am besten geeigneten Druckparameter zu bestimmen. Sie können sich jederzeit an unsere Vertriebsmitarbeiter wenden, die Sie gerne bei der Auswahl des richtigen Filaments beraten!