PEEK (Polyetheretherketon) und PTFE (Polytetrafluorethylen) sind zwei thermoplastische Werkstoffe, die aufgrund ihrerhervorragenden chemischen und thermischen Eigenschaften in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. In diesem ausführlichen Artikel werden zunächst die physikalischen und chemischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe vorgestellt und ihre häufigsten Verwendungszwecke sowie ihre Stärken und Schwächen untersucht. Schließlich wird die Verarbeitung von PEEK und PTFE beschrieben.

Eigenschaften von PEEK- und PTFE-Materialien

PEEK (PolyEtherKeton) ist ein thermoplastisches Polymer, das für seine hervorragenden thermischen Eigenschaften mit einem Schmelzpunkt von ca. 343 °C und seine chemischen Eigenschaften bekannt ist, da es einer Vielzahl von Chemikalien, einschließlich Säuren, Basen und Lösungsmitteln, standhält.
Die chemische Formel von PEEK lautet (C19 H12 O3)n; diese chemische Formel stellt die Grundstruktur dieses Polymers dar, wobei „n“ die Länge der Polymerkette angibt, die je nach Herstellungsverfahren und spezifischen Anwendungen variieren kann. Wie aus der chemischen Formulierung ersichtlich, besteht PEEK hauptsächlich aus Kohlenstoffatomen, was es sehr temperaturbeständig und mechanisch robust macht, mit hoher Verschleiß- und Abriebfestigkeit.
PEEK hat den Vorteil, dass es auch bei hohen Temperaturen seine Form und Größe beibehält und aufgrund seiner Biokompatibilität auch in medizinischen Anwendungen eingesetzt werden kann. Andererseits ist es relativ teurer als andere Polymere und seine Verarbeitung kann komplexer sein.

PTFE (PolyTetraFluoroEthylen) ist auch unter dem eingetragenen Warenzeichen Teflon bekannt und ist ein Fluorpolymer, das zur Familie der Perfluorkohlenwasserstoffe (PFC) gehört; es ist für seine chemische Beständigkeit bekannt , da es praktisch undurchlässig für eine breite Palette von korrosiven Chemikalien ist. Es hat außerdem den niedrigsten Reibungskoeffizienten unter den bekannten Materialien und eignet sich daher hervorragend für Schmier- und Antihaftanwendungen.
Die chemische Formel von PTFE lautet (C2 F4)n, wobei „n“ wiederum für die Polymerkette steht, die aus Wiederholungen der Monomereinheit von PTFE besteht. Die monomere Grundeinheit von PTFE besteht aus zwei Kohlenstoffatomen (C2) und vier Fluoratomen (F4), die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind, was PTFE seine außergewöhnliche chemische Beständigkeit verleiht. Mit einem Schmelzpunkt von etwa 327 °C ist es auch sehr temperaturbeständig.
PTFE ist ein hervorragender elektrischer Isolator und wird in elektrischen und elektronischen Anwendungen eingesetzt, wobei es seine Eigenschaften bei extrem niedrigen und hohen Temperaturen beibehält.
Andererseits hat PTFE im Vergleich zu anderen Werkstoffen eine relativ geringe mechanische Festigkeit, was seine Anwendung bei hohen mechanischen Belastungen einschränkt; außerdem kann sich PTFE bei hohen Temperaturen dauerhaft verformen. Aufgrund seiner Antihaftbeschaffenheit lässt sich PTFE bei der Verarbeitung nur schwer mit anderen Materialien verbinden oder verkleben.

Typische Anwendungen von PEEK und PTFE in der Industrie

Sowohl PEEK als auch PTFE sind vielseitige Materialien, die sich für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, insbesondere wenn eine Kombination aus chemischer Beständigkeit, Wärmebeständigkeit, Dimensionsstabilität und anderen spezifischen Eigenschaften erforderlich ist.
Zu den wichtigsten typischen Anwendungen von PEEK gehören:

  • Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo es aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Wärmebeständigkeit in Triebwerksteilen, Dichtungssystemen und anderen Flugzeuganwendungen eingesetzt wird;
  • medizinischenGeräten, insbesondere in chirurgischen Instrumenten, medizinischen Bildgebungsgeräten und Implantaten, aufgrund seiner Biokompatibilität und chemischen Beständigkeit;
  • in der Öl- und Gasindustrie, die in korrosionsbeständigen und hochdruck- und temperaturbeständigen Ventilkomponenten zum Einsatz kommen.
  • Komponenten in derchemischen Industrie, für Teile, die aggressiven Chemikalien widerstehen müssen;
  • Automobilkomponenten, in Anwendungen wie Dichtungen, Lager, Leistungselektronik und Rohrleitungen.
  • Design-Dichtungen, in allen Industriebereichen durch die Herstellung von maßgeschneiderten Dichtungen auf der Grundlage einer Zeichnung oder einer Form.

Zu den wichtigsten Verwendungszwecken von PTFE gehören:

  • Antihaftbeschichtungen, die als Material für die Antihaftbeschichtung von Töpfen und Pfannen bekannt sind;
  • Dichtungen, Buchsen und Dichtungen, dank seiner hohen chemischen Beständigkeit;
  • Rohre und Ventile speziell für aggressive Chemikalien;
  • Elektronik, in elektrischen Isolatoren, Kabeln, Steckern und Bauteilen wegen seiner elektrischen Stabilität;
  • in der pharmazeutischen Industrie, in Laborgeräten, Rohrleitungen und Dosiersystemen;
  • Lebensmittelindustrie, als Bestandteil von Geräten zur Handhabung und zum Transport von Lebensmitteln;
  • in der chemischen Industrie, insbesondere in chemikalienbeständigen Behältern, Rohren und Ausrüstungen.

Aus wirtschaftlicher Sicht ist PEEK im Allgemeinen teurer als PTFE, aber die Kosten für polymere Werkstoffe können je nach Faktoren wie Reinheit des Materials und der physikalischen Form, in der es verkauft wird (Granulat für die Herstellung von Teilen, halbfertige oder fertige Formen), stark variieren.

Es ist wichtig, die Materialkosten im Zusammenhang mit den spezifischen Produktionsanforderungen und -vorteilen zu betrachten. Seit mehr als 30 Jahren unterstützt und berät TAFER Unternehmen bei der Auswahl des besten Materials, wobei die Bewertung auf einer umfassenden Analyse der erforderlichen Leistung, der Spezifikationen der Anwendung oder der Produktionskette und des angestrebten wirtschaftlichen Rahmens basiert.

PEEK- und PTFE-Verarbeitung

Die Verarbeitung von PEEK und PTFE erfordert aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften verschiedene Techniken und Fähigkeiten. Beide Materialien erfordern aufgrund der hohen Temperaturen Sorgfalt bei der Verarbeitung.
TAFER hat sich auf die Herstellung von Halbzeugen aus unbehandeltem und gefülltem PTFE und polymeren Werkstoffen wie reinem und gefülltem PEEK spezialisiert und ist in Italien ein führendes Unternehmen in der Herstellung von kundenspezifischen Komponenten mit spanender Bearbeitung und spritzgegossenen Technopolymeren. Um sich ein Höchstmaß an Fachwissen zu sichern und eine gezielte technische Beratung für den optimalen Einsatz dieser Materialien zu erhalten, ist es ratsam, sich an TAFER zu wenden.

PEEK kann verarbeitet werden durch:

  • Schneiden und Fräsen mit herkömmlichen Werkzeugmaschinen, wobei aufgrund der Härte des Materials auf verschleißfeste Werkzeuge zu achten ist;
  • Drehen mit harten Schneidwerkzeugen, wie z. B. Hartmetalleinsätzen, wobei darauf zu achten ist, dass die Schnittgeschwindigkeit angepasst wird, um eine Überhitzung und Beschädigung des Materials zu vermeiden;
  • Spritzgießen, insbesondere für die Herstellung komplexer Bauteile; dieses Verfahren erfordert spezielle Anlagen und Temperaturen;
  • CNC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitung für die Herstellung von Präzisionsteilen.

Die Verarbeitung von PTFE kann durch erfolgen:

 

  • Schneiden und Fräsen, da sie mit herkömmlichen Schneidwerkzeugen leicht zu bearbeiten sind und keine speziellen Kühlmittel benötigt werden;
  • Heißspritzgießen mit speziellen Geräten. Dieses Verfahren erfordert hohe Temperaturen zum Schmelzen des Materials und eine wirksame Kontrolle, um die Zersetzung von PTFE bei zu hohen Temperaturen zu verhindern;
  • Sintern zur Herstellung von kompakten Bauteilen durch Erhitzen von PTFE über seinen Schmelzpunkt und anschließendes Abkühlen.
  • Kaltpressen, eine Technik, die selten angewandt wird, da sie einen erheblichen Druck zur Verformung des Materials erfordert.

Im Allgemeinen ist PTFE besser bearbeitbar als PEEK. Wenn jedoch eine hohe mechanische Leistung erforderlich ist, kann PEEK die bessere Wahl sein, auch wenn es mehr Bearbeitung erfordert. Um herauszufinden, wie unsere PEEK- und PTFE-Lösungen die Qualität und Effizienz Ihrer Projekte steigern können, wenden Sie sich bitte an TAFER: Unsere Erfahrung steht Ihnen zur Verfügung, um Ihnen die beste Wahl zu ermöglichen.

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