Ausrüstung: Standard-Spritzgießmaschinen

PEEK lässt sich auf Standard-Spritzgießmaschinen der meisten namhaften Hersteller verarbeiten. Je nach PEEK-Qualität liegen die Verarbeitungstemperaturen im Spritzgießzylinder zwischen 350 °C und 400 °C. Diese Temperaturen lassen sich mit den meisten Standard-Spritzgießmaschinen mit Zylinderheizung ohne Modifikationen erreichen. Falls Modifikationen erforderlich sind, betreffen diese in der Regel die Heizbänder oder Thermoelemente/Regler. Wir empfehlen die Verwendung von Keramikheizbändern, da diese eine besonders gleichmäßige Verarbeitung gewährleisten. Zusätzlich ist der Einsatz von Zylinderisolierungen empfehlenswert, da diese die Wärme isolieren und somit Energiekosten sparen. Eine Standardschnecke ist ausreichend. Kupfer und Kupferlegierungen sollten nicht mit der Schmelze in Kontakt kommen. Alle metallischen Komponenten müssen glatt und hochglanzpoliert sein, um ein Verkleben zu verhindern.

Die Bedeutung der Trocknung von PEEK-Polymer

PEEK-Pellets werden nominell trocken geliefert, können aber Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. In unserer Dokumentation geben wir Hinweise zur Trocknung. Kurz gesagt, empfehlen wir, die Pellets 2–3 Stunden lang bei 150–160 °C (302–320 °F) auf Blechen in Umluftöfen oder alternativ über Nacht zu trocknen. Ziel ist es, den Restfeuchtegehalt auf unter 0,02 % zu reduzieren. Alternativ können auch Entfeuchter oder Adsorptionstrockner verwendet werden, die einen Taupunkt bzw. eine Sättigungstemperatur von -40 °C (-40 °F) gewährleisten müssen.

Sauberkeit ist entscheidend

Bei der Verarbeitung von PEEK ist jegliche Kontamination unbedingt zu vermeiden. Die meisten anderen Polymere zersetzen sich bei den Verarbeitungstemperaturen von PEEK. Daher ist es unerlässlich, mit sauberen Trockenöfen, Trichtern, Spritzgießmaschinen und allen anderen Behältern zur Aufnahme von Angusskanälen oder Teilen zu beginnen. Vor Beginn des PEEK-Spritzgießens sollten die Schnecken herausgezogen und Zylinder und Schnecke gründlich gereinigt und gebürstet werden. Die Trichter sind auf Verstopfungen zu prüfen. Mahlgut kann eine erhebliche Kontaminationsquelle darstellen. Wir empfehlen daher, für das Mahlen von PEEK-Materialien spezielle Anlagen zu verwenden. Jegliche Verunreinigungen während des Spritzgießprozesses zeigen sich als schwarze Flecken im fertigen Bauteil.

Verwenden Sie die größtmöglichen Tore.

PEEK benötigt große Angüsse. Die Angussgröße hängt vom Bauteilvolumen, der Anzahl der Kavitäten und der Bauteilgeometrie ab. PEEK ist ein teilkristalliner Kunststoff und weist im Vergleich zu amorphen Thermoplasten eine deutlich höhere Schrumpfung auf. Darüber hinaus führt die Abkühlung von einer viel höheren Verarbeitungstemperatur auf Umgebungstemperatur zu einer stärkeren Schrumpfung als bei Polymeren, die bei niedrigeren Temperaturen verarbeitet werden. Durch die Verwendung möglichst großer Angüsse lässt sich das Bauteil vollständig ausfüllen. Bei Victrex gilt die Faustregel „2/3 der maximalen Wandstärke des Bauteils“. Je nach PEEK-Typ beträgt dieser Wert mindestens 1 mm (0,04 Zoll) für ungefülltes PEEK und 2 mm (0,08 Zoll) für Compounds. Angussformen wie Laschen-, Seiten- oder Fächerangüsse sind am gebräuchlichsten. Unterwasser- oder Tunnelangüsse können für sehr dünne Wände oder kleine Bauteile in Betracht gezogen werden, neigen aber dazu, beim Spritzgießen größerer Bauteile zu einem Erstarren des Angusses zu führen.

Gute Temperaturregelung

Die Formtemperatur ist entscheidend für die Herstellung eines teilkristallinen Bauteils, das die einzigartigen Eigenschaften von PEEK voll ausschöpfen kann. Betrachten wir einige Bauteile, die nicht korrekt geformt wurden.

Die braunen Bereiche bestehen aus amorphem PEEK, die beigefarbenen aus teilkristallinem PEEK. Für die erfolgreiche Verarbeitung von PEEK und seinen Compounds muss die Formtemperatur – je nach Material – zwischen 170 °C und 200 °C (170 °F und 392 °F) gehalten werden, um ein Abschrecken in den amorphen Zustand zu vermeiden. Wichtig ist, dass es sich dabei nicht nur um die eingestellte Formtemperatur, sondern auch um die Oberflächentemperatur der Form handelt. Dies lässt sich durch elektrische Heizungen für kleinere Teile und Ölheizungen mit isolierten Ölleitungen für größere Schussgrößen oder Werkzeuge mit großen/tiefen Kernen erreichen. Es empfiehlt sich, Isolierplatten zwischen Form und Maschinenplatte zu verwenden und das Werkzeug mit Wärmedämmung auszukleiden, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Form zu gewährleisten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es noch viele weitere Faktoren gibt, die für ein erfolgreiches PEEK-Formen eine Rolle spielen, aber die fünf oben genannten Faktoren bieten einen guten Einstieg in die wichtigsten Aspekte beim Formen von PEEK.

1. Für die Formgebung von PEEK können Standard-Formanlagen verwendet werden.
2. Trocknen Sie Ihre PEEK-Pellets gut, bevor Sie mit dem Formgebungsprozess beginnen.
3. Achten Sie auf Sauberkeit – jegliche Verunreinigung kann während des Formgebungsprozesses Probleme verursachen.
4. Verwenden Sie große Angüsse, um Ihre Form richtig zu füllen und Ihr Bauteil auszufüllen.
5. Eine gute Kontrolle der Formtemperatur ist erforderlich, um teilkristalline PEEK-Komponenten zu gewährleisten.

ÜBER DIE AUTORIN: Carin Burger ist Materialwissenschaftlerin und arbeitet seit 14 Jahren bei Victrex. Sie verfügt über Erfahrung in Forschung und Entwicklung sowie im technischen Service und arbeitet gerne im technischen Serviceteam mit Kunden zusammen, um deren Probleme zu lösen und Unterstützung bei Konstruktion, Verarbeitung und Fertigung zu leisten.   E-Mail: cburger@victrex.com ; Telefon: +44 1253 897700. Weitere Informationen finden Sie unter www.victrex.com .