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Was Sie über die CNC-Bearbeitung von PEEK wissen sollten
Polyetheretherketon (PEEK) ist ein technischer Hochleistungsthermoplast, der zur Herstellung von Teilen verwendet wird, die hohen Temperaturen, Chemikalien und anderen rauen Umgebungen ausgesetzt sind. Es neigt während der Verarbeitung zu Rissen und erfordert besondere Erfahrung und Kenntnisse in der Handhabung. PEEK ist auch ein sehr reines Polymer mit ausgezeichneter Abriebfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dimensionsstabilität, Biokompatibilität und Wasserabsorption. Dieser leichte Thermoplast ist ein idealer Ersatz für die meisten weichen Metalle.
1.Überblick über PEEK
Ähnlich wie PPS ist PEEK chemisch und wasserbeständig, während es mit einem Schmelzpunkt von 343 °C bei höheren Temperaturen arbeiten kann. Es kann ohne dauerhaften Verlust der physikalischen Eigenschaften dauerhaft hohen Temperaturen von 250°C ausgesetzt werden. PEEK Materialien sind in Form von Pellets, Filamenten, Platten, Stäben und Rohren mit ungefüllter, auch mit 30 % glasfasergefüllter und 30 % Kohlefaser verstärkter Festigkeit erhältlich. Es wird normalerweise als industrietauglich oder medizinisch eingestuft. PEEK-Kunststoffe in Industriequalität werden in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil-, Chemie-, Elektronik- und Energieindustrie verwendet, während PEEK-Kunststoffe in medizinischer Qualität im Gesundheitswesen und in der Zahnmedizin verwendet werden.
Auf einen Blick
Prozesse | Vorlaufzeit | Colors | Toleranz | PREIS | Anwendungen | Noten |
CNC-Fräse | So schnell wie 3 Tage | Deckendes Beige | Beim Ziehen: bis zu +/- 0.005 mm | $ $ $ | Metall-Alternative für hochbeanspruchte Anwendungen | Standard-PEEK, 30 % glasgefüllt |
Materialeigenschaften
PEEK | |||||
Streckgrenze (Zug) | Bruchdehnung | Härte | Signaldichte | Maximale Temperatur | McMaster-Teilenummer |
14,000 psi | 20% | Rockwell R125 | 0.047 lbs / cu. in. | 480 ° F | 8504K811 |
PEEK (30 % glasgefüllt) | |||||
Streckgrenze (Zug) | Bruchdehnung | Härte | Signaldichte | Maximale Temperatur | McMaster-Teilenummer |
14,000 psi | 3% | Rockwell R126 | 0.054 lbs / cu. in. | 480 ° F | 8678k14 |
Design-Empfehlungen
Mindestwand Dicke | Min. Schaftfräsergröße | Minimale Bohrergröße | Maximale Teilegröße | Hinterschneidungen | Noten |
0.5mm | 0.8 mm (0.03 Zoll) | 0.5 mm (0.02 Zoll) | 1200 x 500 x 152 mm [x,y,z] (Mühle) 152 x 394 mm [d,h] (Drehmaschine) | Vierkantprofil, Vollradius, Schwalbenschwanzprofile | Die Tiefe darf den 12-fachen Bohrerdurchmesser nicht überschreiten. Bei Schaftfräsern darf die Tiefe das 10-fache des Werkzeugdurchmessers nicht überschreiten. |
CNC-Bearbeitung von PEEK-Teilen
Zu den kundenspezifischen PEEK-Komponenten gehören: Rollen und Räder, Lager, Buchsen, Dichtungen, Dichtungen, Kolbenteile, medizinische Implantate, orthopädische Instrumente, Arzneimittelabgabesysteme, Zahnmedizin usw.
2. PEEK CNC-Bearbeitungsvorschlag
Glühprozess. CNC-Bearbeitungszentren typischerweise Lagerstangen mit Durchmessern von 6 mm bis 150 mm. Vor der Bearbeitung muss PEEK durch einen Glühprozess spannungsarm geglüht werden. Dies dient dazu, die Bildung von Oberflächenrissen und inneren Spannungen aufgrund der beim Schneiden erzeugten Wärme zu verhindern. Bei der Langzeitbearbeitung von PEEK sind zusätzliche Glühverfahren erforderlich, wie beispielsweise ein Glühverfahren vor dem Schruppen und ein zweites Glühen vor dem Schlichten, um die Möglichkeit einer Rissbildung auszuschließen. Der Kostenfaktor für die CNC-Bearbeitung von PEEK beträgt 0.9 im Vergleich zu Stahl 12L14.
Typ | Allgemeine Charakteristiken | Legierung | Allgemeine Anwendungen | Toleranzen für 1/2″ Dia. | Materialkostenfaktor | Bearbeitungskostenfaktor |
Hochfestes Kunstharz, extrem hohe Beständigkeit gegen Hitze, Feuchtigkeit und Chemikalien | PEEK | Lager, Buchsen, Pumpenkomponenten, medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrtkomponenten | +0.004-0 | 71.6 | 0.9 | |
Im Vergleich zu anderen Materialien | ||||||
Typ | Allgemeine Charakteristiken | Legierung | Allgemeine Anwendungen | Toleranzen für 1/2″ Dia. | Materialkostenfaktor | Bearbeitungskostenfaktor |
Entwickelt für hervorragende Bearbeitbarkeit. Nur Hartschale | 12L14 | Endlose kommerzielle Produkte; Wahrscheinlich werden mehr Pfund für gedrehte Produkte verwendet als für jedes andere Material | Kalt gezogen | 1 | 1 | |
Konzipiert für die Bearbeitung, nicht magnetisch | 303 | Elektronische Hardware, Automobil, Luft- und Raumfahrt, medizinische Instrumente und viele Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern | Kalt fertig | 1.9 | 2.7 | |
Festigkeit, Korrosions- und Verschleißfestigkeit und hervorragende Bearbeitbarkeit | C35300 | Gut geeignet für Teile mit Rändelung oder Gewinde | +0015 | 3.5 | 0.07 | |
Konzipiert für die Bearbeitung | 2011 | Elektronische Hardware, endlose kommerzielle Produkte | Kalter Abgang | 3.8 | 0.6 | |
Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, gute Biokompatibilität | Ti-6Al-4VEli | Medizinische Implantate | Geschliffen & poliert | 30.2 | 6 | |
Erweichen Sie PEEK vor der Bearbeitung. Die Verarbeitungsmethode in Industriequalität ist ähnlich wie bei den meisten PEEK-Polymeren in medizinischer Qualität. Medizinisches PEEK enthält jedoch häufig härtere Kohlefasern, was ein Erweichen des PEEK-Materials vor der maschinellen Bearbeitung erfordert, wodurch der Werkzeugverschleiß verringert wird. DDPROTOTYPE, ein führendes Prototyping-Unternehmen in China, fasst Schnittdaten auf der Grundlage von mehr als 20 Jahren Bearbeitungserfahrung zusammen, um Designern zu helfen, die Bearbeitungstechnologie von traditionellen medizinischen und kohlefaserverstärkten PEEK-Polymeren zu verstehen.
Bearbeitungshandbuch | ||
| Natürliche | Kohlefaserverstärkt |
Sägen | - | Material auf 120 C Grad vorheizen |
Freiwinkel – Grad | 15 bis 30 | 15 bis 30 |
Spanwinkel – Grad | 0 bis 5 | 10 bis 15 |
Schnittgeschwindigkeit – m/min | 500 bis 800 | 200 bis 300 |
Tonhöhe – mm | 3 bis 5 | 3 bis 5 |
| ||
Bohren |
| Material auf 120 C Grad vorheizen |
Freiwinkel – Grad | 5 bis 10 | 6 |
Spanwinkel – Grad | 10 bis 30 | 5 bis 10 |
Schnittgeschwindigkeit – m/min | 50 bis 200 | 80 bis 100 |
Vorschubgeschwindigkeit – mm/U | 0.1 bis 0.3 | 0.1 bis 0.3 |
| ||
Fräsen |
| Es ist keine Materialvorwärmung erforderlich |
Freiwinkel – Grad | 5 bis 10 | 15 bis 30 |
Spanwinkel – Grad | 10 bis 30 | 10 bis 15 |
Schnittgeschwindigkeit – m/min | 50 bis 200 | 200 bis 300 |
| ||
Drehung |
| Es ist keine Materialvorwärmung erforderlich |
Freiwinkel – Grad | 6 bis 8 | 6 bis 8 |
Spanwinkel – Grad | 0 bis 5 | 2 bis 8 |
Schnittgeschwindigkeit – m/min | 250 bis 500 | 150 bis 200 |
Vorschubgeschwindigkeit – mm/U | 0.1 bis 0.5 | 0.1 bis 0.5 |
Verwenden Sie professionelle Werkzeuge.DDPROTOTYPE empfiehlt außerdem die Verwendung von Siliziumkarbid-Fräsern für natürliches PEEK und Diamantwerkzeuge für kohlefaserverstärktes PEEK. Es sollte auch beachtet werden, dass während der Bearbeitung reines Wasser als Kühlmittel verwendet wird, um die während der Bearbeitung erzeugte Schneidwärme abzuführen.
Bohrlöcher. Beim Tiefbohren von PEEK können Risse entstehen, da PEEK im Vergleich zu anderen Kunststoffen eine geringere Dehnung aufweist.
Verhindern Sie Verschmutzung. Es ist dasselbe wie bei der Bearbeitung anderer medizinischer Komponenten. Das Werkstück muss während der Bearbeitung von PEEK vor Verschmutzung geschützt werden, die CNC-Maschine, Spannvorrichtungen und Werkzeuge des Werkstücks müssen geschützt und von anderen getrennt sein und dürfen nicht mit anderen Werkzeugen gemischt werden. Der Bediener muss Handschuhe tragen.
3.Andere Herstellungsverfahren
PEEK-Materialien sind nicht auf die CNC-Bearbeitung beschränkt, sie können auch durch 3D-Druck oder Spritzguss verarbeitet werden. Welches Herstellungsverfahren gewählt wird, hängt vom gewünschten Endprodukt, der Zeit und dem Budget ab.
Für 3D-gedruckte PEEK-Teile, die im medizinischen Bereich immer beliebter werden, lassen sich Teile mit komplexen Geometrien leicht realisieren, insbesondere für medizinische Implantate liegen die optionalen Materialien meist in Form von FFF-Filament und SLS-Pulver vor. PEEK-Spritzgussteile werden häufig in der Medizin sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Sein Schmelzpunkt liegt jedoch bei einer höheren Temperatur, die die obere Grenze der Fähigkeiten vieler Spritzgussmaschinen übersteigt. Daher gilt PEEK in der Spritzgussfertigung als besonderer Werkstoff. Sie können auch andere Hochtemperaturmaterialien wie PEKK oder Ultem wählen.
Maschinenbearbeitung | CNC-VERARBEITUNG | 3D Druck | Spritzgießen |
Komplexe Geometrien | OK | OK | Gut |
Mechanische Leistung | Gut | Gut | OK |
Genauigkeit und Wiederholbarkeit | Gut | Gut | OK |
4. Oberflächenbehandlung
Die natürliche Farbe von PEEK-Teilen ist opak grau. Aufgrund der Struktur von PEEK lässt es sich nur schwer mit Lacken und Beschichtungen verbinden. Glücklicherweise ist es aufgrund der inhärenten chemischen Beständigkeit von PEEK oft möglich, Teile in ihrem bearbeiteten Zustand zu halten.
Wie bearbeitet: Durch den CNC-Bearbeitungsprozess können PEEK-Teile eine Oberflächengüte von 125 uin Ra erreichen. Das ist ganz glatt.
Perlenstoß: Die Oberfläche kann mit einer Glasperlenmaschine geschliffen werden, um alle Markierungen auf PEEK-Teilen zu entfernen
Sonstige Dienstleistungen:einschließlich Polieren, Kantenveredelung, Laminieren, Aufbringen von Aufklebern.
5. Häufige Fragen zur CNC-Bearbeitung von PEEK
Q1: Was ist der Grund für die Verformung von PEEK CNC-Bearbeitung?
Es gibt keinen Glühschritt, um die innere Spannung zu entfernen, oder die innere Spannung wird nicht vollständig entfernt.
Die CNC-Schnitttiefe ist zu tief.
Kein Kühlmittel zum Abführen der beim Schneiden entstehenden Wärme.
Unregelmäßiges, ungleichmäßiges Schneiden oder mehr Schnitte auf einer Seite als auf der anderen Seite.
Die Klemmen sind nicht stark genug, was zu Vibrationen führt.
Die Klemme ist zu fest, was das Werkstück verformt.
F2: Wie werden Grate an PEEK-Teilen repariert?
Da PEEK die Eigenschaften einer hohen Zähigkeit aufweist, können bei der Bearbeitung leicht Grate entstehen. Nach mehr als zehn Jahren Erfahrung von DDPROTOTYPE gibt es derzeit vier Methoden, um Grate zu entfernen.
Halten Sie die Werkzeuge scharf, vorzugsweise Diamantwerkzeuge.
Fügen Sie eine Fasenfunktion hinzu, um den Grat von den Kanten zu entfernen.
Verwenden Sie den zweiten Arbeitsfortschritt, um den Grat zu entfernen.
Es ist am besten, glasgefülltes oder kohlenstoffgefülltes PEEK-Material zu verwenden, übliche Arten von PEEK können leicht Grate haben.
Als professionelles On-Demand-Fertigungsunternehmen mit über 20 Jahren Erfahrung bietet DDPROTOTYPE eine breite Palette von PEEK-Fertigungsdienstleistungen an, die qualitativ hochwertige PEEK-Teile nach Ihren Spezifikationen zu sehr günstigen Kosten gewährleisten. Wenn Sie Fragen zum PEEK-Projekt haben, wenden Sie sich bitte an unsere Fertigungsspezialisten. DDPROTOTYPE berät Sie kostenlos zu Design und Erfahrung in der Materialbearbeitung.
