Was Sie über die CNC-Bearbeitung von PEEK wissen sollten

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.

CNC-Bearbeitungsblick

Auf einen Blick

Prozesse

Vorlaufzeit

Farben

Toleranz

Preis

Anwendungen

Noten

CNC-Fräse
CNC-Drehmaschine

So schnell wie 3 Tage

Deckendes Beige

Beim Ziehen: bis zu +/- 0.005 mm
Keine Zeichnung: ISO 2768 mittel

$ $ $

Metall-Alternative für hochbeanspruchte Anwendungen

Standard-PEEK,

 30 % glasgefüllt

Materialeigenschaften

PEEK

Streckgrenze (Zug)

Bruchdehnung

Härte

Dichte

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

Dichte

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.

PEEK-CNC-bearbeitete-Teile-1
CNC-bearbeitete Peek-Teile

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.

Art

Allgemeine Charakteristiken

Legierung

Allgemeine Anwendungen

Toleranzen für 1/2″ Dia.

Materialkostenfaktor

Bearbeitungskostenfaktor

Kunststoffe

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

Art

Allgemeine Charakteristiken

Legierung

Allgemeine Anwendungen

Toleranzen für 1/2″ Dia.

Materialkostenfaktor

Bearbeitungskostenfaktor

Stahl

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
0

1

1

Edelstahl:

Konzipiert für die Bearbeitung, nicht magnetisch

303

Elektronische Hardware, Automobil, Luft- und Raumfahrt, medizinische Instrumente und viele Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit erfordern

Kalt fertig
+/- 002

1.9

2.7

Messing

Festigkeit, Korrosions- und Verschleißfestigkeit und hervorragende Bearbeitbarkeit

C35300

Gut geeignet für Teile mit Rändelung oder Gewinde

+0015

3.5

0.07

Aluminium

Konzipiert für die Bearbeitung

2011

Elektronische Hardware, endlose kommerzielle Produkte

Kalter Abgang
+/- 0015

3.8

0.6

Titan

Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, gute Biokompatibilität

Ti-6Al-4VEli

Medizinische Implantate

Geschliffen & poliert
+/- 002

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

Gutes

Mechanische Leistung

Gutes

Gutes

OK

Genauigkeit und Wiederholbarkeit

Gutes

Gutes

OK

Peek CNC-Bearbeitung

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.