Dr. Boy: Verarbeitung von PEEK zu kleinen Lagerhülsen

BOY-Spritzgießautomaten sind nach Herstellerangaben durch ihre sehr präzise Einspritzgeschwindigkeits- und Druckregelung sehr gut zur Herstellung komplexer technischer Formteile geeignet. Überdurchschnittlich oft werden Hochleistungsthermoplaste auf den Maschinen des Spezialisten für Spritzgießautomaten unter 1.000 kN Schließkraft verarbeitet.

Die Polyetherketone sind eine Materialfamilie, die sich durch sehr hohe mechanische Festigkeit, hervorragende chemische Beständigkeit und höchste Temperaturfestigkeit unter den Thermopasten auszeichnet. Dies spiegelt sich auch im Materialpreis wieder, der oft deutlich über 100 € / kg liegt.

Hohe Verarbeitungstemperaturen erforderlich
Thermoplastische Materialien mit extremer Temperaturfestigkeit erfordern hohe Verarbeitungstemperaturen. Je nach Typ, Materialaufbau und Füllstoffen werden Polyetherketone bei Zylindertemperaturen zwischen 350°C und über 400°C verarbeitet. Um die guten Materialeigenschaften konstant zu erreichen ist es bei diesen teilkristallinen Kunststoffen nötig, mit einer (hohen) konstanten Werkzeugtemperatur im Bereich bis knapp über 200°C zu arbeiten.

Abgesehen von den hohen Temperaturen lassen sich PEEK ähnlich verarbeiten wie Polyamide. Auch bei PEEK sind hohe Anteile an Glasfaserverstärkungen üblich. Der Verarbeiter hat im wesentlichen die hohen Temperaturen zu beachten. Drücke und Einspritzgeschwindigkeiten liegen auf dem Niveau von PA.

Die Spritzgießmaschine muss mit Hochleistungsheizbändern ausgerüstet sein. Je nach Materialdurchsatz sind hochverschleißfeste Plastifiziereinheiten zu empfehlen. Bei sehr geringen Durchsätzen, wie sie hauptsächlich bei Schneckendurchmessern unter 18 mm üblich sind, ist die abrasive Wirkung von Verstärkungsstoffen praktisch vernachlässigbar, wenn die Einzugszone am Zylinder möglichst heiß gefahren wird.

Das Spritzgießwerkzeug kann praktisch immer mit einer elektrischen Beheizung betrieben werden, da die Wärmeabstrahlung in die Umgebung die durch den Kunststoff eingebrachte Energie übertrifft.

Kleine Lagerhülsen aus unverstärktem PEEK
Auf einer BOY XS mit Æ 14 mm Plastifiziereinheit wurden kleine Lagerhülsen (Bild) aus einem unverstärkten PEEK hergestellt. Das Gewicht einer Hülse liegt bei 0,023 g, das Schussgewicht ist bei drei Kavitäten und einem Angussverteiler 0,26 g.

Die Zylindertemperatur wurde auf 355 °C eingestellt; eine beheizte Angussbuchse im Werkzeug regelte auf 375 °C. Die Werkzeugtemperatur lag bei 185 °C.

Bei einer Einspritzzeit von 0,22 sec ergab sich ein maximaler Einspritzdruck von ca. 690 bar.

Vor der Verarbeitung muss Polyetherketon sorgfältig vorgetrocknet werden; die Restfeuchte soll unter 0,05 % liegen.

Die Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit der Lagerhülsen mit einer maximalen Wandstärke von 0,5 mm sind einwandfrei.

Abgesehen von den hohen Verarbeitungstemperaturen verhält sich das Material in der Verarbeitung wie ein typischer teilkristalliner Kunststoff.

Gerade an derart klein dimensionierten Formteilen zeigt sich das große Einspar-Potenzial, das sich durch die Wahl der passenden Spritzgießmaschine ergibt. Kleine Formteilgewichte können bei der für den Auftrag optimalen Kavitätenzahl sicher gefertigt werden ohne zu lange Materialverweilzeiten in Kauf zu nehmen. Gerade bei hochwertigen Kunststoffen sollte ein nicht vermeidbares Angussvolumen dem Formteil angepasst werden. Ein optimiertes Angusssystem hätte kürzere Zykluszeiten, sowie deutliche Einsparungen beim Materialeinsatz und Energieverbrauch mit sich gebracht.

Weitere Informationen: www.dr-boy.de

Dr. Boy GmbH & Co. KG, Neustadt-Fernthal

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