PEEK bearbeiten und zerspanen

PEEK ist ein teilkristalliner Hochtemperaturthermoplast mit einer Glasübergangstemperatur von rund 143 °C und einem Schmelzpunkt um 343 °C. Das ist der Schlüssel zu fast allen seinen Eigenschaften: Der Werkstoff bleibt formstabil und mechanisch belastbar bei Temperaturen, bei denen die meisten anderen Kunststoffe längst weich werden. Die Dauergebrauchstemperatur liegt bei etwa 250 °C, kurzzeitig auch darüber – damit steht PEEK in einer Klasse mit wenigen anderen Hochleistungswerkstoffen wie PPS, PEI oder PAI.

PEEK lässt sich gut spanend bearbeiten – Drehen, Fräsen und Bohren gelingen ähnlich gut wie bei Messing oder Aluminium. Wir setzen scharfe, polierte Werkzeuge ein und führen die Wärme gezielt ab, da die geringe Wärmeleitfähigkeit sonst zu Spannungen führt. Bei engen Toleranzen empfiehlt sich ein Tempern (Spannungsarmglühen) des Halbzeugs vor bzw. zwischen den Bearbeitungsschritten. So erreichen wir zuverlässig enge Toleranzen bis ±0,02 mm – von der Einzelanfertigung bis zur Serienteilfertigung.

PEEK lohnt sich, wenn mehrere anspruchsvolle Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden müssen – zum Beispiel:

• Dauereinsatz bei hohen Temperaturen (bis ca. 250 °C), bei denen andere Kunststoffe versagen
• Kontakt mit aggressiven Chemikalien, heißem Wasser oder Dampf
• Metallersatz zur Gewichtsreduzierung bei hoher Festigkeit (Luft-/Raumfahrt)
• Reine, abriebarme Anwendungen (Halbleiter, Medizintechnik, Sterilisierbarkeit)
• Hoch belastete Gleit-, Lager- und Dichtungsteile mit langer Standzeit

PEEK gehört zu den teuersten technischen Kunststoffen – das Rohmaterial liegt grob beim 30- bis 100-fachen von POM oder PA. Als grobe Orientierung liegen Halbzeugpreise für PEEK natur (Rundstab/Platte) je nach Abmessung und Menge im Bereich von etwa 150–400 €/kg; kohle-/glasfaserverstärkte und insbesondere biokompatible/Implantat-Sorten liegen deutlich darüber. Den Bauteilpreis bestimmen vor allem Sorte, Halbzeugform und -abmessung, Materialausnutzung (Verschnitt), Zerspanungsaufwand und Losgröße. Verbindliche Preise nennen wir gern auf Anfrage anhand Ihrer Zeichnung.

Genauso wichtig sind die Grenzen – PEEK ist nicht immer die wirtschaftlich sinnvolle Lösung:

• Wenn ein günstigerer Kunststoff genügt: Bei moderaten Temperaturen und Belastungen reichen oft POM, PA, PET oder PVDF – PEEK wäre unnötig teuer
• Bei rein kosmetischen oder gering belasteten Bauteilen ohne Temperatur-/Chemikalienanforderung
• In Kontakt mit konzentrierter Schwefelsäure und bestimmten stark oxidierenden Medien
• Bei dauerhafter UV-/Freibewitterung ohne Schutz – natur kann vergilben/verspröden, dann stabilisierte Sorten oder andere Werkstoffe
• Wenn das Budget eng ist und die Hochleistungseigenschaften gar nicht benötigt werden

Eine ehrliche Abwägung – und wie sich die Nachteile in der Praxis abfedern lassen: Vorteile:

Nachteile:

Praxis-Tipp: Die hohen Kosten lassen sich durch materialsparende Programmierung, die passende Sortenwahl und die Fertigung nur der wirklich beanspruchten Bauteile aus PEEK relativieren – für weniger kritische Teile empfehlen wir gezielt günstigere Alternativen wie PVDF oder PPS.

• Höchste Dauergebrauchstemperatur (bis ca. 250 °C)
• Hervorragende Chemikalien-, Hydrolyse- und Strahlenbeständigkeit
• Sehr gute Verschleiß-, Gleit- und Ermüdungseigenschaften
• Hohe Festigkeit/Steifigkeit bei geringem Gewicht (Metallersatz)
• Schwer entflammbar (UL 94 V-0), sterilisierbar, biokompatible Sorten
• Sehr hoher Materialpreis
• Hohe Verarbeitungstemperaturen; bei engen Toleranzen Tempern nötig
• Unstabilisiert Neigung zu UV-Vergilbung im Außeneinsatz
• Für einfache Anwendungen wirtschaftlich überdimensioniert