PEI bearbeiten und zerspanen

PEI (Polyetherimid) ist ein amorpher Hochleistungsthermoplast, der von Natur aus – ganz ohne Flammschutzmittel – schwer entflammbar ist (UL 94 V0) und dabei nur sehr wenig Rauch entwickelt. Die Wärmeformbeständigkeit liegt bei 200 °C, der Dauereinsatz ist bis etwa 170 °C möglich, kurzzeitig auch bis 210 °C. In seiner Grundform ist PEI bernsteinfarben transparent. Durch die amorphe (nicht teilkristalline) Struktur schwindet und verzieht sich der Werkstoff bei der Bearbeitung sehr gleichmäßig – ein Vorteil gegenüber teilkristallinen Hochleistungskunststoffen wie PEEK bei engen Toleranzen.

PEI lässt sich ähnlich gut spanend bearbeiten wie Polycarbonat – Drehen, Fräsen und Bohren sind unproblematisch, scharfe Werkzeuge und moderate Vorschübe vermeiden Kantenausbrüche. Da der Werkstoff amorph ist, treten beim Zerspanen kaum innere Spannungen auf, wie sie bei teilkristallinen Materialien durch ungleichmäßige Abkühlung entstehen können – das begünstigt maßhaltige Bauteile auch ohne aufwendiges Tempern. Vor dem Verkleben oder bei sehr engen Toleranzen empfehlen wir dennoch eine kurze Vortrocknung, da PEI wie die meisten Polyetherimide etwas hygroskopisch ist.

PEI eignet sich, wenn mehrere dieser Anforderungen zusammenkommen: Dauereinsatz bei erhöhten Temperaturen bis rund 170 °C, hohe Anforderungen an Flammwidrigkeit und Rauchgasdichte (z. B. Kabineninnenausstattung in der Luftfahrt), sehr gute elektrische Isolierfähigkeit in Elektronik und Elektroindustrie, Einsatz in der Halbleiterfertigung (Wafer-Handling, Front-End- und Back-End-Prozesse, Hoch- und Tieftemperaturanwendungen) sowie Bauteile, die trotz hoher Steifigkeit maßhaltig und gut zerspanbar bleiben müssen.

PEI liegt preislich klar unter Hochleistungskunststoffen wie PEEK, aber über klassischen Konstruktionskunststoffen wie PC oder POM – es positioniert sich damit im mittleren bis oberen Preissegment der technischen Kunststoffe. Den Bauteilpreis bestimmen vor allem Halbzeugform und -abmessung, Materialausnutzung (Verschnitt), Zerspanungsaufwand und Losgröße. Verbindliche Preise nennen wir gern auf Anfrage anhand Ihrer Zeichnung.

PEI ist nicht immer die wirtschaftlichste oder technisch passende Lösung: Bei moderaten Temperaturen und Belastungen genügen oft günstigere Konstruktionskunststoffe wie PC, PA oder POM. Die Kerbschlagzähigkeit ist mit 4 kJ/m² vergleichsweise gering – bei schlagartiger Belastung oder scharfen Kerben ist PEI empfindlicher als etwa PC. Bei dauerhafter Bewitterung im Freien ohne UV-Schutz kann die bernsteinfarbene Grundfarbe nachdunkeln. Wird Dauereinsatz oberhalb von 170 °C benötigt, sind teilkristalline Hochleistungskunststoffe wie PEEK oder PPS oft die belastbarere Wahl.

Eine ehrliche Abwägung: Vorteile: Von Natur aus flammwidrig (UL 94 V0) ohne Zusatzstoffe, sehr geringe Rauchgasentwicklung im Brandfall, hohe Steifigkeit auch bei erhöhten Temperaturen, sehr gute elektrische Isolierfähigkeit, gute Beständigkeit gegen energiereiche Strahlung, amorph und damit gut maßhaltig zerspanbar. Nachteile: Vergleichsweise geringe Kerbschlagzähigkeit, eingeschränkte Dauereinsatztemperatur gegenüber PEEK, bernsteinfarbene Grundfarbe nicht UV-stabil im Freieneinsatz, höherer Materialpreis als Standard-Konstruktionskunststoffe.