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PEKK (Polyetherketonketon) und PEEK (Polyetheretherketon) gehören zu den hochleistungsfähigen Thermoplasten, die für ihre außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften bekannt sind. Beide Materialien kommen in anspruchsvollsten Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie, aber aufgrund ihrer Biokompatibilität auch in der Medizintechnik zum Einsatz.
Der größte Unterschied zwischen PEEK und PEKK, beide der Familie der PAEK (Polyaryleherketone) zugeordnet, liegt in ihrer chemischen Struktur. Beide Kunststoffe enthalten Ether- und Keton-Gruppen.
Das neuere PEKK enthält allerdings eine zusätzliche Ketonbindung. Das führt zu einer höheren Kristallinität. Diese Strukturunterschiede machen PEKK widerstandsfähiger gegenüber extremen Umgebungen als PEEK. In der Luft- und Raumfahrt, im Motorsport, in der Öl- und Gasindustrie sowie in der Medizintechnik ist PEKK besonders gefragt.
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Maximale Bauraumgröße: 675 x 365 x 380 mm
Das Hochleistungs-Polymer auf Basis eines ungefüllten PEKK zeigt bei hohen Einsatztemperaturen im Bereich bis 249°C seine besonderen Fähigkeiten. Er verfügt über eine extrem hohe Zähigkeit und behält zugleich seine hohe Festigkeit und Steifigkeit. PEKK hat damit ähnliche Eigenschaften wie spritzgegossenes 35% Glasfaser-gefülltes Polyamid 6 und ist damit ideal als Ersatz für Kleinserienanwendungen.
Dank seiner exzellenten Chemikalien- und Ölbeständigkeit, auch bei erhöhten Einsatztemperaturen, eignet sich PEKK 100 besonders für die Herstellung von Industrie- und Automobilteilen. Seine sehr guten Isolationseigenschaften (hohe Durchschlagfestigkeit) in Kombination mit seinem halogenfreien Flammschutz (UL94-V0) macht PEKK 100 zum beliebten Werkstoff im gesamten Bereich Electronic & Electric (E&E) Anwendungen. Aufgrund des inhärenten Flammschutz ist PEKK außerdem ein gefragter Ersatzwerkstoff für Metall in der Luftfahrt- und der Bahntechnik. Seine Abriebfestigkeit und die Gleitreibeigenschaften sind für vielerlei Industrieanwendungen von Interesse.
Mit PEEK HP3 stellte EOS 2010 erstmals ein Hochleistungspolymer aus der Gruppe der Polyaryletherketone (PAEK) für die Laser-Sinter-Fertigung zur Verfügung. Dieser teilkristalline, thermoplastische Werkstoff wurde für den Einsatz auf der neuen Hochtemperaturanlage entwickelt. Die laser-gesinterten Teile erreichen Zugfestigkeiten von bis zu 95 MPa und ein E-Modul von 4400 MPa. Diese Werte liegen auf einem bis zu 100 Prozent höherem Niveau als die markt-beherrschenden Werkstoffe PA 12 und PA 11. Die Dauergebrauchstemperatur liegt je nach Einsatzbereich zwischen 180 °C (mechanisch dynamisch), 240 °C (mechanisch statisch) und 260 °C (elektrisch) – Werte, die bis dahin unerreicht waren.
Aufgrund dieser außergewöhnlichen Kombination von Eigenschaften eignet sich EOS PEEK HP3 optimal für höchste Anforderungen z. B. in der Medizin, Luft- und Raumfahrt und im Motorsport. In medizinischen Anwendungen machen diese Eigenschaften den Werkstoff zu einem idealen Ersatz für Edelstahl und Titan. Und in der Luft- und Raumfahrt und im Motorsport, wo Leichtigkeit und Brandfestigkeit von größter Bedeutung sind, hat sich PEEK HP3 zu einem geeigneten Metallersatz entwickelt.
Temperaturbeständigkeit
PEEK ist für den Einsatz bei Temperaturen bis etwa 260 °C geeignet, während PEKK eine höhere Temperaturbeständigkeit von bis zu 300 °C aufweist. Diese zusätzliche Hitzebeständigkeit macht PEKK besonders geeignet für Anwendungen, bei denen Materialien extremen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, etwa in der chemischen Industrie oder in Bereichen der Luft- und Raumfahrt.
Verschleiß- und Chemikalienbeständigkeit
Beide Kunststoffe zeichnen sich durch eine hervorragende Verschleißfestigkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien aus. Allerdings bietet PEKK aufgrund seiner stärkeren Molekularstruktur eine noch bessere Resistenz gegenüber aggressiven Chemikalien und extremen Umwelteinflüssen, was es für besonders anspruchsvolle Anwendungen prädestiniert.
Verarbeitung
Die Verarbeitung von PEKK ist aufgrund seiner höheren Kristallinität und dichteren Struktur komplexer als die von PEEK. Während PEEK dank seiner guten Verarbeitbarkeit in vielen Branchen weit verbreitet ist, erfordert PEKK spezielle Techniken, um die besten Materialeigenschaften zu erzielen. Das bedeutet jedoch nicht, dass PEKK schwieriger in der Anwendung ist – im Gegenteil: Die Möglichkeit, extrem leistungsstarke Bauteile zu produzieren, rechtfertigt den höheren Aufwand.
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Eigenschaft |
PEEK (Polyetheretherketon) |
PEKK (Polyetherketonketon) |
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chemische Struktur |
Ether- und Keton-Gruppen |
höherer Keton-Anteil |
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Schmelzpunkt |
ca. 343 °C |
ca. 305–360 °C (je nach Isomer) |
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Glasübergangstemperatur |
ca. 143 °C |
ca. 160–165 °C |
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Steifigkeit & Festigkeit |
hohe Festigkeit und Steifigkeit |
höhere Festigkeit und Steifigkeit |
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Verarbeitung |
höhere Schmelzviskosität, schwieriger zu verarbeiten |
leichter zu verarbeiten |
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Kristallisationsverhalten |
schnelle Kristallisation |
langsamere Kristallisation, amorpher oder teilkristalliner Zustand möglich |
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chemische Beständigkeit |
sehr hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien |
etwas höhere Beständigkeit |
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Hitzebeständigkeit |
sehr hitzebeständig |
höhere Temperaturbeständigkeit |
FKM setzt bei der additiven Fertigung auf das leistungsfähigere Material PEKK, um Bauteile mit herausragenden mechanischen Eigenschaften dreidimensional herzustellen. Sie sind dauerhaft temperaturbeständig bis 260 °C für mechanische und elektrische Anwendungen – kurzfristig sogar bis 300 °C.
Diese Eigenschaften machen den 3D-Druck mit PEKK für viele Branchen interessant, in denen Materialien mit hoher Festigkeit und Temperaturbeständigkeit notwendig sind. Aufgrund der Biokompatibilität und Sterilisierbarkeit von 3D-gedruckten PEKK-Bauteilen ist das Hochleistungspolymer auch in der Medizintechnik, insbesondere für die Herstellung von Prothesen, von großer Bedeutung.
In Verbindung mit innovativen Fertigungstechnologien wie dem Lasersintern bieten PEEK sowie das neuere PEKK vielseitige Möglichkeiten für diverse industrielle Anwendungen. Bei FKM setzen wir auf diese fortschrittlichen Materialien und Technologien, um maßgeschneiderte Lösungen für die spezifischen Anforderungen unserer Kunden zu entwickeln und ihnen einen Wettbewerbsvorteil in ihren Branchen zu verschaffen.
Der mittelgraue Hochleistungskunststoff aus der Gruppe der Polyetherketonketone (PEKK) besteht zu 23 % aus Kohlenstofffasern, die in den rundlichen Pulverkörnern des Werkstoffes eingekapselt (compoundiert) sind. Im Vergleich zu 3D-gedruckten Komponenten mit trocken eingemischten Carbonfasern haben Bauteile aus HT-23 nahezu isotrope physikalische Eigenschaften. Des Weiteren sind sie chemikalienresistent, haben einen hohen Schmelzpunkt und ihre inhärent flammhemmenden Eigenschaften sind mit denen von ULTEM™-Filament* vergleichbar.
Das Material ist gemäß DIN EN 45545-2:2016, Anforderungssatz R1 und R24, für den Bau von Komponenten im Interieur von Zügen zugelassen.
* ULTEM™ ist eine eingetragene Marke von SABIC oder seiner Tochtergesellschaften.
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FKM ist Pionier für Selektives Lasersintern (SLS) und Selektives Laserschmelzen (SLM) in Deutschland und Europa. Seit 1994 sind wir als 3D-Druck-Dienstleister und Co-Engineering-Partner Teil eines revolutionären Umdenkprozesses in der Industrie. Wo früher Werkzeug- und Formenbau die Konstruktionsregeln bestimmten, verändert Additive Manufacturing im Pulverbett heute ganze Fertigungsverfahren.
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