LFT-Virgin-Verbundwerkstoff PEEK Langkohlenstofffaserverstärkung hohe Festigkeit und Steifigkeit

PEEK-Langkohlenstofffaser

Polyetheretherketon (PEEK), die vollständige englische Bezeichnung für Polyetheretherketon, ist ein technischer Spezialkunststoff mit hervorragenden Eigenschaften. Er bietet gegenüber anderen technischen Spezialkunststoffen zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit und hohen Elastizitätsmodul, Flammschutz und Strahlungsbeständigkeit. Darüber hinaus zeichnet sich PEEK durch gute thermische Stabilität und Schmelzfließfähigkeit oberhalb des Schmelzpunktes aus, wodurch es auch die typischen Verarbeitungseigenschaften von Thermoplasten aufweist.

PEEK-Harz ist ungiftig, leicht, korrosionsbeständig und eines der dem menschlichen Skelett am ähnlichsten Materialien. Es ist gut mit der Muskulatur verträglich und wird daher häufig anstelle von Metall für die Herstellung von Knochen verwendet. Kohlenstofffaserverstärkte PEEK-Verbundwerkstoffe gleichen die Schwächen hinsichtlich Zähigkeit und Schlagfestigkeit aus. Sie weisen eine hohe mechanische Festigkeit und hydrolytische Stabilität unter Bedingungen wie Heißwasser, Dampf, Lösungsmitteln und chemischen Reagenzien auf und eignen sich zur Herstellung verschiedener Medizinprodukte, die eine Hochtemperatur-Dampfsterilisation erfordern.

Vorteile von PEEK-LCF

PEEK zeichnet sich durch hohe Steifigkeit, gute Dimensionsstabilität und einen niedrigen Längenausdehnungskoeffizienten aus. Es hält hohen Belastungen ohne signifikante Dehnung über die Zeit stand und eignet sich aufgrund seiner geringen Dichte und guten Verarbeitbarkeit für Bauteile mit hohen Anforderungen an die Oberflächengüte. Kohlenstofffaserwerkstoffe weisen eine hohe Übereinstimmung mit den Eigenschaften von PEEK auf. PEEK ist nicht nur ein typischer Leichtbauwerkstoff, sondern zeichnet sich auch durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus. So kann beispielsweise das Gewicht von kohlenstofffaserverstärkten PEEK-Verbundwerkstoffen im Vergleich zu herkömmlichen Metallwerkstoffen um mindestens 70 % reduziert werden.

PEEK ist an sich schon sehr verschleißfest. Durch die gute Grenzflächenhaftung mit Kohlenstofffasern wird seine Verschleißfestigkeit weiter erhöht. Vergleichsversuche mit kohlenstofffaserverstärkten PEEK-Verbundbauteilen und Kobaltlegierungen ergaben Folgendes: Bei 23 °C und einer Drehzahl von 400 U/min auf der Verschleißprüfmaschine M-200 zeigte die Oberfläche des kohlenstofffaserverstärkten PEEK-Verbundwerkstoffs nach 100 Minuten eine glatte Oberfläche mit geringen Verschleißspuren. Die Kohlenstofffasern hafteten gut an PEEK, ohne dass es zu Faserablösungen kam. Im Gegensatz dazu waren die Verschleißspuren auf der Oberfläche der Kobaltlegierung sehr deutlich; es traten sogar zahlreiche Verschleißpartikel auf, und die inneren Verunreinigungen des Metalls waren sichtbar.

PEEK weist eine hohe mechanische Festigkeit und hydrolytische Stabilität in heißem Wasser, Dampf, Lösungsmitteln und chemischen Reagenzien usw. auf.

Datenblatt als Referenz

PEEK-LCF-Anwendung

Fragen und Antworten

1. Welche Arten von thermoplastischen Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen gibt es?

Thermoplastische Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe sind Verbundwerkstoffe, bei denen Kohlenstofffasern als Verstärkungsmaterial und thermoplastisches Harz als Matrix dienen. Je nach Art der Kohlenstofffaserverstärkung lassen sie sich in langfaserverstärkte (LCF), kurzfaserverstärkte (SCF) und kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkte (CCF) thermoplastische Verbundwerkstoffe unterteilen.

Bei langgeschnittenen und kurzgeschnittenen Kohlenstofffasern geht es hauptsächlich um die Anwendungslänge der Kohlenstofffasermaterialien. Es gibt keine strikte, feste Unterscheidung zwischen den beiden, im Allgemeinen liegt sie zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern. Die gebräuchlichsten Spezifikationen sind 6 mm, 12 mm, 20 mm, 30 mm und 50 mm.

Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe lassen sich auch nach dem verwendeten thermoplastischen Harz klassifizieren. Es gibt viele gängige thermoplastische Harze wie PE, PP, PVC usw. Thermoplastische Harzverbundwerkstoffe mit Kohlenstofffaserverstärkung werden jedoch hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, in Präzisionsgeräten und anderen anspruchsvollen Arbeitsumgebungen eingesetzt. Daher bestehen sie zur Optimierung der Materialeigenschaften häufig aus Polyetheretherketon (PEEK), PPS, Polyimid (PI), Polyetherimid (PAI) und anderen hochwertigen bis mittelwertigen thermoplastischen Harzen als Matrix.

2. Wie wird bei thermoplastischen Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen eine Kosteneffizienz und Umweltverträglichkeit erreicht?

Thermoplastische Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe werden zur Herstellung von Bauteilen für High-End-Maschinen verwendet. Sie zeichnen sich durch hervorragende Bearbeitbarkeit, Vakuumformbarkeit, Stanzformbarkeit und Biegeverarbeitbarkeit aus.

Teijin hat beispielsweise den Produktionsprozess bedarfsgerecht um ein Recyclingverfahren erweitert und die Ecken von thermoplastischen Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen nach dem Stanzen zerkleinert und neu geformt. So entstehen Recyclingmaterialien für die Herstellung kleiner Produkte oder zum Formen von Muttern und Bolzen an Kohlenstofffaser-Prototypen. Dieses Verfahren reduziert den Rohstoffverlust erheblich, verbessert die Effizienz der Nutzung von thermoplastischen Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen, senkt die Gesamtkosten und trägt somit zum Umweltschutz bei.

Darüber hinaus können thermoplastische Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe aufgrund ihrer besonderen Prozesseigenschaften die Formgebungszykluszeit im Vergleich zu duroplastischen Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen verkürzen, was die Produktionskosten im Hinblick auf die Produktionseffizienz weiter senken kann.

3. Sind thermoplastische Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe nur für das Spritzgießen geeignet?

Aus verfahrenstechnischer Sicht weist das Spritzgießen im Vergleich zum Formen einen höheren Automatisierungsgrad auf, und das Rohmaterial kommt nicht mit der Außenwelt in Berührung, wodurch die Oberflächenqualität des Produkts gewährleistet ist und keine schwarzen Flecken, Verunreinigungen, ungleichmäßige Farben usw. auftreten. Die mechanischen Eigenschaften, die Dimensionsstabilität und die Präzision des Produkts sind vergleichsweise höher.

Im Vergleich zu Spritzgießanlagen sind Pressformanlagen und ihre Werkzeugkonstruktion relativ einfach und kostengünstig in der Herstellung. Die Anlagen eignen sich sowohl für Duroplaste als auch für Thermoplaste und profitieren insbesondere bei der Herstellung von thermoplastischen Kohlenstofffaserprodukten von der langjährigen Erfahrung in der Fertigung von Bauteilen aus Duroplast-Kohlenstofffasern. Durch den Einsatz des Pressverfahrens zur Herstellung von thermoplastischen Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen wird der Rohstoffverlust minimiert und übermäßige Kosten werden vermieden. Bei der Massenproduktion bietet das Verfahren im Vergleich zum Spritzgießverfahren zudem einen günstigeren Preis, um die Marktnachfrage zu decken.

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Über uns

Xiamen LFT Composite Plastic Co., Ltd. ist ein Markenunternehmen, das sich auf O N LFT&LFRT. Langglasfaser-Serie (LGF) ) & Long Carbon Fiber Series (LCF Das thermoplastische LFT des Unternehmens eignet sich für das LFT-G-Spritzgießen und -Extrudieren sowie für das LFT-D-Formen. Die Fertigung erfolgt kundenspezifisch in Längen von 5 bis 25 mm. Die langfaserverstärkten, kontinuierlich infiltrationsverstärkten Thermoplaste des Unternehmens sind nach ISO 9001 und 16949 zertifiziert und verfügen über zahlreiche nationale Marken und Patente.