Im Bereich der CNC-Kunststoffbearbeitung sind Acetal (POM, oft auch Acetal oder Delrin genannt) und PEEK (Polyetheretherketon) weit verbreitete technische Kunststoffe, deren Anwendungsgebiete jedoch grundverschieden sind. Darüber hinaus unterscheiden sich die beiden Werkstoffe deutlich in ihrer Temperaturbeständigkeit, ihren mechanischen Eigenschaften, ihrer Verarbeitbarkeit und ihren Anwendungsbranchen. POM zeichnet sich durch geringe Reibung, einfache Verarbeitung und Dimensionsstabilität aus, während PEEK für seine hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit bekannt ist. POM wird häufig für mechanische Bauteile wie Zahnräder, Gleitstücke und Klemmen verwendet, PEEK hingegen findet breite Anwendung in High-End-Branchen wie der Medizintechnik, der Halbleiterindustrie und der Luft- und Raumfahrt.
Was sind Acetal bzw. PEEK?
Um welche Art von Material handelt es sich bei Acetal (POM)?
Acetal (POM) ist ein hochkristalliner technischer Kunststoff mit guter Verschleißfestigkeit, niedrigem Reibungskoeffizienten und Formstabilität. Seine herausragendste Eigenschaft ist seine gute Verarbeitbarkeit. Bei der CNC-Bearbeitung lässt sich POM sehr gut schneiden, neigt weniger zum Werkzeugverkleben und erzeugt eine relativ glatte Oberfläche. Daher ist es für viele mechanische Bauteile die bevorzugte Wahl. Typische Anwendungsgebiete sind Zahnräder, Führungsbahnen, Riemenscheiben, Buchsen, Präzisionsvorrichtungen und Teile für Automatisierungsanlagen. POM weist eine geringe Wasseraufnahme und minimale Dimensionsänderungen auf und eignet sich daher ideal für präzise Strukturbauteile. Allerdings ist seine Hochtemperaturbeständigkeit begrenzt; die typischen Dauerbetriebstemperaturen liegen bei etwa 90 °C.
Warum wird PEEK als Hochleistungskunststoff bezeichnet?
PEEK ist ein spezieller technischer Kunststoff. Seine größten Vorteile sind: hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und hohe Langzeitstabilität.
PEEK kann bei Temperaturen bis zu ca. 250 °C dauerhaft eingesetzt werden. Das bedeutet, dass es auch bei langfristiger Einwirkung von hohen Temperaturen, hohem Druck und chemisch korrosiven Umgebungen eine stabile Leistung beibehält.
Daher wird PEEK häufig verwendet in:
- Medizinische Implantate
- Halbleiterausrüstung
- Strukturkomponenten für die Luft- und Raumfahrt
- Chemische Dichtungskomponenten
- Hochtemperatur-Isolierkomponenten
Im Vergleich zu POM ist PEEK deutlich teurer, bietet aber auch eine deutlich höhere Leistungsfähigkeit.
Wie werden diese beiden Werkstoffe in der CNC-Bearbeitung bearbeitet?
POM-Bearbeitungsablauf
POM ist ein Kunststoff, der sich „sehr gut für die maschinelle Bearbeitung eignet“.
Allgemeiner Bearbeitungsablauf: Materialzuschnitt – CNC-Schruppen – Schlichten – Entgraten – Maßprüfung
Aufgrund des geringen Schnittwiderstands von POM ist der Werkzeugverschleiß gering; die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist hoch; und die Oberflächengüte lässt sich leicht erzielen.
Viele gängige Drei-Achs-Werkzeugmaschinen können es stabil bearbeiten. Allerdings ist zu beachten, dass sich POM bei Erwärmung leicht verformt. Daher sind Wärmeableitung und Kühlung bei längerem Hochgeschwindigkeitsschneiden wichtig.
PEEK-Prozessablauf
Obwohl PEEK eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist, ist seine Bearbeitung deutlich schwieriger als die von POM.
Denn PEEK weist folgende Eigenschaften auf: höhere Härte, stärkere Wärmekonzentration und schnelleren Werkzeugverschleiß.
Für die maschinelle Bearbeitung sind typischerweise Folgendes erforderlich: Werkzeuge mit hoher Härte, stabilere Vorrichtungen, vernünftigere Schnittparameter und eine stufenweise Bearbeitung.
Insbesondere bei hochpräzisen Bauteilen setzen viele Hersteller eine Glühbehandlung ein, um innere Spannungen abzubauen und spätere Verformungen zu reduzieren. Sind die Bearbeitungsparameter nicht optimal, kann dies zu Maßabweichungen, Oberflächenaufhellung, verstärkter Gratbildung und thermischer Verformung führen. Daher erfordert die Bearbeitung von PEEK mehr Erfahrung im CNC-Bereich.
Was ist der Hauptunterschied zwischen POM und PEEK?
Signifikanter Unterschied in der Temperaturbeständigkeit
Das ist der größte Unterschied zwischen den beiden Materialien.
POM weist typischerweise eine Langzeit-Temperaturbeständigkeit von nur etwa 90℃ auf, während PEEK Langzeit-Betriebstemperaturen von bis zu 250℃ standhält.
Daher gilt: Für gewöhnliche mechanische Konstruktionen ist POM ausreichend. Für Hochtemperatur-Industrieanlagen ist PEEK unerlässlich.
Die Bearbeitungskosten unterscheiden sich
POM zeichnet sich durch niedrige Kosten und hohe Verarbeitungseffizienz aus.
PEEK ist ein hochpreisiger Werkstoff: teure Rohstoffe; lange Verarbeitungszeit; hoher Werkzeugverbrauch.
Daher können die Verarbeitungskosten von PEEK für das gleiche Bauteil um ein Vielfaches oder sogar Zehnfache höher sein als die von POM.
Unterschiedliche Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit
POM weist bereits eine gute Verschleißfestigkeit auf. PEEK ist jedoch widerstandsfähiger gegenüber Hochtemperaturverschleiß, chemischer Korrosion und Langzeitstabilität. Insbesondere in der Chemie-, Medizin- und Halbleiterindustrie bietet PEEK deutliche Vorteile.
Häufig gestellte Fragen
Kann POM PEEK direkt ersetzen?
Die Antwort lautet: Ja, in normalen Umgebungen, aber nicht empfehlenswert in extremen Umgebungen. Wenn das Produkt bei niedrigen Temperaturen arbeitet, keiner starken Korrosion ausgesetzt ist und keine dauerhaft hohen Belastungen benötigt, ist POM völlig ausreichend und kostengünstiger. Wird das Produkt jedoch hohen Temperaturen, starken Säuren oder Laugen, medizinischen Umgebungen oder Reinraumumgebungen, wie sie für die Halbleiterfertigung geeignet sind, ausgesetzt, ist PEEK zuverlässiger.
Ganz zum Schluss ...
In der CNC-Kunststoffbearbeitung stellen Acetal (POM) und PEEK zwei unterschiedliche Richtungen dar. POM ist eher eine „praktische Wahl“: kostengünstig, einfach zu verarbeiten, mit stabiler Präzision und geeignet für die Massenproduktion von Maschinenteilen. PEEK hingegen ist eher eine „Hochleistungswahl“: hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und geeignet für extreme Industrieumgebungen. Für gewöhnliche Automatisierungsanlagen, Gleitstrukturen und zahnradähnliche Produkte ist POM in der Regel ausreichend; erfordert das Produkt jedoch einen langfristigen Betrieb bei hohen Temperaturen oder extrem hohe Stabilitätsanforderungen, ist PEEK besser geeignet.
