Einführung in endlosfaserverstärkte PEEK-Verbundprofile
Endlosfaserverstärkte PEEK-Verbundprofile sind fortschrittliche Werkstoffe und ein wichtiger Bestandteil von endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP). Sie werden auch als CFR-PEEK-Verbundwerkstoffe bezeichnet und durch Einbettung von Endlosfasern (z. B. Kohlenstofffasern) in eine PEEK-Harzmatrix mittels eines speziellen Verfahrens hergestellt. Endlosfaserverstärkte Polymerverbundwerkstoffe (CCFRPC) sind ein herausragender Typ in dieser Gruppe.
Herstellungsprozess
Hochwertige Endlosfasern, ausgewählt aufgrund ihrer Festigkeit und Steifigkeit, werden vorbehandelt, um besser am PEEK-Harz zu haften. Das hitze- und chemikalienbeständige PEEK-Harz wird geschmolzen oder vorbereitet. Die Fasern werden in das Harz eingeweicht. Die für endlosfaserverstärkte thermoplastische Fasern (CFRTP) typische Faser-Harz-Mischung wird, häufig durch Pultrusion, zu Profilen geformt. Bei der Pultrusion wird die Faser durch eine Düse gezogen, um einen gleichmäßigen Querschnitt zu erzielen. Dadurch entstehen hochpräzise, lange Profile, wie sie bei CFRTP-Produkten wie CFR PEEK Composites üblich sind.
Materialeigenschaften
Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
Endlosfasern, insbesondere Kohlenstofffasern, verleihen dem endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoff CFRTP der Kategorie CFRTP ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Die Fasern tragen den Großteil der Last, während die leichte PEEK-Matrix sie hält und die Spannung verteilt. So können diese Profile hohe Kräfte aufnehmen und bleiben dennoch leicht – ideal für gewichtssensible Anwendungen wie Luft- und Raumfahrtteile, die aus Effizienzgründen CFRTP-Materialien verwenden.
Gute Wärmebeständigkeit
PEEK-Harz weist eine gute Hitzebeständigkeit auf und wird durch die Zugabe von Endlosfasern in CFR-PEEK-Verbundwerkstoffen noch weiter verbessert. Die Profile behalten ihre mechanischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen bis zur Glasübergangstemperatur von PEEK (ca. 143 °C) oder darüber. Dies eignet sich für Hochtemperaturanwendungen wie Industrieöfen oder Motorteile, bei denen die Leistung von CFRTP entscheidend ist.
Hohe chemische Beständigkeit
Die PEEK-Matrix verleiht den Profilen eine hervorragende chemische Beständigkeit, die bei CFR PEEK-Verbundwerkstoffen geschätzt wird. Sie sind beständig gegen Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel. Dies gewährleistet die Haltbarkeit in Umgebungen mit hohen chemischen Belastungen wie Chemieanlagen oder Meeresgebieten, wo CFRTP-Materialien wie CFR PEEK-Verbundwerkstoffe robust sein müssen.
Anwendungen
Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrt finden endlosfaserverstärkte PEEK-Verbundprofile aus der CFRTP-Familie breite Anwendung. Ihr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis (ein wichtiges Merkmal von CFR PEEK Composites) reduziert das Gewicht von Flugzeugtragflächen und verbessert so die Treibstoffeffizienz. Die für CFR PEEK Composites typische thermische Beständigkeit eignet sich für Triebwerksverkleidungen und andere Hochtemperatur-Flugzeugteile, was die Bedeutung von CFRTP in der Luft- und Raumfahrt unterstreicht.
Automobilindustrie
Im Automobilbereich werden CFR-PEEK-Verbundwerkstoffe (ein CFRTP-Typ) für Hochleistungsfahrzeugteile eingesetzt. In Fahrwerkssystemen verbessern ihre Festigkeit und Leichtigkeit (typisch für CFR-PEEK-Verbundwerkstoffe) die Handhabung und senken den Energieverbrauch. Ihre chemische Beständigkeit (eine Eigenschaft von CFR-PEEK-Verbundwerkstoffen) macht sie für Teile geeignet, die mit Fahrzeugflüssigkeiten in Berührung kommen.
Industriemaschinen
In Industriemaschinen werden endlosfaserverstärkte PEEK-Verbundprofile (CFRTP) für hochfeste, verschleiß- und hitzebeständige Teile eingesetzt. Sie eignen sich gut für Förderbänder, da sie hohen Temperaturen dauerhaft standhalten, was die Qualität von CFR PEEK Composites unterstreicht. Sie werden auch in Präzisionsmaschinenteilen eingesetzt, da sie unter verschiedenen Bedingungen enge Toleranzen einhalten können, was die Vielseitigkeit von CFRTP-Materialien wie CFR PEEK Composites unterstreicht.
Die Faserrichtung dieses endlosfaserverstärkten thermoplastischen CFRTP entspricht der Längsrichtung des Profils und weist daher eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf. Darüber hinaus weist CFR PEEK Composite eine gute Ermüdungs- und chemische Korrosionsbeständigkeit auf und kann auch bei hohen Temperaturen und extremen chemischen Bedingungen lange Zeit stabil arbeiten.
CFR PEEK Composite bietet ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten und seine Anwendungsbereiche umfassen Luft- und Raumfahrtkomponenten, Autoteile, chemische Geräte, Ölbohrgeräte, Schiffsbau und Sportgeräte usw. Dank seiner hervorragenden Leistung und seines breiten Anwendungsspektrums hat sich CFR PEEK Composite allmählich zu einem idealen Material im technischen Bereich entwickelt.
