Carbonfaserverstärktes PEEK

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Carbonfaserverstärktes PEEK (auch CF/PEEK oder Kohlenstofffaserverstärktes PEEK) bezeichnet einen Faserverbundwerkstoff, welcher durch Einbettung von Carbonfasern in einer Matrix aus PEEK entsteht.

Herstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Herstellung des Werkstoffes CF/PEEK erfolgt meist durch Heißpressen unter Verwendung von mit PEEK vorimprägniertem Gewebe (sog. Prepreg) als Ausgangsmaterial.

Verarbeitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Verarbeitung von CF/PEEK kann mittels spanabtragenden Verfahren erfolgen, ebenso mittels Wasserstrahlschneiden. Zur Herstellung eines dünnwandigen dreidimensionalen Bauteils wird meist eine ebene CF/PEEK Platte umgeformt.

Materialeigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

CF/PEEK weist gegenüber CF/Epoxy Verbundwerkstoffen eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme, verbessertes Brandverhalten, sowie eine höhere Schlagzähigkeit auf. Im Gegensatz zu CF/Epoxy Verbundwerkstoffen nimmt die Schlagzähigkeit mit steigender Temperatur zu.

  • Einsatztemperatur maximal 260 °C
  • röntgenstrahlendurchlässig
  • gute chemische Resistenz
  • gute Abriebfestigkeit

Abgrenzung zu herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch die Verwendung einer thermoplastischen Matrix ergibt sich die Möglichkeit der Formgebung mittels Thermoformen. Herkömmliche Faserverbundwerkstoffe, welche meist eine duroplastische Matrix (z. B. Epoxy) besitzen, können nicht mittels Thermoformen bearbeitet werden. Im Unterschied zu herkömmlichen duroplastischen Kohlefaserverbundwerkstoffen bietet CF/PEEK höhere Resistenz gegen Chemikalien und eine Dauereinsatztemperatur bis 250 °C.

Der Vorteil von CF/PEEK gegenüber reinem unverstärkten PEEK liegt in der wesentlich höheren Steifigkeit und Festigkeit von kohlefaserverstärktem PEEK.

Einsatzgebiete für CF/PEEK sind Anwendungen, für die Metalle z. B. auf Grund der Anforderungen an Gewicht, geringe thermische Ausdehnung oder Röntgenstrahlendurchlässigkeit ausscheiden und herkömmliche Faserverbundwerkstoffe durch Anforderungen an Temperaturbeständigkeit, Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Feuchtigkeitsaufnahme oder Brandverhalten ausscheiden.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Walter Krenkel: Verbundwerkstoffe: 17. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde. Wiley-VCH 2009, ISBN 9783527326150
  • Hans-Peter Zepf: Faserverbundstoffe mit thermoplastischer Matrix. Hochleistungswerkstoffe für rationelle Verarbeitung., Expert-Verlag 1997, ISBN 3816913903 Online
  • Kurt Moser: Faser - Kunststoff - Verbund. Entwurfs und Berechnungsgrundlagen. Springer 1997, ISBN 3540621040
  • Steven J. Hooper: Composite materials: testing and design. ASTM International 1997

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]