PEI CF Ultem 1010 Filament

PEI CF (JNM 0803) gilt als fortschrittlicher technischer Thermoplast, der in seiner Polymerkette Etherbindungen und Imidgruppen enthält und mit Kohlenstofffasern gemischt ist. Kohlefaser ist ein pseudo-amorphes Material, das PEI einen niedrigeren Schmelzpunkt und eine langsamere Kristallisation bietet und die Kristallisationstemperatur hoch hält (Tg= 180ºC). Diese Bindung erhöht auch die strukturelle Stabilität und verbessert die mechanischen und drucktechnischen Eigenschaften. Aus diesem Grund hat sich PEI CF einen Platz unter den beiden leistungsfähigsten und am einfachsten zu handhabenden Materialien im FDM/FFF-3D-Druck verdient. Darüber hinaus konkurriert dieses Material auf einer allgemeinen Ebene mit den am häufigsten verwendeten Thermoplasten in der technischen Industrie (Polysulfone, Polyphenylensulfide und Polyketone).

Basierend auf langjähriger Erfahrung und Forschung hat der große französische Hersteller Nanovia das PEI CF JNM 0803 erhalten. JMN 0803 verhält sich in allen Bereichen stabil, so dass es in einem FDM-3D-Drucker eingesetzt werden kann. Die Molekularstruktur von JNM 0803 ist unten dargestellt.

Bild 1: PEI CF JNM 0803. Quelle: Nanovia

Das PEI-CF-Ultem-1010-Filament hat alle Eigenschaften, die ein fortschrittliches Material benötigt. Die thermische Beständigkeit ist eine der höchsten auf dem Markt, mit einer Vicat-Erweichungstemperatur (A50) von mehr als 215ºC und einer maximalen konstanten Arbeitstemperatur bei einem Druck von 0,45MPa von mehr als 200ºC. Der Hauptvorteil gegenüber anderen Materialien (NylonStrong) ist, dass sich die mechanischen Eigenschaften bei diesen Temperaturen kaum verändern. Das liegt an der hohen Dimensionsstabilität, die dank der Kohlefaser verbessert wurde. Sie behält die strukturelle Form auch bei höheren Temperaturen bei, was bei den meisten der bestehenden Materialien im FDM/FFF-3D-Druck undenkbar ist. Diese Qualitäten werden für die Herstellung von Kurzzeit-Spritzgießwerkzeugen, Kohlefaser-Laminierwerkzeugen und anderen Arten von Formen verwendet, die hohen Druck- und Temperaturwerten ausgesetzt sind (Autoklav). Zu dieser Art von hochbeständigen Formen gehören solche, die für den Vulkanisierungsprozess von Kunststoffen, wie z. B. Gummi, verwendet werden. Dank PEI CF Ultem 1010 können CF-Formen schneller, einfacher und kostengünstiger hergestellt werden als die bisherigen Stahlformen.

Eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft ist die chemische Beständigkeit dieses Materials gegenüber einer großen Liste von Flüssigkeiten: Halogenkohlenwasserstoffe (Benzol), Automobilflüssigkeiten (Kühlmittel), Alkohol und wässrige Lösungen (Meerwasser). Diese Eigenschaft zusammen mit seiner geringen Dichte (1,26 g/cm3) und der Tatsache, dass es ein feuerfester Werkstoff ist, macht PEI CF Ultem 1010 zu einem sehr verbreiteten Material für die Herstellung von Endteilen von Motorenteilen im Luftfahrt- und Automobilbereich, die von Flüssigkeiten, Ölen und Gasen durchströmt werden.

Bild 1: Anwendung in Verbrennungsmotoren. Quelle: Nanovia

Etwas sehr Wichtiges bei der Herstellung von Teilen für den Maschinenbau ist, dass es nicht zu Störungen oder Nebenschlüssen von elektrischen Strömen kommt. PEI CF Ultem 1010 hat eine hohe dielektrische Stabilität (Widerstand eines elektrisch isolierenden Materials, leitfähig zu werden) und kann zur Herstellung von Isolierteilen für elektronische Schaltungen oder Gehäusen für elektrische Steckdosen verwendet werden. Insbesondere die Anwendung dieses Materials in elektronischen Schaltungen ist ideal, um den Betrieb zu gewährleisten, da PEI CF Ultem 1010 ein Material mit einer großen Kapazität zur Wärmeableitung und Frequenz ist.

In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften zeichnet sich PEI CF Ultem 1010 durch hohe Festigkeitswerte in allen Bereichen aus. Der E-Modul (Zugmodul) von PEI CF Ultem 1010 (4685 MPa) ist mehr als 45% höher als der von technischen 3D-Druckmaterialien; Nylon-Carbon Fibre CF15 (500 MPa), PC-Max (2048 MPa), Nylon PolyMide COPA (2223 MPa). Der Biegemodul von PEI CF Ultem 1010 beträgt 4950 MPa und übertrifft damit deutlich alle konventionellen und technischen 3D-Druckmaterialien; Nylon PolyMide COPA (1667 MPa), ABS Premium (2000MPa), PC-Max (2044MPa). Die restlichen mechanischen Eigenschaften können im PEI CF Ultem 1010-Datenblatt nachgelesen werden, das im Download-Bereich zur Verfügung steht.