Industrielle Hochleistungsmaterialien
Für Anwendungen mit hohen mechanischen, thermischen und chemischen Anforderungen setzen wir gezielt technische Hochleistungspolymere ein. Diese Materialien kommen typischerweise im Maschinenbau, Vorrichtungsbau, in der Automatisierungstechnik sowie in funktionalen Industriekomponenten zum Einsatz.
Durch den Einsatz carbonfaserverstärkter Materialien lassen sich Bauteile mit deutlich erhöhter struktureller Steifigkeit, hervorragender Dimensionsstabilität und hoher Langzeitbelastbarkeit realisieren.
Materialhierarchie – Industrielle Leistungsstufen
Engineering Materialien
- ASA-CF – UV-beständiges carbonfaserverstärktes Engineering-Polymer
Industrielle Strukturmaterialien
- PA-CF – Carbonfaserverstärktes Polyamid mit hoher mechanischer Festigkeit
Hochtemperatur-Engineering Polymere
- PPA-CF – Hochtemperatur-Polyamid für stark belastete Funktionsbauteile
High-Performance Polymerklasse
- PPS-CF – Carbonfaserverstärktes Hochleistungspolymer für extreme industrielle Anwendungen
Technische Vergleichswerte
| Material | Zugfestigkeit (ISO 527) | Elastizitätsmodul (ISO 527) | HDT (ISO 75) | Besondere Eigenschaften |
|---|---|---|---|---|
| ASA-CF | ≈ 60 MPa | ≈ 5 GPa | ≈ 100 °C | UV-beständig, hohe Maßhaltigkeit |
| PA-CF | ≈ 100–120 MPa | ≈ 6–9 GPa | ≈ 150–190 °C | sehr hohe Festigkeit, verschleißfest |
| PPA-CF | ≈ 110–150 MPa | ≈ 8–12 GPa | ≈ 230–250 °C | hochtemperaturbeständig |
| PPS-CF | ≈ 87 MPa | ≈ 8.2 GPa | ≈ 264 °C | extreme Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit |
PPS-CF (Beispiel: Bambu Lab PPS-CF)
PPS-CF ist ein carbonfaserverstärktes Polyphenylensulfid und zählt zu den leistungsfähigsten Materialien, die derzeit im FDM-3D-Druck eingesetzt werden. Der Werkstoff kombiniert außergewöhnliche Temperaturbeständigkeit mit sehr hoher chemischer Resistenz und struktureller Steifigkeit.
Materialkennwerte (Herstellerdatenblatt)
| Zugfestigkeit | ≈ 87 MPa (ISO 527) |
| Zugmodul | ≈ 8230 MPa / 8.23 GPa (ISO 527) |
| Biegefestigkeit | ≈ 142 MPa (ISO 178) |
| Biegemodul | ≈ 7160 MPa (ISO 178) |
| Heat Deflection Temperature | ≈ 264 °C @ 0.45 MPa (ISO 75) |
| Vicat Softening Temperature | ≈ 268 °C (ISO 306) |
| Wasseraufnahme | ≈ 0.05 % |
| Flammklassifizierung | UL94 V-0 (materialabhängig) |
Typische Eigenschaften
- extrem hohe Temperaturbeständigkeit
- sehr hohe chemische Resistenz gegenüber Säuren, Basen und Lösungsmitteln
- sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme
- sehr hohe Dimensionsstabilität
- hohe strukturelle Steifigkeit durch Carbonfaserverstärkung
Typische industrielle Anwendungen
- hochbelastete Funktionsbauteile
- Hochtemperaturkomponenten
- Maschinenbau und Automatisierung
- Bauteile in chemisch belasteten Umgebungen
- industrielle Kleinserien
Prüfstandards
- ISO 527 – Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul
- ISO 178 – Biegefestigkeit
- ISO 75 – Wärmeformbeständigkeit (HDT)
- ISO 306 – Vicat-Erweichungstemperatur
- ISO 179 / ISO 180 – Schlagzähigkeit
Materialkennwerte basieren auf Herstellerdatenblättern und standardisierten Prüfverfahren. Tatsächliche Bauteileigenschaften können abhängig von Bauteilgeometrie, Druckparametern, Bauteilorientierung und Einsatzbedingungen variieren.