In den letzten Jahren hat die Entwicklung des 3D-Drucks zur Verbreitung von technischen Hochleistungsmaterialien geführt. Unter diesen zeichnet sich Polyetherimid, besser bekannt als PEI, durch seine außergewöhnlichen thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften aus. Seine Einführung in den 3D-Druck hat neue Horizonte für die Herstellung von starken und zuverlässigen Komponenten eröffnet, die sich ideal für fortschrittliche industrielle und technische Anwendungen eignen.
Polyetherimid ist ein amorphes Polymer, das zur Familie der Hochleistungsthermoplaste gehört. PEI wird hauptsächlich unter dem Namen ULTEM™von SABIC vermarktet und wird für seine Fähigkeit geschätzt, hohen Temperaturen zu widerstehen und gleichzeitig eine ausgezeichnete chemische und mechanische Beständigkeit zu bieten. Das Material ist in der Regel in Form von Filamenten erhältlich, die in 3D-Druckern mit Fused Filament Deposition (FDM/FFF) verwendet werden.
Eine der wichtigsten Eigenschaften von PEI ist seine hohe Dauerbetriebstemperatur von bis zu 170 °C. Dadurch eignet sich PEI besonders für Bereiche wie Luft- und Raumfahrt, Automobil und Elektronik. Darüber hinaus verfügt das Material über ausgezeichnete flammhemmende Eigenschaften, die sich bei direkter Feuereinwirkung als widerstandsfähig erweisen, wobei nur sehr wenig giftige Dämpfe freigesetzt werden und strenge Normen wie UL94-V0 eingehalten werden.
PEI bietet eine hervorragende mechanische Festigkeit bei gleichzeitig außergewöhnlicher Dimensionsstabilität. Diese Eigenschaft macht es zu einem idealen Material für Anwendungen, die geometrische Präzision und Festigkeit bei hohen Belastungen erfordern. Seine Steifigkeit und Kriechfestigkeit (Verformung im Laufe der Zeit unter konstanter Belastung) sind vielen anderen im 3D-Druck verwendeten Polymeren überlegen, was zu einer längeren Lebensdauer und einer gleichbleibenden Leistung führt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil von PEI ist seine chemische Beständigkeit. Dieses Material hält vielen organischen Lösungsmitteln, Kohlenwasserstoffen und Ölen stand und eignet sich daher für raue Industrieumgebungen, in denen andere Materialien schnell verderben können. Allerdings ist Vorsicht geboten, wenn das Material längere Zeit sehr starken Lösungsmitteln wie Aceton oder chlorierten Lösungsmitteln ausgesetzt ist, da dies zu leichten Oberflächenschäden führen kann.
Trotz seiner hervorragenden Eigenschaften gilt PEI als schwierig zu bedruckendes Material, das geeignete Maschinen und spezielle Kenntnisse erfordert. Eine der größten Herausforderungen ist die hohe Drucktemperatur, die in der Regel zwischen 350 °C und 400 °C für die Düse liegt und erfordert, dass die Druckkammer während des gesamten Druckvorgangs bei hohen Temperaturen gehalten wird. Diese Temperaturen erfordern spezielle Hardware und ein gutes Wärmemanagement.
Die Haftung auf dem Druckbett ist ein weiterer kritischer Punkt. Um eine gute Haftung zu gewährleisten, muss das Druckbett normalerweise mit speziellen Klebstoffen beschichtet werden.
In der Luft- und Raumfahrt wird PEI wegen seines geringen Gewichts in Verbindung mit einer hohen thermischen und mechanischen Beständigkeit geschätzt. Es wird häufig zur Herstellung von Bauteilen für Flugzeugkabinen, Belüftungssysteme, elektrische Komponenten und thermische Isolierungen verwendet, die strenge Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllen müssen.
In der Automobilindustrie eignet sich PEI ideal für die Herstellung von Bauteilen, die hohen Temperaturen und erheblichen mechanischen Belastungen standhalten müssen, wie z. B. Motorteile, Sensorgehäuse und Fahrzeuginnenraumkomponenten. Die Fähigkeit von PEI, längere Zeit Ölen und Kfz-Flüssigkeiten standzuhalten, macht es besonders nützlich für den Einsatz im Motorsport.
Aufgrund seiner Hitze- und Flammenbeständigkeit wird PEI in der Elektronikindustrie häufig für die Herstellung von Sicherheitsgehäusen für elektronische Geräte, Steckverbinder und Leiterplatten verwendet. Seine Formbeständigkeit trägt wesentlich zur Zuverlässigkeit der hergestellten elektronischen Bauteile bei.
Im medizinischen Bereich wird es zur Herstellung von wiederverwendbaren chirurgischen Instrumenten, Teilen für Diagnosegeräte und Komponenten für medizinische Hochrisikogeräte verwendet. Die Eigenschaften der Sterilisierbarkeit, der chemischen Beständigkeit und der Formbeständigkeit verleihen PEI eine wichtige Stellung im medizinischen Bereich.
PEI ist ein Hochleistungsmaterial mit enormem Potenzial für den fortschrittlichen 3D-Druck, insbesondere für hochwertige technische und industrielle Anwendungen. Auch wenn die anfänglichen Schwierigkeiten bei der Handhabung von Temperatur und Haftung als große Hindernisse erscheinen mögen, kann PEI mit der richtigen Ausrüstung und dem richtigen Wissen zu einem unverzichtbaren Verbündeten bei der Herstellung außergewöhnlich leistungsfähiger Komponenten werden.