Kohlenstofffaserverstärktes PEEK-Compound: Extreme Leistung für die chemische Industrie

PEEK, das Technopolymer, das Stahl und Titan ersetzt

In der chemischen Industrie müssen die für den Bau von Pumpen, Ventilen und Verbindungen verwendeten Materialien mechanische Beständigkeit, thermische Stabilität und chemische Inertheit gewährleisten.
Seit Jahren gelten Edelstähle und Titanlegierungen als unverzichtbar, aber heute bieten hochleistungsfähige thermoplastische Compounds eine leichtere, vielseitigere und nachhaltigere Alternative.

Unter diesen zeichnet sich PEEK (Polyetheretherketon) als das strukturelle Referenz-Technopolymer aus, das seine Leistung auch unter extremen Bedingungen beibehalten kann.
In seiner kohlenstofffaserverstärkten Version erreicht PEEK Steifigkeits-, Leitfähigkeits- und Festigkeitswerte, die seinen Einsatz als Ersatz für traditionelle Metalle ermöglichen.

Der Metau Engineering Fall: PEEK-Magnetkupplungen für die chemische Industrie

Das italienische Unternehmen Metau Engineering, spezialisiert auf hydraulische Systeme und Lösungen für den Chemiesektor, stand vor der Herausforderung, die Zuverlässigkeit von magnetischen Antriebskupplungen zu verbessern, die bei der Förderung von empfindlichen Flüssigkeiten wie Polyurethan-Monomeren eingesetzt werden.

Diese Komponenten erfordern eine maximale Abdichtung und Trennung zwischen dem beweglichen Teil und der äußeren Umgebung, um Leckagen, Vibrationen oder Durchsickern zu vermeiden.
Der Schlüssel zu dem Projekt ist eine Trennhaube, die sehr strengen Betriebsbedingungen ausgesetzt ist:

LARPEEK 10 K/30: Das hochfeste, kohlenstofffaserverstärkte PEEK-Compound

Nach einer gründlichen Testphase wählte Metau Engineering LARPEEK 10 K/30, ein PEEK-basiertes Compound, verstärkt mit 30 Gew.-% Kohlenstofffasern, entwickelt von LATI Industria Termoplastici.

Hauptmerkmale von LARPEEK 10 K/30:

• Hochleistungsfähige PEEK-Polymerbasis, stabil bis zu 250°C im Dauerbetrieb.
• Hochfeste Kohlenstofffaserverstärkung für überlegene mechanische Festigkeit.
• Hohe Steifigkeit und Elastizitätsmodul, ideal für Komponenten, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
• Intrinsische elektrische Leitfähigkeit, nützlich für die ATEX-Zertifizierung.
• Ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegen Säuren, Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffe.
• Dimensionsstabilität auch bei konstanten Drücken und Spannungen.

Dank dieser Eigenschaften hat das Material die Verformungs- und Festigkeitsprüfungen erfolgreich bestanden und gewährleistet Sicherheit und Zuverlässigkeit auch unter längerer thermischer und mechanischer Belastung.

Vom Design zur ATEX-Zertifizierung

Einer der Hauptvorteile von kohlenstofffaserverstärktem PEEK-Compound ist seine kontrollierte elektrische Leitfähigkeit, die es ermöglicht hat, die ATEX-Zertifizierung (Ex II 2GD c IIC TX) für das gesamte Magnetkupplungssystem zu erhalten.
Diese Anforderung ist grundlegend für Anwendungen in potenziell explosionsgefährdeten Umgebungen, wie sie typisch für die chemische und petrochemische Industrie sind.

Die Synergie zwischen Metau Engineering und LATI hat die Optimierung des Glockendesigns durch FEM-Analyse und Dauerfestigkeitsprüfung ermöglicht und das Material als konkrete Alternative zu Stahl und Titan validiert.
Das Ergebnis ist eine leichte, starke und langlebige Komponente mit erheblichen wirtschaftlichen und produktionstechnischen Vorteilen.

Verstärktes PEEK: Vorteile gegenüber Metallen

Die Verwendung von verstärktem PEEK ermöglicht eine Gewichtsreduzierung von bis zu 80 %, wodurch Korrosionsprobleme beseitigt und die Serienproduktion durch Spritzguss vereinfacht wird.

PEEK-Compounds: Lösungen für kritische Anwendungen

Kohlenstoff- oder glasfaserverstärkte PEEK-basierte Compounds finden Anwendung in zahlreichen Hochleistungsbereichen:

• Chemische Industrie → Pumpen, Ventile, Dichtungen und Magnetkupplungen.
• Öl & Gas und ATEX → antistatische Komponenten, die gegen hohe Temperaturen beständig sind.
• Luft- und Raumfahrt und Motorsport → leichte und leitfähige Strukturteile.
• Medizin und Pharmazie → sterile Teile, die gegen Sterilisationszyklen beständig sind.

Dank ihrer Dimensionsstabilität, chemischen Inertheit und Verschleißfestigkeit stellen PEEK-Compounds heute eine der fortschrittlichsten Alternativen zu technischen Metallen dar.

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FAQ – Kohlenstofffaserverstärktes PEEK-Compound

1. Wann ist es sinnvoll, verstärktes PEEK anstelle von Stahl zu verwenden?
   Wenn hohe chemische und thermische Beständigkeit erforderlich ist, aber auch Gewichtsreduzierung und einfache Verarbeitung.
2. Ist verstärktes PEEK mit ATEX-Umgebungen kompatibel?
   Ja, dank der kontrollierten Leitfähigkeit der Kohlenstofffaser können Komponenten gemäß der ATEX-Richtlinie zertifiziert werden.
3. Was ist die maximale Betriebstemperatur von PEEK?
   LATI PEEK-Compounds arbeiten kontinuierlich bis zu 250°C und erhalten dabei die mechanische Integrität und Dimensionsstabilität.