PEEK (Polyetheretherketon) ist ein Hochleistungswerkstoff, der durch die Mischung von PEEK-Harz mit Verstärkungsmaterialien wie Kohlenstofffasern, Glasfasern und Keramik hergestellt wird. PEEK zeichnet sich durch seine hohe Härte aus und ist kratz- und abriebfester. Es eignet sich daher für die Fertigung verschleißfester Teile und solcher, die eine hohe Festigkeit erfordern. Dank seiner hohen Härte behält PEEK seine Form auch nach mechanischer Belastung und langjähriger Nutzung bei, wodurch es in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und weiteren Bereichen weit verbreitet ist.
Für PEEK-Polymerverbundwerkstoffe ist die Rockwell-Härte einer der wichtigsten Indikatoren zur Bewertung ihrer Leistungsfähigkeit. Das Prüfprinzip der Rockwell-Härte basiert auf dem Eindruckverfahren. Dabei wird der Härtewert des Materials durch Messung der Eindringtiefe bestimmt, die ein spezieller Eindringkörper unter einer festgelegten Prüfkraft in die Materialoberfläche erzeugt. Zusätzlich müssen die mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit geprüft werden. Die standardisierten Prüfungen erfolgen gemäß internationalen oder nationalen Normen wie ISO und ASTM, um die Stabilität der Qualität und Leistungsfähigkeit sowie die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Anwendung in den entsprechenden Bereichen zu gewährleisten.
Die Ergebnisse der Rockwell-Härteprüfung geben direkt Aufschluss über die Widerstandsfähigkeit von PEEK-Polymer-Verbundwerkstoffen gegen plastische Verformung. Eine höhere Rockwell-Härte bedeutet eine stärkere Kratz- und Verschleißfestigkeit des Materials. Dies ist entscheidend für die Fertigung von Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt, da so deren stabiler und langfristiger Betrieb unter komplexen mechanischen Bedingungen gewährleistet wird. In der Automobilindustrie, beispielsweise bei der Herstellung von Motor- und Getriebeteilen, verbessern hochharte PEEK-Verbundwerkstoffe die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Bauteile. Im medizinischen Bereich, etwa bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten oder Implantaten, gewährleistet die richtige Härte nicht nur die einwandfreie Funktion des Instruments, sondern auch eine gute mechanische Verträglichkeit zwischen Implantat und menschlichem Gewebe. Gleichzeitig dienen die Ergebnisse der Rockwell-Härteprüfung als wichtige Grundlage für die Qualitätskontrolle. Sie ermöglichen die Überwachung der Stabilität der PEEK-Materialeigenschaften während des Produktionsprozesses und die frühzeitige Erkennung von Qualitätsproblemen, die durch Änderungen bei Rohstoffen, Verarbeitungstechnologien oder anderen Faktoren verursacht werden.
Bei der Prüfung der Rockwell-Härte von PEEK-Werkstoffen sollten Eindringkörper und Prüfkraft entsprechend den Materialeigenschaften und dem erreichbaren Härtebereich geeignet gewählt werden. Gängige Skalen sind beispielsweise HRA, HRB, HRC, HRE, HRR, HRL und HRM.
Vor der eigentlichen Prüfung muss sichergestellt werden, dass die Oberfläche des PEEK-Materials eben, glatt und frei von Öl, Oxidschichten oder anderen Verunreinigungen ist, um genaue Prüfergebnisse zu gewährleisten. Die Probe muss fest auf dem Prüftisch des Härteprüfgeräts platziert werden, damit sie sich während der Prüfung nicht bewegt. Bei jeder Prüfung müssen die Bedienungsanweisungen des Härteprüfgeräts genau befolgt und die Prüfkraft langsam aufgebracht werden, um Stoßbelastungen zu vermeiden. Nachdem sich die Prüfkraft über die vorgegebene Zeit stabilisiert hat, wird der Rockwell-Härtewert in Abhängigkeit von der Eindringtiefe abgelesen und dokumentiert. Um repräsentativere Daten zu erhalten, werden in der Regel mehrere Messungen an verschiedenen Stellen durchgeführt, beispielsweise an mindestens fünf verschiedenen Messpunkten. Die Messergebnisse werden anschließend statistisch analysiert, um Parameter wie Mittelwert und Standardabweichung zu berechnen.
Veröffentlichungsdatum: 18. April 2025
