PEEK 3D-Druck vs. CNC-Fertigung

Wann lohnt sich 3D-Druck?

von Dr.-Ing. Bastian Gaedike, Malping GmbH, #MATERIALPINGUIN

Das Wichtigste in 30 Sekunden

PEEK lässt sich sowohl CNC-fräsen als auch im 3D-Druck verarbeiten – beide Wege haben ihre Berechtigung.

CNC ist stark bei engen Toleranzen und glatten Oberflächen.

3D-Druck gewinnt bei komplexen Geometrien, kurzen Durchlaufzeiten und Materialeffizienz.

Die Entscheidung hängt von Geometrie, Stückzahl, Toleranz und Budget ab.

Malping GmbH beherrscht beide Verfahren und berät Sie neutral.

Ein additiv gefertigtes PEEK-Bauteil mit nachbearbeiteter Oberfläche.

Einleitung

PEEK (Polyetheretherketon) gehört zu den leistungsstärksten Hochleistungskunststoffen der Welt. Es widersteht Temperaturen bis 250 °C im Dauerbetrieb, ist chemikalienbeständig, biokompatibel und dabei erheblich leichter als Metall. Kein Wunder, dass es in der Chemie-, Medizintechnik-, Luft- und Raumfahrt- sowie Maschinenbaubranche so gefragt ist.

Wer ein PEEK-Bauteil fertigen lassen möchte, steht vor einer grundlegenden Frage: CNC-Fräsen oder 3D-Druck? Beide Verfahren können PEEK verarbeiten – aber sie unterscheiden sich erheblich in ihren Stärken. Dieser Artikel gibt Ihnen einen ehrlichen, praxisnahen Vergleich.

Die zwei Verfahren kurz erklärt

CNC-Fräsen von PEEK

Beim CNC-Fräsen wird aus einem PEEK-Halbzeug (Stab, Platte) Material herausgefräst. Das Werkzeug folgt einem computergesteuerten Pfad und "subtrahiert" Material, bis das gewünschte Bauteil entstanden ist. Das Ergebnis: sehr hohe Maßgenauigkeit, glatte Oberflächen, vollständig isotrop. Das heißt, das Bauteil hat in alle Richtungen gleiche mechanische Eigenschaften, weil es aus einem homogenen Rohmaterial stammt.

Herausforderung: Komplexe Innengeometrien, Hinterschneidungen oder interne Kanäle sind nur schwer oder gar nicht realisierbar. Außerdem entsteht Materialabtrag, bei teuren PEEK-Rohlingen sehr schmerzhaft.

PEEK 3D-Druck (FFF / FGF)

Im 3D-Druck (FFF = Fused Filament Fabrication oder FGF = Fused Granulate Fabrication) wird PEEK schichtweise aufgetragen. Ein Druckkopf erhitzt das Material auf über 400 °C und baut das Bauteil von unten nach oben auf. Das Ergebnis: maximale Gestaltungsfreiheit, minimaler Materialverbrauch, kurze Vorlaufzeiten.

Herausforderung: Die Schichtstruktur führt zu anisotropen Eigenschaften (unterschiedliche Festigkeit je nach Richtung) und etwas raueren Oberflächen. Enge Toleranzen unter 0,05 mm erfordern eine CNC-Nachbearbeitung.

Die Malping GmbH setzt für den PEEK-3D-Druck u. a. den ExAM 510 von AIM3D ein – ein FGF-Granulatdrucker, der direkt mit PEEK-Granulat arbeitet und damit Material- und Prozesskosten deutlich senkt.

Der direkte Vergleich

Kriterium	CNC-Fräsen	PEEK 3D-Druck
Geometrie	Komplex möglich, aber aufwändiger	Komplexe Geometrien problemlos
Werkzeugkosten	Hoch (Fräser, Aufspannung)	Keine Werkzeugkosten
Maßtoleranz	±0,02 mm typisch	±0,1–0,3 mm typisch
Oberfläche	Sehr glatt (Ra < 1 µm)	Schichttextur sichtbar
Stückzahl	Ab 1 Stück wirtschaftlich	Ab 1 Stück wirtschaftlich
Materialausnutzung	Spanend, hoher Abtrag	Additiv, kaum Verschnitt
Vorlaufzeit	1–3 Tage	1–2 Tage
Innere Strukturen	Nicht möglich	Möglich (Gitter, Kanäle)

Wann welches Verfahren?

CNC ist besser wenn ...	3D-Druck ist besser wenn ...
Sehr enge Toleranzen (< 0,05 mm)	Komplexe Innengeometrien / Kanäle
Glatte Dichtflächen nötig	Leichtbau durch Gitterstrukturen
Kleine Details (< 1 mm)	Einzelstücke / Prototypen schnell
Nacharbeit auf Maß nötig	Design-Iterationen kostengünstig
Hohes Stückvolumen mit Toleranz	Material sparen bei teuren PEEK-Rohlingen

Mein Tipp: Viele Bauteile profitieren von einer Kombination – 3D-Druck für die Grundform, CNC-Nachbearbeitung für kritische Passungen und Dichtflächen. Malping GmbH bietet genau diesen hybriden Ansatz.

3 Praxisbeispiele aus dem Maschinenalltag

1. Chemie- & Prozessindustrie: Pumpengehäusedeckel

Aufgabe: Ein Deckel für eine Chemiepumpe muss aus PEEK sein: aggressive Medien, 180 °C Einsatztemperatur, Druckdichtheit.

•       CNC-Fräsen wäre die klassische Wahl: eng toleriert, dichte Oberfläche.

•       Im konkreten Fall half 3D-Druck: integrierter Strömungskanal innen, weniger Teile, schnellere Verfügbarkeit.

•       Ergebnis: 10 Tage statt 6 Wochen Lieferzeit, 40 % weniger Kosten.

2. Medizintechnik: Instrumentenhalterung im Sterilisationsbereich

Aufgabe: Halterung für chirurgische Instrumente, autoklavierbar, maßgenaue Passungen.

•       Hier war CNC die richtige Wahl: Toleranz ±0,02 mm gefordert, Oberfläche Ra < 0,8 µm.

•       Die Geometrie war einfach genug, um wirtschaftlich gefräst zu werden.

•       Ergebnis: Norm-konforme Teile, wirtschaftlich ab Stückzahl 5.

3. Maschinen- & Anlagenbau: Führungselement mit Leichtbau-Gitter

Aufgabe: Führungselement für einen Linearantrieb – PEEK wegen Abriebfestigkeit, aber möglichst leicht.

•       3D-Druck mit internem Gitter: gleiche Tragfähigkeit, 35 % weniger Gewicht.

•       CNC wäre hier gar nicht möglich gewesen (Innenstruktur).

•       Ergebnis: Funktionsintegration, die mit klassischer Zerspanung nicht erreichbar war.

Häufige Fragen

Ist PEEK 3D-Druck so gut wie gefrästes PEEK?

Mechanisch: fast. In Z-Richtung (senkrecht zu den Schichten) ist die Festigkeit geringer. Für viele Anwendungen ist das kein Problem – bei Zug- und Druckbelastungen in der Ebene sind die Werte sehr gut. Fragen Sie uns nach einer belastungsgerechten Druckorientierung.

Welche Toleranzen erreicht der PEEK 3D-Druck?

Typisch ±0,1–0,2 mm. Mit CNC-Nachbearbeitung kritischer Flächen: ±0,02 mm und besser. Für die meisten Gehäuse, Halterungen und Funktionsbauteile ist das absolut ausreichend.

Ab welcher Stückzahl lohnt CNC mehr als 3D-Druck?

Das lässt sich pauschal nicht sagen – es hängt stark von der Geometrie ab. Einfache Drehteile sind oft ab Stückzahl 10 mit CNC günstiger. Komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen bleiben im 3D-Druck wirtschaftlicher, unabhängig von der Stückzahl. Sprechen Sie uns an – wir rechnen beides durch.

Fazit

Es gibt kein universell "besseres" Verfahren. CNC-Fräsen und PEEK-3D-Druck sind Werkzeuge – und wie jedes Werkzeug entfalten sie ihr Potenzial nur im richtigen Einsatz. Als Materialpinguine – exotisch, aber hochgradig angepasst – kennen wir beide Welten und helfen Ihnen, die richtige Entscheidung zu treffen.

Ihr Bauteil verdient das richtige Verfahren. Nicht das nächstbeste.

Kostenloses Erstgespräch

Sie haben ein PEEK-Bauteil in der Planung?

Wir analysieren Ihre Anforderungen und empfehlen das passende Fertigungsverfahren – ohne Verkaufsdruck.

Kontakt: info@malping.de | www.malping.de | #MATERIALPINGUIN

Autor

Dr.-Ing. Bastian Gaedike

Gründer & Geschäftsführer, Malping GmbH

Neuhausen auf den Fildern | malping.de | #MATERIALPINGUIN

Was ist PEEK? Eigenschaften & Anwendungen im industriellen 3D-Druck

Einleitung

In der Welt der Hochleistungskunststoffe hat sich PEEK (Polyetheretherketon) als eines der vielseitigsten und leistungsfähigsten Materialien etabliert. Insbesondere in der additiven Fertigung, also dem industriellen 3D-Druck, eröffnen sich durch PEEK zahlreiche Möglichkeiten für Unternehmen aus Maschinenbau, Chemie, Medizintechnik und vielen weiteren Branchen. In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, was PEEK auszeichnet, welche Eigenschaften es so besonders machen und in welchen Anwendungen der 3D-Druck von PEEK-Bauteilen entscheidende Vorteile bringt.

Eine Demo-Baugruppe aus PEEK-Bauteilen.

Was ist PEEK?

PEEK ist ein thermoplastischer, halb-kristalliner Hochleistungskunststoff, der zur Familie der Polyaryletherketone (PAEK) gehört. Er wurde in den späten 1970er Jahren entwickelt und überzeugt durch seine exzellente Kombination aus mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften. Aufgrund seiner Vielseitigkeit findet PEEK heute Einsatz in anspruchsvollsten Industriebereichen.

Wichtige Eigenschaften von PEEK

1. Hohe Temperaturbeständigkeit

PEEK kann kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 250 °C eingesetzt werden und behält seine mechanische Stabilität auch bei kurzfristigen Belastungen bis 300 °C.

2. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit

PEEK widersteht aggressiven Chemikalien wie Säuren, Basen und organischen Lösungsmitteln – ein klarer Vorteil in der Chemie- und Prozessindustrie.

3. Hohe mechanische Festigkeit

Mit einer Zugfestigkeit von bis zu 100 MPa und einer hohen Steifigkeit bleibt PEEK auch unter Belastung formstabil.

4. Geringe Reibung & Verschleißfestigkeit

PEEK weist hervorragende tribologische Eigenschaften auf, ideal für Lager, Führungen und Gleitkomponenten.

5. Biokompatibilität & Sterilisierbarkeit

PEEK ist biokompatibel und steriliserbar, weshalb es auch in der Medizintechnik (z. B. Implantate, chirurgische Instrumente) genutzt wird.

6. Elektrische Isolation & Flammwidrigkeit

Dank seiner elektrischen Isolationseigenschaften und einer inhärenten Flammwidrigkeit (UL 94 V-0) ist PEEK auch in der Elektronikindustrie gefragt.

PEEK im 3D-Druck: Chancen & Herausforderungen

Mit dem Aufkommen spezialisierter 3D-Drucker für Hochtemperaturmaterialien hat sich PEEK als Schlüsselmaterial im industriellen 3D-Druck etabliert. Insbesondere das Fused Deposition Modeling (FDM)-Verfahren wird für die Verarbeitung von PEEK genutzt.

Vorteile von PEEK im 3D-Druck

• Designfreiheit: Komplexe Geometrien & Funktionsbauteile lassen sich realisieren.

• Schnelle Verfügbarkeit: Bauteile können innerhalb weniger Tage produziert werden.

• Kosteneffizienz bei Kleinserien & Prototypen: Keine teuren Werkzeuge nötig.

• Individualisierung: Bauteile können an spezifische Anforderungen angepasst werden.

Herausforderungen

• Hohe Drucktemperaturen: Extruder bis 400 °C, beheiztes Druckbett & geschlossene Baukammer nötig.

• Anisotropie: Mechanische Eigenschaften können richtungsabhängig sein.

• Materialkosten: PEEK-Filament ist kostenintensiver als Standardkunststoffe.

  
  

Typische Anwendungen von 3D-gedrucktem PEEK

• Maschinenbau: Funktionsbauteile, Lager, Zahnräder, Führungselemente

• Chemieindustrie: Chemikalienbeständige Dichtungen, Rohrleitungen, Pumpenteile

• Medizintechnik: Prototypen für Implantate, chirurgische Instrumente, Reinraumkomponenten

• Luftfahrt & Automotive: Leichtbau-Komponenten, strukturtragende Elemente

• Elektronikindustrie: Isolatoren, Gehäuse, Steckverbinder

  
  

Fazit

PEEK kombiniert in einzigartiger Weise Temperaturbeständigkeit, Chemikalienresistenz, Festigkeit und Verarbeitbarkeit – Eigenschaften, die es zum idealen Werkstoff für den industriellen 3D-Druck machen. Mit modernen Fertigungsanlagen wie bei Malping GmbH können Unternehmen von maßgeschneiderten Bauteilen aus PEEK profitieren – schnell, wirtschaftlich und zuverlässig.