POM und PETP
(Zwei der am häufigsten CNC-bearbeiteten technischen Kunststoffe)
Materialeigenschaften → Anwendungen → CNC-Prozessschwerpunkte → Bearbeitungsvergleich
I. POM (Polyoxymethylen / Acetal / Delrin)
1️⃣ Was ist POM? (CNC-Bearbeitungsperspektive)
POM ist ein hochfester, reibungsarmer und selbstschmierender technischer Kunststoff.
Sein Zerspanungsverhalten ähnelt stark dem von Metall und macht ihn zu einem der bevorzugten Kunststoffe in CNC-Werkstätten.
📌 Typische Aussage eines CNC-Fachmanns:
„Sehr gut zerspanbar, stabil, kein Ankleben am Werkzeug und Maßhaltigkeit ist leicht zu kontrollieren.“
2️⃣ Zentrale Materialeigenschaften von POM (Einfluss auf die Bearbeitung)
| Eigenschaft | Einfluss auf CNC-Bearbeitung |
|---|---|
| Hohe Steifigkeit, hohe Kristallinität | Ruhiger Schnitt, geringe Vibration |
| Niedriger Reibungskoeffizient | Ideal für Gleit- und Zahnradteile |
| Gute Maßstabilität | Enge Toleranzen leicht erreichbar |
| Geringe Wasseraufnahme | Kaum Verzug nach der Bearbeitung |
| Selbstschmierend | Teilweiser Ersatz von Metallteilen möglich |
⚠️ Hinweis
POM ist nicht beständig gegen starke Säuren und Oxidationsmittel und zeigt begrenzte Temperaturstabilität über 100 °C.
3️⃣ Typische CNC-Anwendungen von POM
🔧 Mechanische und Antriebskomponenten
- Präzisionszahnräder
- Buchsen, Hülsen
- Gleit- und Führungselemente
- Rollen, Umlenkrollen
🤖 Automatisierungs- und Anlagenbau
- Positionierstifte
- Vorrichtungen und Spannmittel
- Pneumatikbauteile
🔬 Halbleiter- / Elektronikausrüstung (nicht prozesskritisch)
- Struktur- und Tragelemente
- Gleitkomponenten in Niedertemperaturzonen
4️⃣ CNC-Bearbeitungsschwerpunkte für POM
🛠 Werkzeugauswahl
- Hartmetallwerkzeuge (Carbide)
- Sehr scharfe Schneiden mit positivem Spanwinkel
⚙️ Schnittbedingungen
- Hohe Drehzahl + mittlere bis hohe Vorschübe
- Trockenbearbeitung möglich (Kühlschmierstoff meist nicht erforderlich)
- Optimale Späne sind lang, kontinuierlich und spiralig
📐 Maßgenauigkeit
- ±0,02 mm problemlos erreichbar
- Präzisionsteile bis ±0,01 mm
5️⃣ Häufige Bearbeitungsprobleme bei POM
| Problem | Ursache | Maßnahme |
|---|---|---|
| Gratbildung | Werkzeug zu stumpf | Schärferes Werkzeug |
| Oberflächenstreifen | Drehzahl zu niedrig | Drehzahl erhöhen |
| Aufschmelzen / Anhaften | Vorschub zu gering | Vorschub erhöhen |
II. PETP (Polyethylenterephthalat – technische Qualität)
Auch bekannt als PET-P, PETP oder Engineering PET
1️⃣ Was ist PETP? (CNC-Perspektive)
PETP ist ein hochfester, äußerst maßstabiler und verschleißfester technischer Kunststoff.
Hinsichtlich der Maßhaltigkeit ist PETP häufig besser als POM.
📌 Aussage aus der Praxis:
„Nicht so gleitfähig wie POM, aber extrem maßstabil – ideal für hochpräzise Bauteile.“
2️⃣ Materialeigenschaften von PETP (Bezug zur Bearbeitung)
| Eigenschaft | Einfluss auf CNC-Bearbeitung |
|---|---|
| Hohe Kristallinität, hohe Steifigkeit | Geringe elastische Rückfederung |
| Sehr geringe Wasseraufnahme | Langfristige Maßstabilität |
| Hohe Verschleiß- und Ermüdungsfestigkeit | Geeignet für Dauerbewegung |
| Höhere Wärmebeständigkeit als POM | Stabil bei Langzeitbetrieb |
| Gute elektrische Isolierung | Häufig in Elektronikanwendungen |
⚠️ Hinweis
PETP besitzt einen höheren Reibungskoeffizienten als POM und ist daher weniger gleitfähig.
3️⃣ CNC-Anwendungsbereiche von PETP
🔬 Hochpräzise Strukturbauteile
- Präzisions-Positionierblöcke
- Referenz- und Grundplatten
- Vorrichtungen mit engen Toleranzen
⚙️ Halbleiter- und optoelektronische Anlagen
- Isolierende Strukturbauteile
- Präzisionsdistanzstücke
- Tragelemente für berührungsfreie Prozesse
🏭 Industrieanlagen
- Verschleißfeste Führungsschienen
- Stützringe und Hülsen
4️⃣ CNC-Bearbeitungsschwerpunkte für PETP
🛠 Werkzeuge
- Hartmetallwerkzeuge
- Sehr scharfe Schneiden empfohlen (zur Vermeidung von Oberflächenaufrauung)
⚙️ Schnittbedingungen
- Mittlere bis hohe Drehzahlen
- Vorschub nicht zu niedrig (Wärmeaufbau vermeiden)
- Luftkühlung oder minimale Kühlung empfohlen
📐 Präzisionsfähigkeit
- ±0,01 mm reproduzierbar erreichbar
- Sehr gute Ebenheit und Parallelität
5️⃣ Hinweise zur PETP-Bearbeitung
| Problem | Beschreibung |
|---|---|
| Oberflächenaufhellung | Stumpfes Werkzeug oder zu geringe Drehzahl |
| Wärmestau | Zu lange Verweilzeit |
| Kantenrisse | Ungeeignete Werkzeuggeometrie oder zu hoher Vorschub |
III. POM vs PETP – CNC-Bearbeitungsvergleich
| Kriterium | POM | PETP |
|---|---|---|
| Zerspanbarkeit | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| Maßstabilität | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ |
| Reibungskoeffizient | Niedrig (selbstschmierend) | Mittel |
| Präzisionsgrenze | ±0,02–0,01 mm | ±0,01 mm |
| Eignung für Gleitbauteile | Sehr gut | Mittel |
| Hochpräzise Vorrichtungen | Mittel | Sehr gut |
IV. Praktische Werkstoffauswahl für CNC-Anwendungen
👉 POM wählen, wenn das Bauteil:
- Ein Zahnrad, Gleit- oder bewegliches Teil ist
- Geringe Reibung erfordert
- Für Serienfertigung mit hoher Effizienz gedacht ist
👉 PETP wählen, wenn das Bauteil:
- Ein hochpräzises Positionier- oder Referenzteil ist
- Maximale Maßstabilität benötigt
- In Halbleiter- oder optischen Anlagen eingesetzt wird
POM / PETP
CNC-Werkzeuge und Schnittparameter – Engineering Specification
1. Grundlegende Bearbeitungspositionierung (für CNC-Spezifikation)
| Position | POM (Acetal / Delrin) | PETP (PET Engineering Plastic) |
|---|---|---|
| Kristallinität | Hoch | Hoch |
| Steifigkeit | Hoch | Hoch (leicht höher als POM) |
| Wasseraufnahme | Niedrig | Sehr niedrig |
| Maßstabilität | Gut | Sehr gut |
| Reibungskoeffizient | Niedrig (selbstschmierend) | Mittel |
| Geeignete Anwendungen | Gleit- und Antriebsteile | Hochpräzise Positionierteile |
2. Werkzeugspezifikation (Tooling Specification)
2.1 Werkzeugmaterial
| Position | Empfehlung |
|---|---|
| Werkzeugmaterial | Hartmetall (Carbide) |
| Beschichtung | Nicht empfohlen (Vermeidung von Kunststoff-Anhaftung) |
| Schneidkante | Sehr scharf, positiver Spanwinkel |
| Spanabfuhr | Große Spanräume |
📌 Engineering-Prinzip
Kunststoffbearbeitung ist kein Verschleißproblem, sondern ein Wärme- und Spanabfuhrproblem.
2.2 Fräsergeometrie
| Parameter | Empfehlung |
|---|---|
| Schneidenzahl | 1–2 Schneiden |
| Spanwinkel (Rake Angle) | +10° bis +20° |
| Drallwinkel | 30°–45° |
| Schneidenecke | Mikro-Fase oder Radius ≤ R0,2 |
3. CNC-Schnittparameter (Referenzwerte)
3.1 Fräsen (End Milling)
▶ POM – empfohlene Fräsparameter
| Parameter | Bereich |
|---|---|
| Schnittgeschwindigkeit Vc | 300 – 600 m/min |
| Spindeldrehzahl (Ø6 mm) | 16.000 – 30.000 rpm |
| Vorschub pro Zahn fz | 0,05 – 0,20 mm/Zahn |
| Axiale Schnitttiefe ap | 0,5 – 2,0 × D |
| Radiale Schnittbreite ae | 10 – 40 % D |
| Kühlung | Trocken / Luftkühlung |
▶ PETP – empfohlene Fräsparameter
| Parameter | Bereich |
|---|---|
| Schnittgeschwindigkeit Vc | 200 – 400 m/min |
| Spindeldrehzahl (Ø6 mm) | 12.000 – 22.000 rpm |
| Vorschub pro Zahn fz | 0,04 – 0,15 mm/Zahn |
| Axiale Schnitttiefe ap | 0,5 – 1,5 × D |
| Radiale Schnittbreite ae | 10 – 30 % D |
| Kühlung | Luftkühlung / Minimalmengenschmierung |
📌 Wesentliche Unterschiede
- POM: hohe Schnittgeschwindigkeit möglich
- PETP: stabile, kontrollierte Bearbeitung erforderlich
- PETP: kein langes Verweilen des Werkzeugs (Vermeidung lokaler Wärme)
3.2 Bohren (Drilling)
| Parameter | POM | PETP |
|---|---|---|
| Bohrertyp | Standard- oder Kunststoffbohrer | Kunststoffbohrer |
| Spitzenwinkel | 90°–118° | 90° |
| Drehzahl | Hoch | Mittel–hoch |
| Vorschub | Mittel–hoch | Mittel |
| Peck-Bohrung | Empfohlen | Erforderlich |
| Kühlung | Trocken | Luftkühlung |
3.3 Drehen (Turning)
| Parameter | POM | PETP |
|---|---|---|
| Schneidstoff | Hartmetall | Hartmetall |
| Eckenradius | R0,2 – R0,4 | R0,2 |
| Schnittgeschwindigkeit | Hoch | Mittel |
| Vorschub | 0,1 – 0,3 mm/U | 0,08 – 0,2 mm/U |
| Kühlung | Trocken | Luftkühlung |
4. Maß- und Geometriefähigkeit (Process Capability)
| Position | POM | PETP |
|---|---|---|
| Standardtoleranz | ±0,05 mm | ±0,03 mm |
| Präzisionsbearbeitung | ±0,02 mm | ±0,01 mm |
| Ebenheit | Gut | Sehr gut |
| Parallelität | Gut | Sehr gut |
| Verzug nach Bearbeitung | Niedrig | Sehr niedrig |
5. Kritische Prozesskontrollen (Critical Process Controls)
5.1 Wärmekontrolle (entscheidend)
- Kombination aus niedrigem Vorschub + hoher Drehzahl vermeiden
- Werkzeug nicht an derselben Position stehen lassen
- Tiefe Bohrungen stufenweise mit Rückzug zur Wärmeabfuhr bearbeiten
5.2 Spanntechnik
| Position | Spezifikation |
|---|---|
| Spannkraft | Geringer als bei Metallteilen |
| Zwischenlagen | Weiche Schutzauflagen empfohlen |
| Positionierung | Flächenkontakt bevorzugt gegenüber Linienkontakt |
6. Typische Fehlerbilder und Gegenmaßnahmen (Failure Modes)
| Fehlerbild | Material | Ursache | Maßnahme |
|---|---|---|---|
| Aufschmelzen / Anhaften | POM | Zu geringer Vorschub | Vorschub erhöhen |
| Oberflächenrauhigkeit / Ziehen | PETP | Stumpfes Werkzeug | Scharfe Schneide verwenden |
| Kantenrisse | PETP | Lokale Wärmekonzentration | Mehrstufige Bearbeitung |
| Maßabweichung | Beide | Spannverformung | Spannkraft reduzieren |
7. Werkstoffauswahl – Engineering Decision Guide
- Gleit-, Antriebs- und Serienbauteile → POM
- Hochpräzise Referenzteile / Halbleiteranlagen → PETP
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