Entwicklung und Charakterisierung von Blends aus Low-Melt Polyaryletherketon (LMPAEK) und Polyetherimid (PEI) für den Fused Filament Fabrication (FFF) 3D-Druck

Polyaryletherketone (PAEK) und Polyetherimide (PEI) sind etablierte Hochleistungsthermoplaste, die sich durch exzellente mechanische Eigenschaften, hohe thermische Stabilität und Chemikalienbeständigkeit auszeichnen. Die Kombination dieser beiden Polymere in einem Blend verspricht, die jeweiligen Vorteile zu vereinen und maßgeschneiderte Werkstoffeigenschaften zu erzielen. Obwohl PAEK und PEI in der Schmelze grundsätzlich als mischbar gelten, wird das Kristallisationsverhalten des PAEK-Anteils durch die Anwesenheit von PEI signifikant beeinflusst. Dies führt zu komplexen Phasenmorphologien, die die finalen anwendungstechnischen Eigenschaften eines Bauteils maßgeblich bestimmen.

Diese Arbeit zielt darauf ab, die Eignung von LMPAEK/PEI-Blends für den FFF-Prozess systematisch zu untersuchen. Es soll ein grundlegendes Verständnis für den Zusammenhang zwischen Materialzusammensetzung, den resultierenden thermischen und rheologischen Eigenschaften und der finalen Performance der gedruckten Bauteile erarbeitet werden.

Deine Aufgaben

• Literaturrecherche zum aktuellen Stand der Forschung bezüglich 3D-Druck, PAEK/PEI-Blends und dessen Charakterisierung
• Herstellung von Blends in verschiedenen Zusammensetzungen mittels eines Doppelschneckenextruders
• Thermische Analyse zur Charakterisierung des Schmelz- und Kristallisationsverhaltens und zur Untersuchung der thermischen Stabilität der Blends
• Mechanische Prüfung zur Ermittlung von Kennwerten wie Zugfestigkeit, E-Modul und Bruchdehnung in Abhängigkeit der Blend-Zusammensetzung
• Herstellung und Untersuchung von Bauteilen im 3D-Drucker