PET en PETG zijn beide thermoplastische polyesters, maar het zijn geen onderling uitwisselbare materialen. PET is een brede materiaalfamilie die producten omvat voor onder meer flessen, folie, vezels en technische toepassingen. In de verspanende industrie verwijst PET-P of PETP doorgaans naar semi-kristallijn PET voor technische toepassingen. PETG daarentegen is een gemodificeerd, amorf copolyester dat bekend staat om zijn transparantie, taaiheid en vervormbaarheid bij warmte.
Voor CNC-bewerking wordt PET-P doorgaans gekozen vanwege zijn stijfheid, slijtvastheid, kruipweerstand en maatvastheid, waardoor het geschikt is voor precisie-constructieonderdelen, tandwielen, bussen en geleidingscomponenten. PETG wordt vaker gebruikt voor transparante afdekkingen, kijkvensters, panelen en licht belaste beschermingsonderdelen. In dit artikel worden hun chemische structuur, mechanische eigenschappen, fysische en thermische prestaties, elektrische eigenschappen, chemische bestendigheid, CNC-bewerkbaarheid en criteria voor materiaalkeuze met elkaar vergeleken.
Wat zijn PET en PETG?
PET en PETG behoren tot dezelfde familie van thermoplastische polyesters, maar hun structuur en prestatiekenmerken verschillen. PET is de basisfamilie van deze materialen, PET-P is een veelgebruikte benaming voor semi-kristallijn PET van technische kwaliteit, en PETG is een met copolymeren gemodificeerde vorm van PET.
Wat is PET?
PET staat voor polyethyleentereftalaat. Het wordt doorgaans vervaardigd door middel van de polycondensatie van tereftaalzuur en ethyleenglycol. Afhankelijk van de kristalliniteit, de kwaliteit en de verwerkingsmethode kan PET worden gebruikt voor flessen, folies, vezels en technische onderdelen. Daardoor kunnen verschillende PET-producten aanzienlijk van elkaar verschillen wat betreft transparantie, stijfheid, hittebestendigheid en mechanische eigenschappen.
In dit artikel verwijst PET voornamelijk naar PET van technische kwaliteit dat wordt gebruikt voor platen, staven en CNC-gefreesde onderdelen, en niet naar het conventionele PET van fles- of foliekwaliteit. Technisch PET biedt doorgaans een hoge stijfheid, een lage vochtopname en een goede maatvastheid, waardoor het geschikt is voor onderdelen die een nauwkeurige passing of langdurige draagkracht vereisen.
Wat is PET-P?
PET-P, ook wel geschreven als PETP, verwijst doorgaans naar een semi-kristallijne, voor technische toepassingen bestemde variant van PET. Het is geen afzonderlijk polymeer, maar een soort PET die is ontwikkeld om de mechanische sterkte, maatvastheid, slijtvastheid en bewerkbaarheid te verbeteren. Het wordt doorgaans geleverd in de vorm van platen, staven en buizen.
PET-P wordt vaak verwerkt tot tandwielen, bussen, rollen, geleidingsonderdelen, elektrische isolatoren en precisie-constructieonderdelen. Om deze reden hebben de mechanische en bewerkbaarheidseigenschappen van PET die in dit artikel worden besproken, voornamelijk betrekking op PET-P.
Wat is PETG?
PETG staat voor Met glycol gemodificeerd polyethyleentereftalaat. Het wordt vervaardigd door comonomeren zoals CHDM aan het PET-polymeersysteem toe te voegen, waardoor de neiging van het materiaal om te kristalliseren wordt verminderd en het grotendeels amorf blijft.
Deze structuur zorgt ervoor dat PETG zeer transparant is, een goede taaiheid heeft en een breed verwerkingsbereik biedt. Het wordt vaak gebruikt voor transparante beschermkappen, kijkvensters, panelen en behuizingen. PETG kan ook met een CNC-machine worden gefreesd, geboord, gesneden en gedraaid, hoewel het door zijn relatief zachte oppervlak gevoeliger is voor snijwarmte, krassen en klemdruk.
PET versus PETG in één oogopslag
In de onderstaande tabel worden de acht factoren belicht die het meest van belang zijn voor CNC-bewerking en materiaalkeuze.
| Vergelijkingsfactor | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Stijfheid | Hoog; geschikt voor dragende onderdelen | Matig; geschikt voor onderdelen voor licht gebruik |
| Slagtaaiheid | Matig | Hoger |
| Dimensionale stabiliteit | Goed; geschikt voor nauwe toleranties | Matig |
| Slijtvastheid | Goed | Beperkt |
| Hittebestendigheid | Hoger | Lager en gevoeliger voor hitte |
| Vochtopname | Laag | Laag |
| CNC-bewerkbaarheid | Zeer geschikt voor draaien, frezen, boren en draadsnijden | Kan machinaal worden bewerkt, maar de snijwarmte moet onder controle worden gehouden |
| Veelvoorkomende problemen bij de verspanende bewerking | Bramen en vervorming van dunwandige onderdelen | Smelten, hechting aan gereedschap en krassen op het oppervlak |
Over het algemeen is PET-P beter geschikt voor precisieonderdelen, slijtvaste onderdelen en onderdelen die zware belastingen moeten dragen, terwijl PETG geschikter is voor transparante, slagvaste onderdelen en onderdelen die lichte belastingen moeten dragen.
Chemische samenstelling en moleculaire structuur
PET wordt vervaardigd door middel van de polycondensatie van tereftaalzuur (PTA) en ethyleenglycol (EG). Afhankelijk van de verwerkingsomstandigheden kan het een amorfe of een semikristallijne structuur vormen. PET-P dat wordt gebruikt voor CNC-bewerking is doorgaans semikristallijn, waardoor het een hogere stijfheid, slijtvastheid en maatvastheid heeft.
PETG is een gemodificeerd copolyester dat wordt vervaardigd door comonomeren zoals CHDM in de PET-polymeerketen in te brengen. Deze modificatie remt de kristallisatie af, waardoor PETG grotendeels amorf blijft. Daardoor biedt PETG een betere transparantie en taaiheid, maar zijn stijfheid, hittebestendigheid en dimensionale stabiliteit op lange termijn zijn over het algemeen lager dan die van PET-P.
Mechanische eigenschappen
In de onderstaande waarden worden representatieve PET-P- en PETG-materialen van technische kwaliteit met elkaar vergeleken. De werkelijke waarden kunnen variëren, afhankelijk van de kwaliteit, dikte, temperatuur en testmethode.
| Mechanische eigenschap | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Vleugelspanning | Ongeveer 83 MPa | Ongeveer 50 MPa |
| Trekmodulus | Ongeveer 3,17 GPa | Ongeveer 2,03 GPa |
| Buigsterkte | Ongeveer 117 MPa | Ongeveer 68 MPa |
| Buigmodulus | Ongeveer 3,31 GPa | Ongeveer 2,06 GPa |
| Rek bij breuk | Ongeveer 30% | Ongeveer 180% |
| Izod-slagvastheid met inkeping | Ongeveer 27 J/m | Ongeveer 105 J/m |
| Rockwell-hardheid | Ongeveer R125 | Ongeveer R108 |
Treksterkte en stijfheid
PET-P heeft doorgaans een hogere vloeigrens en trekmodulus dan PETG, waardoor het minder snel verbuigt of zijn vorm verliest onder belasting. Het is daarom beter geschikt voor steunelementen, bevestigingsblokken, onderdelen met een nauwkeurige passing en onderdelen die aan voortdurende mechanische belastingen worden blootgesteld.
PETG heeft een lagere stijfheid maar een grotere vervormbaarheid, waardoor het geschikter is voor doorzichtige behuizingen, beschermkappen en constructiedelen die geen zware belastingen hoeven te dragen.
Buiggedrag
PET-P heeft een buigsterkte van ongeveer 117 MPa en een buigmodulus van circa 3,31 GPa, waardoor het materiaal beter bestand is tegen buiging. Hierdoor is het geschikt voor lange onderdelen, dunne steunplaten en bewerkte onderdelen die vlak moeten blijven.
PETG heeft een lagere buigmodulus en vertoont bij langdurige belasting of bij hoge temperaturen eerder vervorming, waardoor het materiaal beter geschikt is voor lichte toepassingen.
Slagvastheid en taaiheid
PETG heeft over het algemeen een veel hogere breukrek en inkepingsslagvastheid dan PET-P. Het kan meer vervorming opvangen voordat het breekt, waardoor het geschikt is voor doorzichtige beschermkappen en behuizingen die kunnen worden blootgesteld aan stoten, vallen of trillingen.
Bij PET-P ligt de nadruk op stijfheid en maatvastheid, en niet zozeer op een hoge slagvastheid. Dunne wanden, scherpe hoeken en inkepingen moeten daarom zorgvuldig worden ontworpen om spanningsconcentraties te beperken.
Hardheid, slijtage en kruip
PET-P heeft doorgaans een hogere oppervlaktehardheid dan PETG, waardoor het beter bestand is tegen indrukken en slijtage. Het wordt vaak gebruikt voor tandwielen, bussen, rollen en geleidingsonderdelen.
PET-P biedt bovendien een betere kruipweerstand, waardoor het zijn afmetingen beter behoudt bij voortdurende belasting. PETG vertoont eerder geleidelijke vervorming bij langdurige belasting of bij verhoogde temperaturen.
Fysische en thermische eigenschappen
De volgende waarden zijn representatief voor PET-P- en PETG-platen van technische kwaliteit. De exacte waarden dienen te worden gecontroleerd aan de hand van het technische gegevensblad van de leverancier.
| Onroerend goed | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Dichtheid | Ongeveer 1,41 g/cm³ | Ongeveer 1,27 g/cm³ |
| Wateropname gedurende 24 uur | Ongeveer 0,071 TP3T | Ongeveer 0,201 TP3T |
| Warmtevervormingstemperatuur bij 1,8 MPa | Ongeveer 116 °C | Ongeveer 68 °C |
| Lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt | Ongeveer 5,9 × 10⁻⁵/°C | Ongeveer 7,0 × 10⁻⁵/°C |
| Referentietemperatuur van de dienst | Tot ca. 110 °C | Meestal ongeveer −40 tot 60 °C |
Dichtheid en vochtopname
PET-P is iets dichter dan PETG, hoewel beide materialen een relatief lage vochtopname hebben. Dankzij de lagere vochtopname en de hogere stijfheid van PET-P blijft het materiaal zijn maatvastheid behouden bij wisselende luchtvochtigheid.
PETG neemt ook veel minder vocht op dan materialen zoals nylon, maar biedt over het algemeen minder maatvastheid dan PET-P bij toepassingen waarbij strakke toleranties of langdurige belasting een rol spelen.
Transparantie en uiterlijk
PET-P van technische kwaliteit wordt doorgaans geleverd in de kleuren naturel, wit, grijs of zwart. Het wordt vooral gekozen vanwege de mechanische eigenschappen, slijtvastheid en maatvastheid, en niet zozeer vanwege de transparantie.
PETG kenmerkt zich doorgaans door een hoge transparantie en een glanzend oppervlak, waardoor het geschikt is voor kijkvensters, displayonderdelen, transparante behuizingen en machineafschermingen. Het oppervlak is echter gevoeliger voor krassen.
Hittebestendigheid
Onder vergelijkbare belastingomstandigheden heeft PET-P over het algemeen een veel hogere warmtevervormingstemperatuur dan PETG. Het materiaal is daardoor beter in staat om bij verhoogde temperaturen zijn stijfheid en maatvastheid te behouden.
PETG is gevoeliger voor hitte. Bij CNC-bewerking kunnen een te hoog toerental van de spil, een onvoldoende voedingssnelheid of een slechte spaanafvoer leiden tot verzachting, vastkleven van het gereedschap en gesmolten randen.
Thermische uitzetting en maatvastheid
PET-P heeft over het algemeen een lagere lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt dan PETG, waardoor de maatveranderingen bij temperatuurschommelingen kleiner zijn. Hierdoor is het materiaal beter geschikt voor onderdelen waarvoor nauwe toleranties, nauwkeurige passing en langdurige maatvastheid vereist zijn.
PETG is geschikter wanneer transparantie, stevigheid of uiterlijk belangrijker zijn dan een strikte maatnauwkeurigheid.
Elektrische eigenschappen
De volgende waarden zijn representatief voor niet-versterkte PET-P- en PETG-kwaliteiten. De testfrequentie, de dikte en de testmethode kunnen de resultaten beïnvloeden.
| Elektrische eigenschap | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Diëlektrische constante | Ongeveer 3,4 | Ongeveer 2,4 |
| Doorbraakspanning | Ongeveer 20 kV/mm | Ongeveer 16,1 kV/mm |
| Volumeweerstand | Ongeveer 10¹⁸ Ω·cm | Ongeveer 10¹⁵ Ω·cm |
| Oppervlakteweerstand | Ongeveer 10¹⁶ Ω | Ongeveer 10¹⁶ Ω/□ |
Zowel PET-P als PETG hebben een hoge elektrische weerstand en kunnen worden gebruikt als algemene elektrische isolatiematerialen. PET-P is, dankzij zijn betere maatvastheid, geschikt voor isolatieblokken, steunen en precisie-elektrische componenten. PETG is geschikter voor transparante elektrische afdekkingen en beschermpanelen.
Standaard PET-P en PETG zijn van nature niet antistatisch of elektrisch geleidend. Voor toepassingen waarbij statische elektriciteit moet worden beheerst, moeten soorten worden gebruikt die antistatische additieven of geleidende vulstoffen bevatten.
Chemische bestendigheid
PET-P en PETG roesten niet zoals metalen, maar blootstelling aan onverenigbare chemicaliën kan leiden tot zwelling, verzachting, barsten, verlies van transparantie of verminderde mechanische sterkte.
| Chemisch medium | PET / PET-P | PETG |
|---|---|---|
| Verdunde zuren | Goed | Goed |
| Oliën en smeermiddelen | Goed | Goed |
| Wasmiddelen en zeepoplossingen | Goed | Goed |
| Alcoholen | Meestal aanvaardbaar | Meestal aanvaardbaar |
| Sterke basen | Slecht; er kan hydrolyse optreden | Beperkt; er kan zwelling of barsten optreden |
| Aceton, tolueen en soortgelijke oplosmiddelen | Niet aanbevolen voor langdurig contact | Kan troebelheid, verzachting of zwelling veroorzaken |
| Warm water en stoom | Beperkte weerstand | Beperkte weerstand |
| Geconcentreerde zuren | Met de nodige voorzichtigheid gebruiken | Kan ernstige schade veroorzaken |
PET-P en PETG zijn over het algemeen bestand tegen veel soorten oliën, zwakke zuren en gangbare reinigingsmiddelen. Voorzichtigheid is echter geboden bij sterke basen, ketonen, aromatische oplosmiddelen en omgevingen waarin hydrolyse bij hoge temperaturen plaatsvindt. Transparante PETG-onderdelen kunnen bovendien troebel worden, spanningsscheuren vertonen of hun oppervlakteglans verliezen na blootstelling aan onverenigbare chemicaliën.
De daadwerkelijke chemische bestendigheid hangt af van de concentratie, de temperatuur, de blootstellingstijd, de restspanning en de materiaalkwaliteit. Onderdelen die worden gebruikt in chemische apparatuur, reinigingssystemen of toepassingen waarbij langdurige onderdompeling plaatsvindt, moeten worden beoordeeld aan de hand van compatibiliteitsgegevens van de leverancier en tests met het daadwerkelijke medium.
PET versus PETG voor CNC-bewerking
Zowel PET-P als PETG kunnen met CNC-machines worden bewerkt, maar ze verschillen wat betreft snijstabiliteit, warmtegevoeligheid en maatvastheid.
CNC-bewerking van PET / PET-P
- Snijprestaties: PET-P heeft een hoge stijfheid en biedt goede stabiliteit tijdens het verspanen, waardoor het geschikt is voor frezen, draaien, boren en het bewerken van precisiecontouren.
- Maatnauwkeurigheid: Dankzij de lage thermische uitzetting en vochtopname blijven de posities van de gaten, de vlakheid en de pasmaten behouden.
- Oppervlakteafwerking: Scherp gereedschap en de juiste voedingssnelheden kunnen zorgen voor een stabiel, netjes bewerkt oppervlak.
- Boren en draadsnijden: PET-P is zeer geschikt voor boren, ruimen, tappen en draaien van schroefdraad, met relatief stabiele wanddiktes en schroefdraadprofielen.
- Risico op vervorming: Dunwandige onderdelen of componenten waarbij grote hoeveelheden materiaal zijn verwijderd, kunnen kromtrekken wanneer interne spanningen worden vrijgegeven.
- Typische onderdelen: Tandwielen, bussen, rollen, geleiders, isolatoren en precisie-constructieonderdelen.
CNC-bewerking van PETG
- Snijprestaties: PETG kan worden gefreesd, geboord, gesneden en gedraaid, maar het is zachter en gevoeliger voor wrijvingswarmte.
- Maatnauwkeurigheid: De snijtemperatuur en de klemdruk kunnen een grotere invloed hebben op de uiteindelijke afmetingen.
- Oppervlakteafwerking: Doorzichtige oppervlakken zijn gevoelig voor krassen, klemsporen, gereedschapssporen en plaatselijke verbleking.
- Boren en draadsnijden: Tijdens het boren moeten de spanen regelmatig worden verwijderd om warmteontwikkeling te voorkomen. Schroefdraad is het meest geschikt voor lichte bevestigingen.
- Risico op vervorming: Dunne platen en doorzichtige onderdelen kunnen vervormen bij een te grote klemkracht.
- Typische onderdelen: Kijkvensters, machineafschermingen, transparante panelen, instrumentbehuizingen en displayonderdelen.
Tips voor CNC-bewerking van PET en PETG
Tips voor het bewerken van PET / PET-P
- Gebruik scherp gereedschap van hardmetaal: Scherpe snijkanten zorgen voor minder snijkracht, minder warmteontwikkeling en minder braamvorming.
- Zorg voor een constante voedingssnelheid: Een te lage voedingssnelheid verhoogt de wrijving, terwijl een te hoge voedingssnelheid de randen kan beschadigen.
- Verwijder het materiaal in fasen: Vermijd diepe sneden bij het bewerken van dunwandige of zeer nauwkeurige onderdelen.
- Verwijder spaanders onmiddellijk: De ophoping van spanen in diepe gaten en sleuven kan plaatselijke verhitting en oppervlakteschade veroorzaken.
- Regeling van de klemkracht: Dunne platen, smalle onderdelen en precisieonderdelen mogen niet te strak worden vastgeklemd.
- Houd rekening met een naadtoeslag: Laat het werkstuk na de voorbewerking even tot rust komen voordat u het definitief afwerkt.
Tips voor het bewerken van PETG
- Gebruik scherp, gepolijst gereedschap: Dit vermindert het trekken van het materiaal, het vastkleven van het gereedschap en gesmolten randen.
- Zorg voor voldoende voer: Zorg ervoor dat het snijgereedschap niet herhaaldelijk over dezelfde plek schuurt.
- Toerental van de spil regelen: Te hoge snelheid in combinatie met onvoldoende toevoer kan het materiaal zachter maken.
- Gebruik perslucht: Perslucht zorgt voor een betere koeling en afvoer van spanen zonder dat er buitensporig veel vloeibare koelvloeistof nodig is.
- Bescherm doorzichtige oppervlakken: Laat de beschermfolie zitten of gebruik zachte kussentjes om krassen en afdrukken van klemmen te voorkomen.
- Gebruik de peck-boortechniek: Trek de boor af en toe terug om spanen te verwijderen en warmteontwikkeling te verminderen.
- De klemdruk verlagen: Dunne platen en doorzichtige afdekkingen moeten worden vastgeklemd met een gelijkmatige, lichte druk.
PET of PETG: welke moet je kiezen?
Kies voor PET / PET-P wanneer u
- Grotere stijfheid
- Strenge maattoleranties
- Betere slijtvastheid
- Draagvermogen op lange termijn
- Hogere bedrijfstemperaturen
- Nauwkeurig frezen, draaien, boren of tappen
- Tandwielen, bussen, rollen en geleidingsonderdelen
Kies voor PETG als je
- Hoge transparantie
- Betere slagvastheid
- Doorzichtige machineafschermingen of kijkvensters
- Mooi uiterlijk van het oppervlak
- Secundair warmbuigen of thermovormen
- Lichte, transparante constructieonderdelen
- Onderdelen met matige tolerantie-eisen
PETG mag PET-P niet uitsluitend vanwege zijn hogere slagvastheid vervangen, en PET-P is niet geschikt voor toepassingen waarbij een hoge transparantie vereist is. Bij de uiteindelijke materiaalkeuze moet rekening worden gehouden met mechanische belasting, bedrijfstemperatuur, maattoleranties, wrijvingsomstandigheden, blootstelling aan chemicaliën en eisen ten aanzien van het uiterlijk.
Conclusie
Hoewel PET-P en PETG tot dezelfde polyesterfamilie behoren, worden ze voor verschillende technische doeleinden gebruikt. PET-P is beter geschikt voor precisie-mechanische onderdelen waarvoor stijfheid, slijtvastheid, kruipweerstand en maatvastheid vereist zijn. PETG is geschikter voor transparante, slagvaste en licht belaste onderdelen, zoals afschermingen, panelen en kijkvensters.
Weldo Bij de verspaningsbewerkingen worden CNC-frezen, draaien, boren en maatwerk op het gebied van verspanen voor PET-P, PETG en andere technische kunststoffen. Stuur uw tekeningen en toepassingsvereisten in om materiaalaanbevelingen en een offerte voor verspaningswerkzaamheden op basis van de geometrie van het onderdeel, de prestatie-eisen en de complexiteit van de productie.
