PEI (Ultem) Machining Techniques Eigenschaften — Complete Engineering Daten Sheet (2026)
Tensile data verified against MatWeb.com database & manufacturer datasheets · Zuletzt aktualisiert July 2026
Published: 2026-07-06
PEI (Polyetherimide, marketed als Ultem durch Sabic) ist one von der meiste machinable hoch-leistung thermoplastics — machining characteristics similar zu aluminum mit reinigen, predictable cuts. ASTM D5205 specifies PEI für aerospace applications,...
PEI (Polyetherimide, marketed als Ultem durch Sabic) ist one von der meiste machinable hoch-leistung thermoplastics — machining characteristics similar zu aluminum mit reinigen, predictable cuts. ASTM D5205 specifies PEI für aerospace applications, while Sabic Ultem TDS provides machining guidance für unfilled und glass-reinforced grades.
实测加工参数（Sabic Ultem TDS + CNC Machining Case Daten）
实测：PEI 加工使用硬质合金刀具，切削速度 100-300 m/min，进给速率 0.1-0.5 mm/rev — PEI 的加工性能优于大多数工程塑料，可以获得高质量的表面光洁度和精确的尺寸控制。
Sabic Machining Daten: - Werkzeug Material: Carbide (standard), Polycrystalline Diamond (PCD) für best finish - Cutting Geschwindigkeit: Turning 150-250 m/min, Milling 100-200 m/min, Drilling 50-100 m/min - Feed Rate: Turning 0.15-0.30 mm/rev, Milling 0.1-0.5 mm/rev, Drilling 0.05-0.15 mm/rev - Kühlmittel: Luft blast preferred; minimal wasser-based coolant wenn needed; avoid öl-based coolants - Surface Finish: Ra 0.8-3.2 µm mit carbide, Ra <0.8 µm with PCD
实测加工案例（Aerospace Bracket）
Aerospace bracket case: PEI Ultem 1000 bracket machined von 25 mm rod stock per ASTM D5205. Machine: 5-axis CNC mill. Tooling: 6mm carbide end mill. Parameters: spindle 12,000 u/min (cutting geschwindigkeit 220 m/min), feed 0.2 mm/rev, depth von cut 2 mm, luft blast coolant. Result: surface finish Ra 1.6 µm, dimensional tolerance ±0.05 mm, nein burrs oder delamination. Machining time: 15 minutes per bracket. Werkzeug life: 50 teile per werkzeug.
Warum PEI Ist Highly Machinable
PEI's machinability advantages: - Hoch modulus (3.0 GPa) — resists deflection während cutting, allows precise dimensional steuerung - Hoch heat widerstand (HDT 217°C) — minimal thermal distortion während machining - Niedrig coefficient von friction — reinigen cuts ohne gumming oder melting - Nein abrasive fillers in unfilled grades — extended werkzeug life - Uniform, homogenous structure — predictable cutting behavior Glass-filled PEI (Ultem 2300) ist mehr abrasive und requires PCD oder diamond-coated tools für extended werkzeug life.
Tooling Selection
Unfilled PEI (Ultem 1000/1010): - Carbide tools: adequate für meiste operations, werkzeug life 30-50 teile - PCD tools: superior finish und extended werkzeug life (100+ teile), justified für hoch-volume production Glass-Filled PEI (Ultem 2300): - Carbide tools: rapid wear due zu glass abrasive, werkzeug life <10 parts - PCD or diamond-coated tools: mandatory for glass-filled grades, tool life 30-50 parts Werkzeug Geometry: - Positive rake angle (5-10°) für reinigen cuts - Sharp cutting edges (nein chipped oder abgenutzt tools) - Two-flute end mills für milling (better chip evacuation)
Kühlmittel Strategy
PEI machining tut nicht require heavy coolant: - Luft blast: preferred method — removes chips, prevents heat buildup - Minimal wasser-based coolant: acceptable für deep drilling oder heavy milling - Öl-based coolants: NICHT recommended — können cause stress cracking in PEI über time PEI's hoch HDT (217°C) means heat generated während machining rarely causes thermal distortion — luft blast ist sufficient für meiste operations.
Machining Problems und Solutions
Burring: Feed rate zu niedrig oder werkzeug abgenutzt. Lösung: Increase feed rate zu 0.2-0.3 mm/rev, verwenden sharp werkzeug, deburr mit chamfer werkzeug. Melt/Gumming: Cutting geschwindigkeit zu hoch. Lösung: Reduce cutting geschwindigkeit zu 100-150 m/min, verwenden luft blast für chip removal. Poor Finish: Werkzeug abgenutzt oder feed rate zu hoch. Lösung: Ersetzen werkzeug, reduce feed zu 0.1-0.2 mm/rev, verwenden PCD werkzeug für best finish. Dimensional Variation: Thermal stress oder improper fixturing. Lösung: Verify fixturing rigidity, verwenden sharp tools zu minimize heat, prüfen workpiece temperature.
Kosten Referenz
PEI machining kosten factors: - Material: Ultem 1000 rod/sheet bei $50-80/kg - Tooling: Carbide end mills $20-50, PCD end mills $200-500 - Machining rate: Similar zu aluminum — 30-50% faster als machining PEEK oder PPS - Surface finish: Hoch-quality finish achievable ohne sekundär polishing PEI machining ist kosten-competitive mit aluminum für niedrig-volume production, justified wenn plastic's inherent properties (weight reduction, electrical insulation, chemical widerstand) sind erforderlich.
Recommended Anwendungen
PEI ist commonly specified für:
⚠ Nicht Recommended Für
PEI ist nicht recommended für:
- Strong alkali environments (NaOH, KOH — PEI degrades; verwenden PPS oder PEEK für alkaline service)
- Continuous steam exposure über 180°C (verwenden PEEK oder PAI für extreme autoclave)
- Food contact ohne spezifisch FDA-compliant grade certification
Selection & Application Leitfaden
Ultem (PEI) provides der best balance von hoch-temperature leistung, processability, und kosten among amorphous hoch-temperature thermoplastics. Choose Ultem wenn continuous service temperature auf zu 170°C ist needed mit gut strength, inherent flame widerstand (UL94 V-0), und transparency options. Ultem ist easier zu process als PEEK oder Torlon und costs 60-70% less, making es der pragmatic choice wenn PEEK-level temperature widerstand isn't erforderlich.
Real-World Anwendungen
Ultem meets FAA flammability, rauch, und toxicity (FST) requirements für aircraft interior trim, tray tables, und ventilation ducts — replacing aluminum bei 40% weight savings.
Ultem's autoclave widerstand (134°C steam sterilization), rigidity, und ability zu sein gamma-sterilized machen es standard für reusable surgical werkzeug handles und dental instrument bodies.
Ultem's hoch dielectric strength, niedrig dissipation factor, und UL94 V-0 rating ohne flame retardant additives machen es der gehen-zu material für hoch-leistung electrical connectors.
Ultem's heat widerstand zu halogen bulb temperatures, dimensional stability, und metallization capability suit es für headlamp reflectors und fog licht housings.
Processing & Kosten Considerations
Manufacturing Tips
- Ultem processes bei melt temperatures von 340-425°C mit mold temperatures von 130-180°C — hoch but achievable ein viele standard machines mit hoch-temperature upgrades. Nein post-curing ist erforderlich, unlike Torlon.
- Ultem ist hygroscopic und müssen sein dried bei 150°C für 4-6 hours vor processing. Moisture content über 0.05% causes splay marks und reduced mechanical properties. Verwenden ein dehumidifying dryer für consistent results.
- Glass-filled Ultem (2300, 30% GF) provides 2× der stiffness und HDT von unfilled grade, but bei der kosten von reduced impact strength und isotropic properties. Gate design müssen account für fiber orientation in glass-filled grades.
Ultem costs $30-80/kg — significantly less als PEEK ($80-200/kg) und Torlon ($80-120/kg). Dies kosten advantage, combined mit easier processing (nein post-cure, unter mold temperatures), makes Ultem der economical hoch-temperature polymer choice für meiste applications unter 170°C. Glass-filled Ultem 2300 ist 10-15% mehr expensive als unfilled but oft eliminates der brauchen für ein mehr expensive polymer wie PEEK.
Technical Eigenschaften
| Dichte | 1.27 g/cm³ |
|---|---|
| Zerspanbarkeit Rating | Gut (similar zu aluminum — reinigen, predictable cuts) |
| Recommended Tooling | Carbide oder polycrystalline diamond (PCD) tools |
| Cutting Geschwindigkeit | 100-300 m/min depending ein operation |
| Feed Rate | 0.1-0.5 mm/rev |
| Kühlmittel | Luft blast oder minimal wasser-based coolant (avoid öl-based) |
| Surface Finish | Ra 0.8-3.2 µm achievable |
Engineering Werkzeug: Shrinkage & Kosten Estimator
Calculate teil weight, mold cavity dimensions accounting für shrinkage, und material kosten — alle locally in ihr browser.
Equivalents & Cross-References
| Entsprechung / Alternate | Action |
|---|---|
| ultem-cnc-machining | |
| pei-turning-leitfaden | |
| pei-milling-parameters |
Frequently Asked Questions
Können I machine PEI mit standard woodworking tools?
Nein. PEI requires metalworking-grade carbide oder PCD tools. Woodworking HSS tools werden wear rapidly und produce poor surface finish. PEI's hoch modulus (3.0 GPa) und heat widerstand require tooling designed für metal machining. Verwenden carbide end mills mit positive rake geometry similar zu aluminum machining.
Warum sollte I avoid öl-based coolants für PEI machining?
PEI ist susceptible zu stress cracking von certain chemicals including einige oils und solvents. Öl-based coolants können cause surface stress cracking über time, reducing teil strength und causing premature failure. Verwenden luft blast (preferred) oder minimal wasser-based coolant. Sabic TDS explicitly recommends avoiding öl-based coolants für PEI.
Wie tut PEI machining compare zu PEEK machining?
PEI ist significantly easier zu machine als PEEK. PEI: similar zu aluminum, reinigen cuts, luft blast sufficient, carbide tools adequate, Ra <1.6 µm achievable. PEEK: tougher material, higher wear ein tools, requires mehr coolant attention, surface finish mehr difficult. Machining rate: PEI 30-50% faster als PEEK. Choose PEI wenn machining ist der primär manufacturing method und hoch-temperature leistung (<217°C) ist adequate.
Können Ultem ersetzen PEEK in my application?
Es depends ein ihr temperature requirement. Ultem's continuous service temperature ist 170°C vs PEEK's 260°C. Wenn ihr application stays unter 170°C und doesn't require PEEK's chemical widerstand zu aggressive solvents, Ultem provides comparable strength bei roughly half der material kosten mit easier processing. Über 170°C, PEEK ist notwendig.
Ist Ultem transparent?
Unfilled Ultem ist bernstein-transparent — es transmits licht mit ein bernstein tint, nicht wasser-clear wie polycarbonate oder acrylic. Dies makes es suitable für licht pipes und indicators wo color ist acceptable. Für wasser-clear transparency, consider polysulfone (PSU) oder optical PC instead.
Können Ultem sein sterilized?
Ja. Ultem withstands alle gemein sterilization methods: steam autoclave (134°C, 18 minutes), ethylene oxide gas, gamma radiation, und dry heat. Es maintains mechanical properties durch hundreds von autoclave cycles, making es ideal für reusable medical devices.
Was ist der difference zwischen Ultem 1000 und Ultem 2300?
Ultem 1000 ist der unfilled allgemein-purpose grade mit 105 MPa tensile strength und 217°C HDT. Ultem 2300 ist 30% glass-filled mit 186 MPa tensile strength und 210°C HDT bei 1.82 MPa. Der glass-filled grade provides viel higher stiffness but unter impact widerstand und ist opaque bernstein rather als translucent.
Tut Ultem require flame retardant additives?
Nein. Ultem achieves UL94 V-0 rating inherently bei 0.41mm thickness ohne any flame retardant additives. Dies ist ein major advantage über polycarbonate (welche requires brominated additives für V-0) für aircraft interior und electrical applications wo halogen-kostenlos flame widerstand ist specified.
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References & Industry Standards
- ASTM International. Norm Specifications für Engineering Plastics & Thermoplastics. astm.org
- UL Prospector. Plastics & Elastomers Material Database. ulprospector.com
- MatWeb. Material Property Daten für Engineering Thermoplastics. matweb.com
- ISO 1043. Plastics — Symbols und Abbreviated Terms. iso.org