Bei Kunststoff denken die meisten zuerst an Verpackungen; die Kunststoffe aber, die unter der Motorhaube, im Schaltschrank oder im Getriebe arbeiten, gehören zu einer ganz anderen Klasse. Dieser Beitrag fasst zusammen, was technische Kunststoffe sind, welcher für welches Teil gewählt wird und worauf bei der Verarbeitung zu achten ist.
Was ist ein technischer Kunststoff?
Kunststoffe bilden grob eine dreistufige Pyramide. Unten stehen die in großen Mengen eingesetzten, günstigen und leicht verarbeitbaren Standardkunststoffe; in der Mitte die technischen Kunststoffe, die mechanische Lasten tragen und Temperatur sowie Chemikalien standhalten; an der Spitze die Hochleistungskunststoffe, die Metalle ersetzen können und in Flugzeug- und Implantatteilen eingesetzt werden.
| Stufe | Beispiele | Typische Anwendung | Dauergebrauchstemperatur |
|---|---|---|---|
| Standard | PP, PE, PS, PVC | Verpackung, Haushaltswaren, Rohre | 60–80 °C |
| Technisch | PA6, PA66, POM, PC, PBT, ABS, PMMA | Zahnräder, Steckverbinder, Scheinwerfer, Gehäuse | 80–130 °C |
| Hochleistung | PPS, PEEK, PEI, PSU, LCP | Metallersatz, Motorumfeld, Medizintechnik | 150–260 °C |
Mit jeder Stufe steigt der Kilopreis deutlich – bei richtiger Wahl wird das Teil aber kleiner, seine Lebensdauer länger, und die Kosten für die Metallbearbeitung entfallen. Eine Fehlentscheidung kostet auf zwei Arten Geld: Man kauft einen teureren Werkstoff als nötig, oder ein billiger Werkstoff versagt frühzeitig im Feld.
Welcher technische Kunststoff für welches Teil?
Polyamid (PA6 / PA66) ist das Arbeitspferd unter den technischen Kunststoffen: Zahnräder, Clips, Kabelbinder, Kühlerwasserkästen, Abdeckungen im Motorraum. Zähigkeit und Verschleißfestigkeit sind hoch. Seine bekannteste Eigenschaft ist die Feuchteaufnahme – mit zunehmendem Wassergehalt steigt die Zähigkeit, die Steifigkeit sinkt; deshalb werden maßkritische PA-Teile konditioniert ausgeliefert. PA66 hält höhere Umgebungstemperaturen aus als PA6.
POM (Polyacetal) ist mit seinem niedrigen Reibwert und seinem federnden Verhalten der Werkstoff der Präzisionsmechanik: Zahnräder, Schnappverbindungen, Scharniere, Teile im Kraftstoffsystem. Dank seiner gleitfähigen Oberfläche kommt es in den meisten Anwendungen ohne Schmierung aus. In der Verarbeitung liegt seine Empfindlichkeit woanders: Bleibt es lange im Zylinder, baut es schnell ab; deshalb wird bei der Maschinenauswahl auf das Verhältnis von Schussvolumen zu Zylindervolumen geachtet.
Polycarbonat (PC) ist die einzige Adresse für Teile, die gleichzeitig Transparenz und Schlagzähigkeit verlangen: Autoscheinwerfer, Schutzvisiere, Leuchtenabdeckungen. Es sieht aus wie Glas und verträgt ein Vielfaches der Schlagbeanspruchung von Glas. Der Preis dafür ist Verarbeitungsdisziplin – feucht verarbeitetes PC zeigt nicht nur optische Fehler, es verliert auch unbemerkt an Schlagzähigkeit. Kontakt mit Lösemitteln an der Oberfläche kann Spannungsrisse auslösen.
PBT und PET sind die Werkstoffe der Elektro- und Elektronikwelt: Steckverbinder, Spulenkörper, Sicherungskästen. Elektrische Isolation und Maßhaltigkeit sind hoch; sie werden fast immer glasfaserverstärkt eingesetzt.
ABS und PC/ABS sind die Klasse für Sichtteile: Gerätegehäuse, Innenverkleidungen im Auto, Grundkörper für die Galvanisierung. ABS lässt sich leicht verarbeiten und lackieren; der PC/ABS-Blend ergänzt dieselbe Verarbeitbarkeit um Reserven bei Schlagzähigkeit und Temperatur.
PMMA (Acrylglas) bietet die höchste optische Klarheit – Linsen, Heckleuchten, Lichtleiter. Es ist nicht so zäh wie PC; wo Schlaggefahr besteht, wird PC gewählt, wo die optische Qualität Vorrang hat, PMMA.
In der Hochleistungsstufe hält PPS dauerhaft 200 °C und aggressiven Chemikalien stand; es ersetzt Metallguss in Teilen rund um Pumpen und Motoren. PEEK steht mit Dauergebrauch über 250 °C, Sterilisationsbeständigkeit und Implantatzulassung an der Spitze der Pyramide. PEI (Ultem) ist transparent und flammwidrig; LCP ist der einzige Werkstoff, der die dünnen Wände mikroelektronischer Steckverbinder füllen kann.
Schnellauswahl: vom Bedarf zum Werkstoff
| Ihre Priorität | Zuerst zu prüfende Werkstoffe |
|---|---|
| Verschleiß und Reibung | POM, PA66, (PEEK bei extremer Last) |
| Transparenz + Schlagzähigkeit | PC; PMMA, wenn die Optik Vorrang hat |
| Dauertemperatur über 120 °C | PPS, PEEK, PEI |
| Elektrische Isolation | PBT, PET, PA (im trockenen Zustand) |
| Chemikalienkontakt | PPS, PP (auf der Standardseite), POM |
| Sichtfläche / Lackierbarkeit | ABS, PC/ABS |
| Federwirkung, Schnappverbindung | POM, PA |
| Hoher Kostendruck, mittlere Last | PA6 GF, PBT GF |
Die Realität der Glasfaser
Die meisten technischen Kunststoffe werden in der Praxis verstärkt eingesetzt: PA66 mit 30 % Glasfaser ist um ein Vielfaches steifer als die unverstärkte Type und behält unter Temperatur seine Form deutlich besser. Die Verstärkung hat aber drei Kosten: Das Teil schwindet anisotrop (wenig in Faserrichtung, stark quer dazu – Verzugsgefahr), die Oberfläche wird matt, und weil die Viskosität steigt, sind ein höherer Einspritzdruck und damit mehr Schließkraft nötig. Den Einfluss des Glasfaseranteils auf die Schließkraft sehen Sie, wenn Sie in unserem Rechner Additivtyp und Anteil eingeben; zum Einfluss abrasiver Fasern auf die Lebensdauer von Schnecke und Zylinder lesen Sie unseren Verschleiß-Ratgeber.
Verarbeitungsanforderungen: Technische Kunststoffe verlangen Disziplin
Standardkunststoffe verzeihen, technische Kunststoffe nicht. Drei Punkte sind entscheidend:
1. Trocknung ist nicht verhandelbar. PA, PC, PBT, PET und PEI sind hygroskopisch – feucht verarbeitet, spaltet die Hydrolyse die Ketten; das Teil sieht einwandfrei aus, aber seine Schlagzähigkeit ist gesunken. Das sichtbare Symptom können Feuchtigkeitsschlieren sein, die eigentliche Gefahr ist jedoch der unsichtbare Festigkeitsverlust. Einzelheiten finden Sie in unserem Trocknungsratgeber und auf der Seite Trockenlufttrockner.
2. Die Werkzeugtemperatur steigt. Während Standardkunststoffe mit einem 30–50 °C warmen Werkzeug arbeiten, verlangen technische Kunststoffe 80–140 °C und PEEK 180 °C. Bei einem teilkristallinen Werkstoff lässt ein kaltes Werkzeug die Kristallisation unvollendet: Das Teil kommt einwandfrei aus dem Werkzeug, schwindet aber später nach und verzieht sich. Über 90 °C bedeutet einen Wasserkreislauf, über 150 °C einen Ölkreislauf – hier kommt die Auswahl des Temperiergeräts ins Spiel.
3. Temperaturen und Verweilzeittoleranz werden enger. Typische Werte:
| Werkstoff | Schmelze | Werkzeug | Trocknung |
|---|---|---|---|
| PA6 | 255 °C | 80 °C | 80 °C / 4 h |
| PA66 | 290 °C | 80 °C | 80 °C / 4 h |
| POM | 200 °C | 90 °C | in verschlossener Verpackung meist nicht nötig; nach dem Öffnen bzw. bei feuchter Lagerung 100 °C / 2–3 h |
| PC | 300 °C | 90 °C | 120 °C / 3 h |
| PBT | 250 °C | 70 °C | 120 °C / 3 h |
| PPS | 320 °C | 140 °C | 140 °C / 3 h |
| PEEK | 380 °C | 180 °C | 150 °C / 3 h |
Die vollständigen Verarbeitungswerte für 45 Werkstoffe stehen in unserer Tabelle der Verarbeitungsdaten; unser Verweilzeitrechner berechnet die sichere Verweilzeit im Zylinder mit werkstoffspezifischen Bereichen.
Die Ausrüstungsseite: Was erfordert die Verarbeitung technischer Kunststoffe?
Für einen Betrieb, der auf technische Kunststoffe umsteigt, wird die Peripherie ebenso auf die Probe gestellt wie die Maschine: Ein Trockenlufttrockner ist keine Option mehr, sondern Pflicht, die Werkzeugtemperatur lässt sich ohne Temperiergerät nicht halten, und bei glasfaserhaltigen Rezepturen macht sich die Investition in eine bimetallische Schnecke und einen bimetallischen Zylinder über die Verschleißstandzeit bezahlt. In der Fertigung für die Medizintechnik rückt die Reproduzierbarkeit in den Vordergrund – hier werden für diese Aufgabe ausgelegte Maschinen wie die DKM MX-Baureihe bevorzugt.
Wenn Sie die passende Maschine und Schließkraft für Ihr Teil bestimmen möchten, empfehlen unsere Rechner Modelle unter Berücksichtigung von Werkstoff und Additivanteil; für eine Bewertung Ihrer konkreten Anwendung können Sie sich an unser technisches Team wenden.