Das ideale Material für Ihr Spritzgießbauteil auswählen

Die Fertigung von Bauteilen per Spritzgießen bietet zahlreiche Vorteile – allen voran die Möglichkeit, hohe Stückzahlen mit hoher Genauigkeit und Präzision zu produzieren. Angesichts von über 85.000 verschiedenen Kunststoff-Spritzgießmaterialien kann die Wahl des passenden Werkstoffs für Ihr Wunschbauteil jedoch überwältigend wirken.

Die Materialwahl hängt von mehreren Faktoren ab, der kritischste ist die Anwendung des Bauteils. Offensichtlich muss das Material für ein Kinderspielzeug andere Eigenschaften aufweisen als für Laufschuhsohlen – jede Anwendung stellt andere physikalische Anforderungen. Ein Spielzeug muss wiederholten stumpfen Stößen durch Kinder standhalten, während Schuhsohlen flexibel sein und die Gelenke des Läufers dämpfen müssen. Die Kenntnis des für die beabsichtigte Anwendung vorteilhaftesten Materials hilft, überlegene, langlebigere Bauteile zu produzieren.

In diesem Artikel beleuchten wir die gängigsten Spritzgießmaterialien sowie deren Vorteile und ideale Anwendungen.

Die gängigsten Spritzgießmaterialien

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Dieser zähe, schlagfeste Kunststoff findet branchenübergreifend Einsatz – von Kosmetik bis Computer. Neben relativ geringen Kosten bietet ABS hohe Dimensionsstabilität – Beständigkeit gegen Temperatur- und Dimensionsänderungen – und geringes Schwinden nach der Fertigung im Vergleich zu anderen Materialien, bei guter Chemikalienbeständigkeit.

Diese Eigenschaften machen ABS zur beliebten Wahl für Bauteile in Handgeräten wie Telefonen und Elektrowerkzeuggehäusen. Zwei potenzielle Probleme sind zu beachten: ABS neigt zu Schweißlinien (Knit Lines) – Stellen, wo zwei Schmelzefronten während der Fertigung aufeinandertreffen. Zudem können durch lokalisiertes Schwinden beim Abkühlen Senkungen und Lunker entstehen. Diese lassen sich durch gezielte Designanpassungen oder den Einsatz eines ABS-Polycarbonat-Blends vermeiden.

Polycarbonat (PC)

Stark, extrem schlag- und hitzebeständig, ist PC ein transparenter Kunststoff mit geringem Schwinden und guter Dimensionsstabilität. Hochdetaillierte kosmetische Oberflächen lassen sich auf PC-Bauteilen realisieren – starker Kandidat für Handygehäuse oder Elektronikkomponenten.

Zudem kann PC in optisch klaren Güten und Spezifikationen gefertigt werden, weshalb es häufig in Linsen, schusssicherem Glas sowie in Beleuchtungs- und Medizinprodukten eingesetzt wird. Wie ABS neigt PC in dickwandigen Bereichen zu Lunkern und Senkungen – weshalb ein ABS-PC-Blend oder Acrylatmaterial oft die weise Wahl für nicht-transluzente bzw. dickwandige Bauteile ist. PC-Bauteile weisen zudem tendenziell schlechte Chemikalienbeständigkeit auf.

ABS-PC Blend

Ein ABS-PC-Blend vereint die Vorteile beider Werkstoffe: PCs Festigkeit und Hitzebeständigkeit mit ABS' Flexibilität. Die Mischung lässt sich im Spritzgießprozess leichter verarbeiten und bietet bessere Haltbarkeit und Dimensionsstabilität als ABS oder PC allein. Gute Schlagzähigkeit auch bei niedrigen Temperaturen – typische Anwendungen: Türgriffe, Computer, Elektronik, Telekommunikationsgeräte. Eine wesentliche Limitation: Trotz seiner Stärken bietet ABS-PC weiterhin schlechte Chemikalienbeständigkeit.

Aliphatische Polyamide (PA oder PPA)

Es gibt diverse PAs mit unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften. Auch als Nylons bekannt, bietet diese Familie von Spritzgießwerkstoffen hohe Chemikalienbeständigkeit und Festigkeit – auch bei hohen Temperaturen.

Einige PAs wie Nylon 6/6 erzeugen starke, steife, abriebfeste Bauteile, andere wie Nylon 6/12 bieten höhere Schlagzähigkeit. Aufgrund ihrer Bandbreite an physikalischen Eigenschaften finden PAs breite Anwendung – von Kämmen, Schrauben, Kameras bis zu Zahnrädern und Motorkomponenten. Nylons neigen zu Verzug und Feuchtigkeitsaufnahme, was bei Nichtbeachtung zu strukturellen Problemen führen kann.

Polymethylmethacrylat (PMMA)

Auch Acrylglas genannt, ist PMMA ein hochglänzendes, kratzfestes Material für Linsen, Lichtwellenleiter, Lampenschirme und Schilder. Geringes Schwinden und reduzierte Senkungsneigung – in dünnen und dicken Geometrien – machen es für diese Anwendungen geeignet. Wie PC bietet Acryl generell schlechte Chemikalienbeständigkeit. Zudem ist Acryl spröder als andere Materialien und damit anfälliger für Spannungsrisse – was durch größere Entformungsschrägen im Designprozess teilweise ausgeglichen werden kann.

Polypropylen (PP)

Dieses flexible, zähe und kostengünstige Harz bietet hohe Schlagfestigkeit und lässt sich mit anderen Polymeren zu noch stärkeren Bauteilen mischen. PP ist verschleiß- und chemikalienbeständig und ermöglicht hohe Dehnung (Dehnungswiderstand) – nützlich für Scharniere, Flaschenverschlüsse mit Schnappverschluss und Medizinschläuche. Wichtig: PP neigt zu Schwinden und Verzug, dickwandige Bereiche leiden oft unter Lunkern oder Blasen.

Das passende Material für den Job finden

Wir haben nur einige der gängigsten Spritzgießmaterialien aufgeführt – es gibt viele weitere wie Polyoxymethylen, High-Density-Polyethylen und andere, die Ingenieure und Designer bei der Bauteilkonstruktion kennen sollten. Auch Metall-Spritzgießen (MIM) kann als teureres Verfahren langlebige Bauteile erzeugen.

Beim Bauteildesign ist es entscheidend, die erforderlichen Merkmale der Anwendung mit den Materialeigenschaften abzugleichen. Liefert ein einzelnes Material gewünschte Eigenschaften, leidet aber unter Limitationen, kann eine Anpassung durch Blends oder Füllstoffe ein besser passendes Ergebnis liefern. Spritzgießen ermöglicht zudem vielfältige ästhetische Optionen – viele Materialien lassen sich mit Farbpigmenten zu individuellen Farben mischen.

Haben Sie Fragen, welches Material für Ihr Bauteil am sinnvollsten ist? Kontaktieren Sie uns noch heute. Bei Fast Radius arbeiten wir Sie bei jedem Schritt – vom Bauteildesign und Materialwahl bis zur Nachbearbeitung und Fertigstellung – partnerschaftlich zusammen, um sicherzustellen, dass Sie kosteneffiziente, hochwertige Bauteile so schnell wie möglich erhalten.

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