Ein Leitfaden zu gängigen Thermoplasten

Thermoplaste sind Kunststoffpolymere mit niedrigen Schmelzpunkten, die beim Erhitzen schmelzen, beim Abkühlen fest werden und nach dem Aushärtungsprozess umgeformt oder umgeschmolzen werden können. Sie sind stark, flexibel und einfach zu verwenden, da die Nachbearbeitung oft minimal oder gar nicht erforderlich ist.

Darüber hinaus gelten Thermoplaste als einige der umweltfreundlichsten und ungiftigsten Materialien auf dem heutigen Markt. Sie sind ideal für den Spritzguss, die kostengünstige Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien und die Produktion wiederholbarer Teile in großen Mengen. Thermoplaste können zur Herstellung einer breiten Palette gängiger Haushaltsprodukte verwendet werden, von mechanischen Teilen bis hin zu Kinderspielzeug.

Ingenieure und Produktdesigner sollten die Verwendung von Thermoplasten für Spritzgussteile in Betracht ziehen, aber es gibt viele Varianten zur Auswahl. Hier finden Sie einen Leitfaden zu den gebräuchlichsten Thermoplasten sowie Tipps für Produktteams zur Auswahl des besten Typs für ihr nächstes Projekt.

Eine Aufschlüsselung gängiger Thermoplaste

Thermoplaste können in zwei große Kategorien eingeteilt werden – amorphe Harze und halbkristalline Harze. Amorphe Harze sind typischerweise spröde, aber sehr präzise und haben eine gute Dimensionsstabilität. Diese Thermoplaste finden sich häufig in Plastikutensilien, Schaumstoffbechern und Plastiktellern.

Semikristalline Harze sind flexibler und chemikalienbeständiger als amorphe Harze, können aber schwierig zu verarbeiten sein. Dieses Material eignet sich jedoch gut für Anwendungen mit kontinuierlichem Verschleiß, strukturellen Belastungen und Reibung.

Innerhalb der Kategorien der amorphen und teilkristallinen Harze können Thermoplaste nach ihrer Leistungsklasse weiter unterteilt werden. Thermoplaste können als Hochleistungs- oder Spezial-, Engineering- oder Commodity-Grade klassifiziert werden. Die Leistungsklasse steigt parallel zum Preis. Hier sind sechs Beispiele der gebräuchlichsten Thermoplaste, zusammen mit ihren Klassifizierungen.

Polyetherimid (PEI)

PEI ist ein amorphes Hochleistungsharz. Es ist stark, chemikalienbeständig und hält Temperaturen von über 217 °C stand. Amorphe Harze neigen zu Rissen, wenn sie mit bestimmten Fetten und Ölen in Kontakt kommen, aber PEI zeichnet sich dadurch aus, dass es robust genug ist, um solchen Rissen zu widerstehen. PEI wird zur Herstellung von Leiterplatten, Brillen und Sterilisationsgeräten verwendet, wird jedoch am häufigsten in Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet.

Polycarbonat (PC)

PC ist ein amorphes Harz in technischer Qualität. Dieses von Natur aus transparente Material ist hitzebeständig, flexibel und ein guter elektrischer Isolator. Es ist auch stärker und steifer als Nylon. Häufige Anwendungen sind elektrische Komponenten, Linsen, medizinische Geräte und Einweg-Lebensmittelbehälter oder Wasserflaschen. Polycarbonat gilt für Mehrwegbehälter nicht als lebensmittelecht.

Polystyrol (PS)

Polystyrol ist ein amorphes Harz in Handelsqualität. Es ist transparent wie Polycarbonat, aber sehr gering in Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Daher sind seine Anwendungsfälle auf einfache Produkte wie das Verpacken von Erdnüssen, Schaumstoffplatten und Besteck beschränkt.

Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK ist ein halbkristallines Hochleistungsharz und einer der widerstandsfähigsten Thermoplaste auf dem Markt – es ist beständig gegen hohe Temperaturen, Chemikalien, Korrosion und biologischen Abbau. Die mechanischen Eigenschaften von PEEK machen es zur idealen Wahl für Lager, medizinische Implantate, Kolbenteile und eine Vielzahl von Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil- und der chemischen Industrie.

Nylon

Nylon ist ein halbkristallines Harz in technischer Qualität. Es ist sehr stabil, vielseitig und widerstandsfähig gegen viele äußere Faktoren wie Abrieb und Stöße. Nylon verspricht außerdem einen geringen Schrumpf und Verzug. Seine Anwendungen sind breit gefächert. Es ist seidig genug, um in Damenstrümpfen und anderen Kleidungsstücken verwendet zu werden, widerstandsfähig genug, um in Industrielagern verwendet zu werden, und sicher genug, um in medizinischen Geräten verwendet zu werden.

Polypropylen (PP)

Polypropylen, ein bei Ingenieuren beliebter Thermoplast, ist ein halbkristallines Harz in Handelsqualität. PP ist stark und sehr widerstandsfähig gegen Belastung, Schlag, Korrosion und Ermüdung, während es gleichzeitig extrem flexibel bleibt. Ingenieure arbeiten gerne mit PP, weil es ihnen viele (wenn nicht alle) der chemischen und mechanischen Eigenschaften bietet, die sie für ihre jeweiligen Anwendungsfälle benötigen, und das zu einem sehr niedrigen Preis. Häufige Anwendungen sind Haushaltswaren, Autoteile, wiederverwendbare Behälter und sogar Teppiche.

Wichtige Überlegungen zur Auswahl eines Thermoplasts

Diese sechs gängigen Thermoplaste sind nur der Anfang. Wie können Ingenieure und Produktdesigner möglicherweise alle verfügbaren Optionen sichten und die richtige Wahl treffen?

Der beste Weg zur Auswahl eines Thermoplasten besteht darin, zunächst die technischen Anforderungen des Teils zu berücksichtigen. Ziel ist es, ein Material auszuwählen, das alle Eigenschaften bietet, die das Teil benötigt, und dies so kostengünstig wie möglich. Daher ist es wichtig, zunächst die wichtigsten technischen Anforderungen zu skizzieren, die als nützliche Wegweiser bei der Bewertung von Materialoptionen dienen. Suchen Sie unter Berücksichtigung dieser Richtlinien den besten Kompromiss zwischen den gewünschten mechanischen Eigenschaften und den Kosten.

Viele Hersteller verwenden Materialauswahltabellen, um den Bewertungsprozess zu vereinfachen. Indem sie die Materialien lokalisieren, die am Schnittpunkt zwischen zwei gewünschten Variablen liegen – beispielsweise Dichte und Kosten –, grenzen Produktteams den Pool brauchbarer Kandidaten ein und gewinnen Klarheit darüber, welche Materialien sich wahrscheinlich als am effektivsten erweisen werden. Heben Sie die wichtigen technischen Anforderungen hervor, legen Sie eine Preisspanne fest und wählen Sie ein Material aus, das für die erforderliche Leistung am kostengünstigsten ist.

Optimieren Sie den Produktlebenszyklus mit Expertenberatung

Praktische Materialauswahltabellen wie die oben abgebildeten sind hilfreich, um einen großen Pool an Materialien auf wenige zu reduzieren, aber sie ersetzen keine fachkundige Beratung. Um das beste Material für ein bestimmtes Teil auszuwählen, täten Produktteams gut daran, einen erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius zu konsultieren.

Wenn Sie mit Fast Radius zusammenarbeiten, erhalten Sie Zugang zu einem engagierten Expertenteam, das alles über Fertigungsinnovationen weiß. Von der Auswahl des richtigen Thermoplasts für Ihr Projekt bis hin zur Verkürzung der Markteinführungszeit kann unser Team aus engagierten Ingenieuren, Technologen, Designern und Beratern helfen, den Produktionsprozess und den gesamten Lebenszyklus Ihres Produkts zu optimieren. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen.

Weitere wichtige Überlegungen zur Auswahl der besten Materialien für ein bestimmtes Projekt finden Sie in unseren verwandten Blog-Artikeln im Ressourcenzentrum von Fast Radius.

Sind Sie bereit, Ihre Teile mit Fast Radius herzustellen?

Starten Sie Ihr Angebot