Thermoplaste vs. Duroplaste:Was sie auszeichnet

Veröffentlicht am 6. November 2023

Beim Entwerfen eines Teils ist es wichtig, die entscheidenden Unterschiede zwischen vergleichbaren Materialien zu verstehen. Beispielsweise hätte der Ersatz eines Thermoplasts anstelle eines Duroplasts katastrophale Folgen, um ein Produkt zu schaffen, das hohen Temperaturen standhalten soll. 

Die Begriffe „Thermoplast“ und „Duroplast“ kommen in vielen Gesprächen über die Herstellung von Kunststoffteilen vor, sind jedoch nicht austauschbar. In diesem Artikel werden die Hauptunterschiede zwischen Thermoplasten und Duroplasten sowie die wichtigsten Vorteile und besten Anwendungen für jedes Material erläutert.

Thermoplaste:Was Sie wissen müssen

Mechanische/chemische Eigenschaften

Ein Thermoplast ist jedes Kunststoffmaterial mit einem Schmelzpunkt, das beim Erhitzen schmilzt, beim Abkühlen fest wird und nach dem Abkühlen wieder geschmolzen oder geformt werden kann. Der Prozess ist vollständig reversibel und die physikalische Integrität des Materials wird dadurch nicht wesentlich beeinträchtigt. 

Thermoplaste werden normalerweise als Pellets gelagert, um das Schmelzen während des Spritzgussprozesses zu erleichtern. Gängige Beispiele für Thermoplaste sind Acryl, Polyester, Nylon und PVC.

• Nylon:  Nylon bietet eine einzigartige Kombination aus Festigkeit und Verschleißfestigkeit, wodurch diese Materialfamilie für eine Reihe von Anwendungen gut geeignet ist.
• TPE und TPU:  Wenn Produktdesigner und Ingenieure möchten, dass ein Teil bestimmte Eigenschaften wie Stoßdämpfung, Biegerückfederung oder hohe Schlagfestigkeit aufweist, greifen sie häufig auf Polymere aus thermoplastischen Elastomeren zurück. 
• ULTEM (PEI):  ULTEM® ist eines der wenigen Harze, die für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt zugelassen sind. Außerdem gehört es zu den vielseitigsten Kunststoffen auf dem Markt. 

Vorteile von Thermoplasten

Thermoplaste sind stabil, schrumpffest und relativ einfach zu verwenden. Ihre inhärente Flexibilität macht sie zu einer ausgezeichneten Wahl für Hersteller, die stoßdämpfende Produkte benötigen, die Abnutzung standhalten und gleichzeitig ihre Form behalten. 

Thermoplaste sind im Allgemeinen kostengünstiger als Duroplaste, da sie einfacher zu verarbeiten sind. Dies liegt daran, dass Thermoplaste in größeren Mengen hergestellt werden und keine Nachbearbeitung erfordern. Darüber hinaus können thermoplastische Formen aus kostengünstigen Materialien wie Aluminium hergestellt werden. Thermoplaste sind gut mit Spritzgussverfahren kompatibel und eignen sich ideal für die Herstellung wiederholbarer Teile in großen Stückzahlen. 

Darüber hinaus gehören Thermoplaste zu den umweltfreundlicheren Kunststoffen auf dem Markt, da sie aufgrund ihres Designs in hohem Maße recycelbar sind. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass bei der Herstellung mit Thermoplasten weniger giftige Dämpfe entstehen als bei der Arbeit mit Duroplasten. 

Häufige Thermoplastanwendungen

Hersteller verwenden häufig Thermoplaste für die Prototypenherstellung, denn wenn das Endprodukt bestimmte Standards nicht erfüllt, können sie das Teil leicht einschmelzen und von vorne beginnen, ohne dass viel Ausschussmaterial entsteht.

Über die Prototypenfertigung von Teilen hinaus können Thermoplaste zur Herstellung einer Reihe bekannter Verbraucherprodukte sowie medizinischer Geräte, Automobilkomponenten und mehr verwendet werden.

Duroplaste:Was Sie wissen müssen

Mechanische/chemische Eigenschaften

Im Gegensatz zu Thermoplasten ist ein Duroplast jeder Kunststoff, der nach dem Aushärten durch Hitze aushärtet und nach dem Aushärtevorgang nicht mehr umgeformt werden kann. Beim Aushärten vernetzen sich Valenzbindungen im Polymer und bilden dreidimensionale chemische Bindungen, die auch bei extremer Hitze nicht gelöst werden können. 

Duroplaste werden üblicherweise in flüssiger Form in großen Behältern gelagert. Gängige Beispiele für Duroplaste sind Epoxidharz, Silikon und Polyurethan.

• Epoxidharz (EPX 82):  Ein von Carbon für sein DLS-Verfahren entwickeltes Additivmaterial. Dieses Material ist ideal für Automobil-, Industrie- und Verbraucheranwendungen. 
• Silikon (SIL 30):  SIL 30 ist ein von Carbon® entwickeltes Additivmaterial für seine digitale Lichtsynthese (DLS). Dieses Silikonurethan, auch bekannt als SIL 30, bietet eine einzigartige Kombination aus Biokompatibilität.
• RPU 70:  RPU ist für seine Zähigkeit, Festigkeit und Hitzebeständigkeit bekannt und kann in zahlreichen Branchen eingesetzt werden, darunter Konsumgüter, Automobil und Industrie. 

Andere wie Phenole sind als körniges Produkt erhältlich.

Vorteile von Duroplasten

Duroplaste bieten eine Vielzahl von Vorteilen; Insgesamt sind sie stark, stabil, chemikalienbeständig und verfügen über hervorragende elektrische Eigenschaften. Sie verziehen sich nicht, zersetzen sich nicht und gehen auch bei extremen Temperaturen nicht so leicht kaputt. 

Aufgrund ihrer Festigkeit und Haltbarkeit werden Duroplaste häufig zur Verstärkung der strukturellen Eigenschaften eines anderen Materials verwendet. Sie gehören zu den schlagfeststen Materialien auf dem Markt und werden häufig zur Abdichtung von Produkten zum Schutz vor Verformung eingesetzt. 

Gängige Anwendungen für Duroplaste

Während Thermoplaste ein vielfältigeres Spektrum an Anwendungen mit hoher und niedriger Funktionalität bieten, können Duroplaste zur Herstellung von Hochleistungsprodukten in einer Vielzahl von Branchen verwendet werden. 

Duroplaste eignen sich ideal für den Bau von Gegenständen, die regelmäßig extremen Temperaturen ausgesetzt sind, beispielsweise Küchengeräte und Elektronikkomponenten.  

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Der entscheidende Unterschied zwischen Thermoplasten und Duroplasten besteht darin, wie sie auf Wärme reagieren. Thermoplaste können unter Hitzeeinwirkung geformt und umgeformt werden, ohne dass ihre strukturelle Integrität verloren geht, während Duroplaste nur einmal geformt werden können. Von den beiden eignen sich Thermoplaste besser für Allzweckprodukte, die stark und flexibel sein müssen, während Duroplaste bessere Hochleistungsprodukte ergeben. Ein erfahrener Fertigungspartner kann Ihnen bei der Entscheidung helfen, welches Material Ihren Anforderungen am besten entspricht. 

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