Metalle
Teil von Kunststoffe Eigenschaften Leitfaden für die Auswahl
Kunststoffe Eigenschaften: 5 Fehler bei der Materialauswahl
Kunststoffe Eigenschaften richtig auswählen: fünf typische Fehler bei Temperatur, Wanddicke, UV-Schutz, Verarbeitung und Alterung samt Normen und Gegenmaßnahmen.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Temperaturbeständigkeit als Dauerwert prüfen, nicht als kurzzeitige Spitze.
- Wanddicke und Fließweg früh auslegen, sonst drohen Verzug und Bindenähte.
- UV-Stabilisierung ist bei Außenanwendung Pflicht, nicht Ausstattung.
- Trocknung und Temperaturführung gehören zur Werkstoffauswahl.
- Alterung, Medienkontakt und Rezyklatanteil vor der Serienfreigabe testen.
Fehler 1: Temperaturbeständigkeit zu optimistisch angesetzt
Wer nur die Schmelztemperatur liest, überschätzt die Reserve deutlich. Maßgeblich ist die Dauergebrauchstemperatur, bei der ein Bauteil über Monate formstabil bleibt. Amorphe Thermoplaste wie PC oder ABS verlieren oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur schnell an Steifigkeit, teilkristalline Typen wie PA, PBT oder PEEK halten mehr.
Kennwerte liefern die Wärmeformbeständigkeitstemperatur nach DIN EN ISO 75 und die Vicat-Erweichungstemperatur nach DIN EN ISO 306. Diese Prüfverfahren werden im Normenausschuss Materialprüfung (NMP) betreut.
Gegenmaßnahme: Last, Zeit und Temperatur gemeinsam in der Anforderungsliste festhalten und eine Reserve von 20 bis 30 Kelvin einplanen. Das Risiko ist hoch bei Gehäusen in Motornähe, bei Rohrleitungen und bei Teilen mit Wärmestau.
Fehler 2: Wanddicke und Steifigkeit geschätzt
Steifigkeit hängt nicht allein vom E-Modul ab, sondern ebenso von Wanddicke und Geometrie. Eine zu dünne Wand biegt sich durch, eine zu dicke erzeugt Einfallstellen und lange Kühlzeiten. Zusätzlich entscheidet das Verhältnis von Fließweg zu Wanddicke, ob die Form gefüllt wird.
Gegenmaßnahme: Zugversuch nach DIN EN ISO 527 an Probekörpern, die im selben Verfahren wie das Serienteil entstehen. Wer das Langzeitverhalten braucht, prüft zusätzlich das Kriechverhalten nach DIN EN ISO 899-1. Der Fehler tritt vor allem bei Nachfolgeteilen auf, wenn Wanddicken ohne neue Rechnung übernommen werden.
Fehler 3: UV-Stabilisierung weggelassen
Unstabilisierte Kunststoffe bauen bei Bewitterung Molekülketten ab. Sichtbar wird das spät: erst Vergilbung und Kreidung, dann Risse bis zum Bruch. Betroffen sind vor allem PP, PE und PA ohne Additivierung.
Gegenmaßnahme: Stabilisatorsystem passend zum Polymer wählen, bei Außenanwendung häufig sterisch gehinderte Amine oder fein verteilter Ruß. Geprüft wird die Bewitterung nach DIN EN ISO 4892-2 mit Xenonbogenlampen, ausgewertet nach DIN EN ISO 4582. Die zugehörigen Kunststoffnormen entstehen im Normenausschuss Kunststoffe (FNK).
Fehler 4: Verarbeitung passt nicht zum Werkstoff
Jeder Werkstoff hat ein eigenes Prozessfenster. PA und PET nehmen Feuchtigkeit auf und müssen vor dem Spritzgießen getrocknet werden, sonst spaltet Hydrolyse die Ketten und die Zähigkeit sinkt. PVC verlangt eine andere Temperaturführung als POM.
Auch die Werkzeugtemperatur steuert Kristallinität, Schwindung und Maßhaltigkeit. Gegenmaßnahme: Verarbeitungsdaten des Herstellers als Startwert nutzen, den MVR nach DIN EN ISO 1133 am angelieferten Granulat prüfen und die Schwindung am realen Werkzeug nachmessen. Besonders häufig tritt dieser Fehler beim Lieferantenwechsel auf.
Fehler 5: Alterung und Medienkontakt ungeprüft
Bauteile altern durch Wärme, Sauerstoff, Wasser, Öle, Kraftstoffe und Reinigungsmittel. Spannungsrisse zeigen sich oft erst unter gleichzeitiger mechanischer Last, etwa an Deckeln, Dichtungen und Behältern.
Gegenmaßnahme: Medienlagerung mit anschließender mechanischer Prüfung, Wasseraufnahme nach DIN EN ISO 62 und Spannungsrissprüfung mit definierter Dehnung. Der zulässige Rezyklatanteil gehört in die Spezifikation, weil er Zähigkeit und Farbe verändert. Die Europäische Umweltagentur beschreibt Stoffströme und Grenzen des Recyclings im Themenüberblick Plastics.
Fünf Fehler, fünf Gegenmaßnahmen in der Übersicht
| Fehler | Typische Folge | Prüfung | Gegenmaßnahme |
|---|---|---|---|
| Temperatur nur als Spitze | Verformung im Betrieb | DIN EN ISO 75, DIN EN ISO 306 | Dauerlast und Reserve spezifizieren |
| Wanddicke geschätzt | Verzug, Bindenähte | DIN EN ISO 527, DIN EN ISO 899-1 | Fließweg rechnen, Probekörper wie Serie |
| UV-Schutz fehlt | Versprödung, Rissbildung | DIN EN ISO 4892-2, DIN EN ISO 4582 | Stabilisator passend zum Polymer |
| Prozess passt nicht | Hydrolyse, Maßabweichung | DIN EN ISO 1133, DIN EN ISO 62 | Trocknung und Temperaturführung festlegen |
| Alterung ungeprüft | Spannungsrisse, Ausfälle | DIN EN ISO 62, Spannungsrissprüfung | Medienlagerung und Rezyklatgrenze festhalten |
Häufige Fragen
Reicht die Schmelztemperatur als Kennwert für die Auslegung?
Nein. Sie beschreibt nur den Übergang in die Schmelze. Für die Auslegung zählen Dauergebrauchstemperatur, Wärmeformbeständigkeit und das Verhalten unter Last über die geplante Lebensdauer.
Welche Norm prüft die Zugfestigkeit von Kunststoffen?
DIN EN ISO 527-1 legt die allgemeinen Grundsätze fest, 527-2 die Bedingungen für Form- und Extrusionsmassen. Geprüft wird an genormten Probekörpern, die im gleichen Verfahren wie das Serienteil entstehen sollten.
Wie lange muss eine Bewitterungsprüfung laufen?
Eine feste Stundenzahl gibt es nicht. Die Dauer ergibt sich aus der geforderten Strahlungsdosis und der geplanten Nutzungsdauer. DIN EN ISO 4892-2 beschreibt Geräte und Prüfbedingungen, DIN EN ISO 4582 die Auswertung.
Wann ist ein Rezyklatanteil unkritisch?
Wenn Zähigkeit, Farbe und Medienbeständigkeit in der Spezifikation stehen und jede Charge geprüft wird. Bei sicherheitsrelevanten Teilen mit Schlagbeanspruchung ist eine Freigabe über Versuche am Bauteil nötig.