Kunststoffarten vergleichen als Leitfaden für technische Thermoplaste

Eins. [ ] Bauteilfunktion, Lastdauer und Einsatzbedingungen festhalten.

Zwei. [ ] Kennwerte anhand gleicher Prüfbedingungen vergleichen.

Drei. [ ] Werkstoffgruppen nach ihrem typischen Eigenschaftsprofil vorwählen.

Vier. [ ] Temperatur, Kontaktmedien und besondere Anforderungen abgleichen.

Fünf. [ ] Fertigungsweg und zugehöriges Prozessfenster berücksichtigen.

Sechs. [ ] Materialkosten, Lieferform und Musterbedarf gemeinsam bewerten.

Sieben. [ ] Auswahl dokumentieren und durch Prüfungen am Bauteil freigeben.

Das Bauteilprofil festhalten

Beginnen Sie mit dem Einsatz und nicht mit einem Kunststoffnamen. Notieren Sie Temperatur, Belastungsdauer, Kontaktmedien und Gleitanteil. Ergänzen Sie Vorgaben zu Transparenz, Brandschutz und Außenbeständigkeit. Damit stehen die Auswahlgrenzen fest, bevor ein einzelner Datenblattwert oder ein Kilopreis den Blick auf die Funktion lenkt.

Als erste Orientierung eignen sich PP, PE-HD, ABS, PA, POM und PC. Die Gruppen unterscheiden sich in ihren typischen Eigenschaften, umfassen aber jeweils unterschiedliche Typen und Compounds. Für einen knappen Abgleich mit Bauteilaufgaben können Maschinenbau-Beispiele als Orientierung dienen.

Legen Sie zugleich fest, ob ein Spritzgussteil oder ein zerspantes Muster aus Halbzeug gebraucht wird. Fertigungsroute, Toleranzen und Stückzahl beeinflussen, welche Eigenschaften praktisch zählen. Ohne diesen Rahmen kann ein Werkstoff auf dem Papier passend erscheinen, aber bei der Herstellung, Bearbeitung oder Nutzung ausscheiden.

Kennwerte auf gleicher Grundlage lesen

Daten sind nur unmittelbar vergleichbar, wenn Prüfbedingungen und Normbezug übereinstimmen. Hersteller können unterschiedliche Probekörper oder Konditionierungen verwenden. Genormte Prüfverfahren bieten eine gemeinsame Basis, ersetzen jedoch nicht den Versuch am konkreten Bauteil. Prüfen Sie daher bei jedem Wert, auf welche Type und Bedingungen er sich bezieht.

Die Zugfestigkeit wird nach DIN EN ISO 527 bestimmt und bezeichnet die Spannung beim Reißen des Probekörpers. Der Elastizitätsmodul beschreibt ergänzend die Steifigkeit im linear-elastischen Bereich. Als Richtwerte gelten etwa 1400 Megapascal für PP, 2200 für ABS und 2300 für PC; Glasfasern können die Steifigkeit erhöhen. Der Vergleich von PP, ABS und PC ordnet die Unterschiede knapp ein.

Für die Wärmeformbeständigkeit wird häufig HDT nach ISO 75 herangezogen. Teilkristalline Typen wie PA und POM behalten dabei oft länger ihre Form als amorphe Typen wie ABS und PC. Der Schmelze-Massenfließindex MFR nach ISO 1133 hilft bei der Verarbeitung: Ein hoher Wert unterstützt dünne Wandungen, ein niedriger passt eher zu druckfesten Extrusionsprofilen.

Ergänzend zählen Schlagzähigkeit, Wasseraufnahme, Chemikalienbeständigkeit und Brandverhalten. Charpy- oder Izod-Werte beschreiben schnelle Belastungen; bei niedrigen Temperaturen kann die Schlagzähigkeit stark sinken. PA nimmt bis zu etwa 2,5 Prozent Wasser auf, POM rund 0,2 Prozent. Feuchte kann dadurch Maße und Festigkeit verändern.

Die DIN-Informationen zu Normen geben Orientierung zu Normen. Achten Sie beim Übertragen von Kennwerten auf Type, Temperatur und Konditionierung im Datenblatt. Ein Werkstoffwert allein weist nicht nach, dass ein fertiges Bauteil die geforderte Belastung erfüllt.

Werkstoffgruppen vorwählen

Die Tabelle fasst Richtwerte für Standardtypen zusammen und dient der Vorauswahl. Hersteller, Type, Additive und Konditionierung können die Werte innerhalb einer Gruppe verändern. Verwenden Sie die Spannen deshalb nicht als verbindliche Spezifikation, sondern fordern Sie für geeignete Kandidaten die konkreten Herstellerdatenblätter an.

PP ist leicht, preisgünstig, schweißbar und gegenüber vielen Chemikalien beständig. Die Zugfestigkeit beträgt 25 bis 35 Megapascal, die Dauergebrauchstemperatur ungefähr 90 bis 100 Grad Celsius. Bei hoher Dauerlast kann PP zu weich sein. PE-HD ist zäh und beständig gegen viele Säuren und Laugen, verliert aber ab etwa 70 bis 80 Grad Celsius rasch Steifigkeit.

ABS lässt sich gut verarbeiten und ermöglicht glänzende Oberflächen, Maßhaltigkeit sowie gute Schlagzähigkeit. Die Zugfestigkeit liegt bei 35 bis 50 Megapascal; bei Außenanwendungen ist UV-Stabilisierung erforderlich. PA 6 und PA 66 erreichen trocken 70 bis 85 Megapascal. Sie nehmen Wasser auf, wodurch die Festigkeit sinkt und die Zähigkeit steigt.

POM verbindet Steifigkeit und Maßhaltigkeit mit guten Gleiteigenschaften und geringer Feuchtigkeitsaufnahme. Zahnräder und Führungen sind typische Bauteile. PC bietet Transparenz und hohe Schlagzähigkeit, weist aber eine höhere Spannungsrissempfindlichkeit auf und kostet mehr. Glasfaserverstärkte Compounds verändern Festigkeit und Steifigkeit; zugleich nimmt die Bruchdehnung ab.

Einsatzbedingungen abgleichen

Gleichen Sie die vorgewählten Typen mit der tatsächlichen Umgebung ab. Temperatur, Kontaktstoffe, Reibung und besondere Zulassungen können eine Werkstoffgruppe ausschließen, auch wenn ihre mechanischen Kennwerte zunächst geeignet erscheinen. Entscheidend ist, ob die Eigenschaften unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen erhalten bleiben.

Bei Dauerlast nahe 100 Grad Celsius bleiben vor allem PA, POM und PC in der Auswahl; PP und PE verlieren unter thermischer Last schneller ihre Eignung. Für den Kontakt mit Kraftstoff, Öl oder Bremsflüssigkeit sind PA und POM naheliegende Kandidaten. PP widersteht vielen Säuren, ABS reagiert empfindlich auf Lösungsmittel und Ketone.

Für ungeschmierte Gleitstellen kommen PA und POM infrage, da sie einen schmierenden Transferfilm ausbilden können. PC eignet sich wegen seiner Neigung zum Fressen weniger für Gleitpaarungen. Transparenz und Sterilisierbarkeit grenzen die Auswahl ebenfalls ein: PC ist optisch klar, PP lässt sich mit Dampf sterilisieren, ABS ist nur in deckenden Farben verfügbar.

Bei Lebensmittelkontakt gilt die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 mit positiven Listen. In der Medizintechnik kommen Anforderungen an Sterilisierbarkeit und Biokompatibilitätsprüfungen hinzu. Außenbauteile benötigen Schutz vor UV-Strahlung; PP und PE erhalten meist sterisch gehinderte Amine, ABS und PC zusätzliche Schutzschichten oder Lacke.

Brandschutz kann weitere Typen ausschließen. Einstellungen nach UL 94 V-0 sind für ABS, PC, PA und POM erhältlich. Flammschutzmittel können die Zähigkeit senken und den Preis erhöhen. Halten Sie deshalb auch solche Anforderungen im Lastprofil fest, statt sie erst nach der Werkstoffvorwahl zu prüfen.

Den Fertigungsweg mitplanen

Beim Spritzgießen sind Schwindung, Trocknung und Temperaturfenster früh zu berücksichtigen. Sie beeinflussen Werkzeugkontur, Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit. Werkstoff und Herstellungsverfahren müssen zusammenpassen, bevor die Werkzeugauslegung abgeschlossen ist. Die Unterschiede zwischen Spritzguss und Extrusion helfen, den Fertigungsweg einzuordnen.

Typische Schwindung beträgt bei PP 1,0 bis 2,5 Prozent, bei PE-HD 1,5 bis 3,0, ABS 0,4 bis 0,7, PA 0,5 bis 2,0, POM 1,8 bis 2,5 und PC 0,5 bis 0,8 Prozent. Teilkristalline Typen schwinden stärker und richten sich am Fließweg aus; amorphe Typen schwinden gleichmäßiger. Glasfasern können richtungsabhängige Schwindung verursachen.

Die Werkzeugtemperatur beeinflusst Glanz und Kristallinität. Typische Bereiche sind 30 bis 60 Grad Celsius für PP, 50 bis 80 für ABS und 80 bis 120 für PC. PA, ABS und PC müssen vor der Verarbeitung getrocknet werden. Feuchtes PA kann Oberflächenfehler und Festigkeitsverluste verursachen.

Die Massetemperatur liegt typischerweise bei 220 bis 260 Grad Celsius für PP, 200 bis 250 für PE-HD, 220 bis 270 für ABS, 270 bis 300 für PA, 190 bis 210 für POM und 280 bis 320 für PC. POM zersetzt sich oberhalb von etwa 220 Grad Celsius und bildet Formaldehyd. Temperaturfenster und Verweilzeit müssen daher eng geführt werden.

Vor einer Werkzeugbestellung sind Schwindung für Wandstärke und Fließweg, Trocknungsvorgabe und zulässige Restfeuchte anhand des Datenblatts zu prüfen. Begrenzen Sie Massetemperatur und Verweilzeit, planen Sie Entlüftung für PA und POM ein und betrachten Sie Anguss sowie Wanddickensprünge thermisch. Glasfaserverstärkte Typen können richtungsabhängig schwinden.

Bei Wandstärken unter einem Millimeter hilft ein hoher MFR. Für PC und POM steigt dann der Einspritzdruck; längere Kühlzeiten als bei PP können den Stückpreis erhöhen. Saubere Entlüftung ist für PA und POM wichtig, weil bei Überhitzung Gase entstehen. Heißkanäle verlangen bei PC und POM enge Temperaturfenster.

Beim Extrudieren zählt die Schmelzviskosität stärker als die Zugfestigkeit. Ein zu hoher MFR kann im Kalibrierbereich Durchhang verursachen, ein zu niedriger erhöht den Werkzeugdruck. PE-HD und PP werden häufig für Rohre, Platten und Profile verwendet; ihre Nachschwindung lässt sich durch die Kalibrierung beeinflussen. Hinweise zu Energie und Verschleiß ergänzen den Prozessblick.

PA und POM erfordern bei der Extrusion wegen Feuchteaufnahme und engeren Temperaturfenstern besondere Sorgfalt. Ohne Vortrocknung können Blasen und poröse Oberflächen entstehen. PC lässt sich ebenfalls extrudieren, benötigt aber 280 bis 320 Grad Celsius Massetemperatur und eine schonende Abkühlung, damit weniger Eigenspannungen im Halbzeug verbleiben.

Bei Blasfolien eignen sich LDPE und LLDPE wegen ihrer Dehnfähigkeit für einen stabilen Lauf; PP verlangt engere Temperaturführung, PA wird für Verbundfolien coextrudiert. PE und PVC werden für Rohre und Kabelmäntel eingesetzt. PVC-Systeme benötigen Stabilisatoren und können bei Überhitzung Chlorwasserstoff freisetzen.

Materialeinsatz und Lieferform kalkulieren

Der Kilopreis bildet nur einen Teil der Kalkulation. Dichte, Bauteilgewicht, Ausschuss, Anguss, Zykluszeit und Lieferform beeinflussen die tatsächlichen Kosten. Die Tabelle nennt Nettopreise für Standardtypen in üblichen Handelsmengen und bildet das Preisniveau des ersten Halbjahrs 2025 ab. Im Inland kommt die gesetzliche Umsatzsteuer hinzu.

PP und PE liegen meist bei 1,15 bis 1,70 Euro netto je Kilogramm. ABS kostet 1,80 bis 2,60 Euro, PA, POM und PC bewegen sich zwischen 2,40 und 4,20 Euro. Technische Kunststoffe können damit zwei- bis dreimal so teuer sein wie Massenkunststoffe. Polymerpreise schwanken mit Rohstoffnotierungen.

Bei gleicher Kilogrammnotierung bedeutet eine höhere Dichte mehr Materialkosten je Volumen. Ein Gehäuse mit 45 Gramm kostet bei PP zu 1,50 Euro netto je Kilogramm etwa 6,8 Cent Material. Bei PC zu 3,50 Euro sind es rund 15,8 Cent; bei 100.000 Teilen beträgt der Unterschied 9.000 Euro netto.

Die Beispielrechnung berücksichtigt weder Ausschuss noch Anguss oder Mehrfachwerkzeuge. Lieferungen kommen in 25-Kilogramm-Säcken, Oktabins oder Silofahrzeugen. Größere Gebinde können den Kilopreis senken, benötigen jedoch passende Fördertechnik und trockene Lagerung. Sonderfarben und Compounds können Mindestabnahmen erfordern.

Für Muster sind Platten, Stäbe und Rohre aus Halbzeug eine Alternative zum frühen Werkzeugbau. Genormte Abmessungen und Zuschnitt können für Prototypen ausreichen, während ein Spritzgusswerkzeug für Serien wirtschaftlicher sein kann. Datenblätter zu Werkstoffen unterstützen den Vergleich von Halbzeug und Spritzgussteil.

Extrudierte Platten und gepresste Stäbe können sich durch Orientierung und Eigenspannungen von gespritzten Teilen unterscheiden. Prüfen Sie deshalb, ob das Muster die spätere Fertigungsroute abbildet. Der Abgleich von Abmessungen und Einsatz lässt sich mit Hinweisen zu Halbzeugen nach Normen ergänzen.

Die Freigabe nachvollziehbar belegen

Dokumentieren Sie die gewählte Type, Prüfnorm und den Lieferanten in der Werkstoffakte. Stellen Sie das Lastprofil auf, grenzen Sie Werkstoffgruppen ein, vergleichen Sie Kennwerte und prüfen Sie Verarbeitung sowie Bauteilkosten. Ein Muster und ein Versuch am Bauteil gehören zur Freigabe, weil Datenblattwerte den tatsächlichen Einsatz nicht vollständig abbilden.

Zugversuche nach DIN EN ISO 527, Wärmeformbeständigkeit nach ISO 75, MFR nach ISO 1133 und Schlagzähigkeit nach ISO 179 liefern unterschiedliche Prüfergebnisse. Brandschutzanforderungen können Prüfungen nach UL 94 und in der Automobilbranche zusätzliche Hausnormen vorsehen. Ein Werkstoffprüfzeugnis ersetzt dennoch keinen Versuch am fertigen Bauteil.

Rezyklat kann Neuware teilweise ersetzen, doch eine Zumischung kann Fließfähigkeit, Farbe und Schwindung verändern. Mahlgut aus eigener Produktion hat eine bekannte Zusammensetzung; bei Fremdware können Kennwerte stärker schwanken. Legen Sie Prüfungen und engere Toleranzen fest und nehmen Sie die Zumischung in die Erstmusterprüfung auf.

Die Sortenreinheit beeinflusst die Rückführung nach der Nutzung. Bauteile aus nur einer Type und ohne Einleger lassen sich leichter wiederverwenden. Das Kreislaufwirtschaftsgesetz setzt den Rahmen für die Betrachtung der werkstofflichen Verwertung. Halten Sie auch Rezyklatanteil und Ergebnisse am Muster fest.

Für den abschließenden Vergleich müssen Einsatzanforderungen, Herstellerangaben und Versuchsergebnisse zusammenpassen. Vermerken Sie Verarbeitung und Materialkosten ebenfalls in den Unterlagen. So bleibt nachvollziehbar, warum ein Kandidat gewählt wurde und welche Änderungen an Type, Rezeptur oder Werkzeug eine erneute Prüfung erforderlich machen.