Kunststoffarten vergleichen mit 5 Beispielen aus dem Maschinenbau

Das Wichtigste auf einen Blick

Fünf Bauteile, fünf Werkstoffprofile

Maschinenbau ist zu breit für eine Pauschallösung. Die folgenden fünf Bauteile stammen aus Werkzeugmaschinen und Verpackungsanlagen und werden dort regelmäßig aus Kunststoff gefertigt.

POM ist der Standard für Zahnräder mit moderater Last. Der Werkstoff ist steif, nimmt kaum Feuchtigkeit auf und läuft mit niedriger Reibung gegen sich selbst. Wälz- und Gleitbewegungen sind bis rund 100 °C dauerhaft möglich, kurzzeitig bis etwa 140 °C. Gefertigt wird im Spritzguss, bei kleinen Stückzahlen auch durch Zerspanung aus Platten.

PA 66 übernimmt Gleitlagerbuchsen, häufig mit Öl oder Molybdändisulfid gefüllt. Polyamid ist zäh, schlagfest und dämpft Schwingungen. Der Nachteil: Es zieht Feuchtigkeit, das Bauteil wächst und verliert Steifigkeit. Konstrukteure rechnen deshalb mit einer Konditionierung. Gefertigt wird im Spritzguss oder aus extrudiertem Halbzeug, das anschließend zerspant wird.

ABS dominiert Gehäuse für Steuerungen, Bedienpanels und Messgeräte. Der Werkstoff ist schlagzäh, lässt sich einfärben und lackieren und bleibt formstabil. Die Temperaturgrenze liegt bei etwa 80 °C, in Motornähe ist er zu weich. Verarbeitet wird fast ausschließlich im Spritzguss, mit Wandstärken ab etwa 1,5 mm.

PTFE deckt den Chemie- und Temperaturbereich ab, in dem andere Kunststoffe ausfallen. Es ist gegen fast alle Medien beständig und arbeitet von etwa -200 °C bis +260 °C. Dichtungen entstehen durch Pressen oder Extrudieren, die Kontur danach per Zerspanung, weil PTFE nicht schmelzflüssig spritzgießbar ist. Gefüllte Typen mit Glasfaser oder Kohle erhöhen die Druckbelastbarkeit.

PC liefert Schaugläser, Schutzabdeckungen und Sicherheitsscheiben. Polycarbonat ist deutlich schlagzäher als Acrylglas und bleibt transparent. Es neigt aber zur Spannungsrissbildung bei Kontakt mit Schmierstoffen und braucht dann eine Schutzlackierung. Gefertigt wird im Spritzguss oder durch Warmumformen aus extrudiertem Halbzeug.

Auswahlkriterien für Konstrukteure

Kurzfaserverstärkte Typen wie PA-GF30 oder POM-GF erhöhen Steifigkeit und Festigkeit, senken aber die Bruchdehnung. Für maßhaltige Teile ist die Wasseraufnahme oft wichtiger als der Zugmodul, weil sie das Bauteil über Wochen wachsen lässt.

Bewegte Teile brauchen einen passenden Reibpartner. Bewährte Paarungen sind PA gegen Stahl, POM gegen POM und PEEK gegen Aluminium. Füllstoffe wie PTFE, Silikonöl oder Kohlefaser senken Reibwert und Verschleiß deutlich.

Kennwerte, Normen und Halbzeugdaten

Vergleichbar sind Kennwerte nur, wenn sie nach derselben Norm ermittelt wurden. Das Datenblatt nennt Prüfnorm, Probekörper und Konditionierung, der Markenname allein sagt nichts aus.

Kurzzeichen wie POM-C, PA 6 G oder PEEK sind in DIN EN ISO 1043-1 festgelegt, mechanische Prüfwerte folgen unter anderem DIN EN ISO 527. Wer nachlesen will, wie Normen in der Praxis angewendet werden, findet dort Hinweise zu Prüfung und Kennzeichnung.

Für Halbzeuge liefern die Hersteller selbst die belastbaren Unterlagen. Ensinger stellt Produktseiten und technische Daten zu Halbzeugen aus verschiedenen Kunststoffen bereit, von Standardtypen bis zu Hochleistungskunststoffen.

Ergänzend bietet die Röchling-Gruppe Produkt- und Dokumentationsseiten zu Halbzeugen und nennt Anforderungen an Lieferpapiere. Beide Quellen helfen, Werkstoffe auf Basis gleicher Prüfbedingungen gegenüberzustellen.

In fünf Schritten zur richtigen Kunststoffart

Häufige Fragen

Welche Kunststoffart eignet sich für Zahnräder?

POM ist die erste Wahl, weil es steif, maßhaltig und reibarm ist. Bei höheren Temperaturen oder größeren Lasten kommen PA 46, PEEK oder faserverstärkte Typen infrage.

Warum wird PA für Gleitlager mit Öl gefüllt?

Die Ölfüllung senkt den Reibwert und verbessert die Notlaufeigenschaften, wenn die Schmierung zeitweise aussetzt. Die Buchse bleibt wartungsarm.

Lassen sich Metallteile eins zu eins ersetzen?

Nein. Kunststoff ist weniger steif, arbeitet stärker mit der Temperatur und ändert seine Maße durch Feuchtigkeit. Toleranzen und Wandstärken müssen neu ausgelegt werden.

Welche Norm regelt die Kurzzeichen der Kunststoffe?

Die Kurzzeichen stehen in DIN EN ISO 1043-1. Sie sind die Grundlage dafür, Datenblätter verschiedener Hersteller überhaupt vergleichen zu können.