Kunststoffarten im Vergleich für Spritzguss und Extrusion in Deutschland

Das Wichtigste auf einen Blick

Warum der Werkstoffvergleich über die Bauteilkosten entscheidet

In Deutschland entscheidet das Werk über die Bauteilkosten, nicht der Einkauf allein. Energie, Maschinenstunde und Werkzeugtemperierung sind hierzulande teuer, deshalb kann ein Bauteil mit hohem Kilopreis günstiger sein, wenn Maßhaltigkeit stimmt und Nacharbeit entfällt.

Zwei Werkstoffe mit gleicher Wandstärke, aber unterschiedlicher Zykluszeit trennen sich schnell um mehrere Sekunden pro Teil. Diese Sekunden laufen in Nordrhein-Westfalen oder Baden-Württemberg als Maschinenstunde auf, gleichgültig wie günstig das Granulat eingekauft wurde.

Dazu kommen Werkzeugkosten. PA und PC verlangen höhere Werkzeugtemperaturen und damit temperierte Werkzeuge. PVC setzt wegen der Salzsäureabspaltung korrosionsfeste Schnecken und Zylinder voraus. In mittelständischen Betrieben bindet das Kapazität.

Die Regulatorik kommt in Deutschland hinzu. Das Verpackungsgesetz verlangt Rezyklateinsatz in bestimmten Verpackungen, das Kreislaufwirtschaftsgesetz und die Gewerbeabfallverordnung steuern die Verwertung. REACH gilt unmittelbar, durchgesetzt durch die BAuA, dazu kommen TRGS und DGUV-Vorschriften für den Betrieb.

Die Branchenstruktur hilft bei der Einordnung. Kunststoffverarbeitung ist mittelständisch geprägt, mit Schwerpunkten in Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg, Bayern und Niedersachsen. Das Statistische Bundesamt liefert dazu die amtlichen Strukturdaten der Kunststoffverarbeitung.

Als Datenbasis für Produktion und Verbrauch dient zusätzlich der Verband Kunststofferzeugende Industrie, PlasticsEurope Deutschland. Für Verarbeiter kommen die Zahlen des Gesamtverbandes Kunststoffverarbeitende Industrie hinzu, für Verpackungen die der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen.

Vier Kostenblöcke, die den Vergleich bestimmen

PP und PE: Massenkunststoffe für Spritzguss und Extrusion im Preisvergleich

Polypropylen (PP) ist der Standardwerkstoff für technische Spritzgussteile. Es ist steif, chemikalienbeständig gegen viele Säuren und Basen und bis etwa 100 Grad Celsius dauerhaft einsetzbar. Die Schwindung liegt bei rund 1,5 bis 2,5 Prozent und ist richtungsabhängig.

Preislich bildet PP in Deutschland die Referenz, an der sich alle anderen Werkstoffe messen lassen. Setzt man die PP-Notierung als 1,0, liegen HD-PE, LD-PE und LLDPE je nach Fracht und Importmenge zwischen 0,9 und 1,1. Absolute Euro-pro-Kilo-Notierungen schwanken monatlich, die Relation bleibt über Jahre stabiler als der Preis selbst.

Polyethylen (PE) teilt sich in HD-PE, LD-PE und LLDPE. HD-PE ist steifer und für Rohre, Behälter und Deckel üblich. LD-PE und LLDPE sind flexibel und dominieren Folien für die Extrusion. Beide Typen sind in Deutschland kurzfristig lieferbar, teils aus deutscher Produktion, teils über die Seehäfen Hamburg, Rotterdam und Antwerpen.

Für Extrudeure zählt die Schmelzefestigkeit. PP und PE lassen sich auf Einschnecken- und Doppelschneckenextrudern stabil verarbeiten. Die Verarbeitungsfenster sind breit, die Toleranz gegenüber Chargenschwankungen hoch.

Bei der Verwertung schneiden beide gut ab. Helles PP und PE lassen sich sortenrein trennen und zu Regranulat verarbeiten. Folienrezyklat aus LLDPE und LD-PE ist am Markt etabliert, Mahlgut aus Produktionsabfällen ohnehin.

PVC, PET und PA: Eigenschaftsprofile, Verfügbarkeit und Verarbeitungsfenster

Polyvinylchlorid (PVC) ist hart oder weich eingestellt. Hart-PVC ist druckfest, witterungsbeständig und für Rohre, Fensterprofile und Fassadenelemente verbreitet. Die Verarbeitung verlangt Temperaturkontrolle, weil bei Überhitzung Chlorwasserstoff frei wird.

Preislich liegt Hart-PVC-Compound mit etwa 1,1 bis 1,3 über der PP-Referenz. Die Verfügbarkeit ist gut, weil die Chlorchemie in Nordrhein-Westfalen und in den Rheinregionen über leistungsfähige Standorte verfügt. Sondercompounds mit Stabilisatoren haben längere Vorlaufzeiten.

Polyethylenterephthalat (PET) ist für Getränkeflaschen bekannt, wird aber auch als technischer Werkstoff für Präzisionsteile genutzt. PET ist steif, maßhaltig und bis etwa 70 Grad Celsius dauerhaft formstabil. Für Extrusion und Streckblasen ist es der Standard.

PET in Flaschenqualität notiert je nach Importlage zwischen 1,0 und 1,2 der PP-Referenz. Die Beschaffung ist global, größere Mengen kommen aus Asien und dem europäischen Ausland. Preisausschläge folgen hier stärker dem Importangebot als der deutschen Nachfrage.

Polyamid (PA) ist zäh, abriebfest und ölbeständig. PA 6 und PA 66 nehmen Feuchtigkeit auf, was Maße und Steifigkeit verändert. Wer damit konstruiert, muss die Konditionierung einplanen.

PA 6 liegt preislich beim Zwei- bis Dreifachen von PP, glasfaserverstärkte Typen darüber. In Deutschland bestehen Produktionskapazitäten entlang der Caprolactam-Kette, dennoch haben verstärkte Typen Vorlaufzeiten von mehreren Wochen.

Recyclingfähigkeit ist bei diesen drei Werkstoffen unterschiedlich. PET ist die Erfolgsgeschichte des Flaschenkreislaufs. PVC bleibt schwierig, weil Additive und Verunreinigungen die Verwertung begrenzen. PA-Rezyklat stammt überwiegend aus Produktionsabfällen.

Verarbeitungsfenster im Überblick:

PC und technische Kunststoffe: Wann sich der höhere Preis rechnet

Polycarbonat (PC) ist transparent, schlagzäh und bis etwa 120 Grad Celsius belastbar. Mit dem Drei- bis Vierfachen der PP-Referenz gehört es zur oberen Preisklasse. Der Preis rechnet sich, wenn Transparenz, Zähigkeit und Temperaturbeständigkeit in einem Bauteil zusammenkommen.

Typische Fälle sind Gehäuse für Elektrowerkzeuge, Scheinwerferabdeckscheiben und medizinische Anwendungen. Wer PC einsetzt, muss auf Spannungsrissbeständigkeit achten und Werkzeuge mit hoher Oberflächengüte auslegen.

Die Verfügbarkeit ist der Schwachpunkt. In Europa gibt es nur wenige Erzeuger, ein erheblicher Teil der Ware wird importiert. Vorlaufzeiten von mehreren Wochen sind normal, kurzfristige Umstellungen auf andere Typen sind kaum möglich.

Technische Kunststoffe wie PBT, POM oder PEEK erweitern das Feld. POM ist für Präzisionsteile mit engen Toleranzen üblich, PBT für Elektronikkomponenten. PEEK ist Hochleistungsware für Temperatur- und Chemikalienlast.

Der Chemikalienkontakt ist der kritische Punkt. Manche Reinigungsmittel greifen PC an, andere nicht. Wer Prozessmedien einsetzt, prüft die Beständigkeit vor der Werkstofffreigabe. Die chemikalienrechtlichen Anforderungen an Kunststoffe fasst das Umweltbundesamt unter Chemikalienrechtliche Anforderungen des Umweltbundesamtes zusammen.

Praxisbeispiel: Gehäuse mit 130 Grad Celsius Dauerlast

Ein Hersteller in Baden-Württemberg fertigt Gehäuse für Motorensteuerungen. PP fällt wegen der Temperatur aus, PA 66 mit Glasfaser besteht den Dauertest. Der Kilopreis ist rund dreimal so hoch, die Ausschussquote sinkt aber, weil die Maßhaltigkeit besser ist. Unterm Strich sinken die Teilekosten.

Kennwerte im Direktvergleich: Temperaturbeständigkeit, Chemikalienresistenz, Schwindung

Die folgende Tabelle fasst die Kennwerte zusammen, die für die Werkstoffauswahl im Spritzguss und in der Extrusion zuerst geprüft werden. Die Preisrelation bezieht sich auf die PP-Notierung als 1,0. Die Werte sind Richtwerte für unverstärkte Standardtypen und ersetzen kein Datenblatt.

Die Schwindung entscheidet über die Werkzeugauslegung. PVC und PC schwinden wenig, PP und PE deutlich. Bei teilkristallinen Werkstoffen kommt die Richtungsabhängigkeit hinzu, die eine Verzugsanalyse nötig macht.

Die Chemikalienresistenz ist keine Ja-Nein-Eigenschaft. Sie hängt von Konzentration, Temperatur und Einwirkdauer ab. Eine Prüfung im Originalmedium über die geplante Standzeit ist belastbarer als jede Tabelle.

Recyclingfähigkeit und Rezyklatanteile nach UBA-Daten zu Kunststoffabfällen

Die Recyclingfähigkeit folgt der Sortierbarkeit. Monomaterialien wie PP, PE und PET lassen sich gut trennen. Verbunde, faserverstärkte Typen und dunkle Einfärbungen erschweren die Verwertung.

Das Umweltbundesamt dokumentiert die Entwicklung der Kunststoffabfallmengen und der Verwertungswege. Diese Zahlen sind die Grundlage jeder Bewertung, wie viel Rezyklat tatsächlich am Markt verfügbar ist. Die Daten finden sich unter Kunststoffabfälle und Verwertung im Überblick.

Für Verpackungen gilt das Verpackungsgesetz mit Vorgaben zum Rezyklateinsatz, etwa bei PET-Getränkeflaschen. Die Zentrale Stelle Verpackungsregister überwacht die Registrierung der Inverkehrbringer. Für technische Bauteile gibt es solche Quoten nicht, der Druck kommt über Kundenanforderungen.

Für Einkäufer zählt die belastbare Zusage. Rezyklatanteile gehören mit Typ, Herkunft und Nachweis in die Bestellung. Wer Verpackungen in Verkehr bringt, muss die Mengen ohnehin bei der Zentralen Stelle melden.

Preise und Verfügbarkeit nach Destatis-Außenhandelsdaten einordnen

Deutschland ist bei Kunststoffen sowohl Produzent als auch Importeur. Die Außenhandelsstatistik zeigt, wie stark einzelne Werkstoffgruppen vom Import abhängen und wie sich Preise entwickeln. Die Außenhandelsstatistik des Statistischen Bundesamtes liefert die Grundlage.

Die Statistik gliedert Polymere in Gütergruppen wie HS 3901 bis 3910. Aus Wert und Menge dieser Positionen lassen sich durchschnittliche Einfuhr- und Ausfuhrpreise je Kilo ableiten. Monatliche Euro-pro-Kilo-Notierungen veröffentlichen zusätzlich die Fachdienste EUWID und Kunststoff Information.

PlasticsEurope Deutschland veröffentlicht Produktions- und Verbrauchszahlen der Kunststofferzeugenden Industrie. Beide Quellen zusammen ergeben den Bezugsrahmen, gegen den ein Einkäufer ein Angebot prüfen kann.

In der Praxis werden Polymerpreise in Deutschland monatlich verhandelt. Viele Verträge enthalten Preisgleitklauseln mit Bezug auf Rohstoffnotierungen, dazu kommen Fracht- und Verpackungskosten als eigene Positionen. Compounds mit Glasfaser oder Additiven kosten je Kilo und werden anders kalkuliert als Standardgranulat.

Wer Preise vergleicht, muss deshalb Typ, Verstärkung, Liefermenge und Lieferort festlegen. Ein Angebot ohne diese Angaben lässt sich gegen kein anderes stellen, weil sich die Positionen unterscheiden.

Werkstoffauswahl für Spritzguss und Extrusion: Entscheidungsweg für Konstrukteure

Der Entscheidungsweg beginnt bei den Anforderungen. In Deutschland kommen Nachweispflichten aus REACH, Verpackungsgesetz und Kundenaudits hinzu, die die Auswahl mitbestimmen. Wer zuerst den Werkstoff wählt, zahlt später für Anpassungen.

Für Spritzguss zählen Fließfähigkeit und Entformbarkeit. Für Extrusion zählen Schmelzefestigkeit und Maßhaltigkeit über die Länge. Ein Werkstoff, der im Spritzguss läuft, muss in der Extrusion nicht funktionieren.

Die Dokumentation gehört zum Prozess. Werkstoffzeugnisse, Sicherheitsdatenblätter und Konformitätserklärungen sind bei Kundenaudits Standard. Wer früh klärt, welche Nachweise nötig sind, spart beim Serienstart Zeit.

Checkliste für die Freigabe

Häufige Fragen