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Die Auswahl des richtigen Kunststoffes für Deine Spritzgussteile
Wir von 2D Spritzguss spritzen „geometrisch einfache“ Kunststoffteile in Serie. Dabei haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, das Spritzgiessen so kostengünstig wie möglich zu machen. Dabei spielt es keine Rolle, ob du Prototypen, Kleinserien oder Kunststoffteile in großen Mengen herstellen möchtest. Wir vereinfachen und standardisieren dort, wo es möglich und sinnvoll ist.
So auch bei der Materialauswahl. Bei uns kannst du zwischen acht Standard-Kunststoffen wählen. Wir beraten dich gerne bei der Wahl des richtigen Kunststoffes. Sende uns eine Anfrage zu deinem Kunststoff-Spritzguss-Projekt!
Welche Kunststoffe eignen sich zum Spritzgießen?
Für das Spritzgießen ist die Auswahl an Kunststoffen schier unbegrenzt. Daher kann es manchmal eine schwierige Aufgabe sein, aus der umfangreichen Werkstoffliste aus Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren das passende Material auszusuchen. Beim Spritzgießen können alle drei Kunststoffarten verwendet werden, wobei das Thermoplast-Spritzgießen die größte wirtschaftliche Bedeutung besitzt.
Aus der Gruppe der Thermoplaste haben wir von 2D-Spritzguss 8 Standard-Kunststoffe ausgewählt, die ein gutes Preis-Leistungsverhältnis bieten und mit denen die meisten Anwendungen abgedeckt werden können. Bei kleinen Stückzahlen reduziert das die Kosten und den Zeitaufwand. Bei großen Stückzahlen bieten wir auch viele weitere Thermoplaste an.
In den nachfolgenden Ausführungen geben wir von 2D-Spritzguss eine Übersicht unserer verwendeten Spritzguss-Kunststoffe und zeigen dir die verschiedenen Anwendungsgebiete der unterschiedlichen Materialien.
Ein Überblick unserer 8 Standard-Kunststoffe für dein Spritzguss-Projekt
Das Thermoplast-Spritzguss ist das gängigste Verfahren, wenn es um die Serienfertigung von präzisen Kunststoffteilen geht. Hierfür steht eine große Auswahl an thermoplastischen Kunststoffen zur Verfügung. Durch Einfärbung oder Lackierung der Kunststoffe kann nahezu jeder Farbton erreicht werden. Auch Muster oder Gravuren können direkt in die Spritzgussform integriert werden.
Der Thermoplast-Spritzguss zeichnet sich vor allem durch eine sehr gute Maßhaltigkeit und ein hohe Reproduzierbarkeit aus. Im Folgenden geben wir dir eine Übersicht unserer ausgewählten 2D-Standard-Kunststoffe und zeigen dir die Vorteile und spezifischen Anwendungsgebiete der gebräuchlichsten Spritzgussmaterialien.
Der idealtypische Ablauf beim Kunststoff-Spritzguss
Das Spritzgießen oder Spritzgussverfahren ist eine technische Anwendung, die heute für ganz unterschiedliche Werkstoffe und Werkstücke zum Einsatz kommt. Das Spritzgussverfahren ist eines der wesentlichen Produktionsverfahren bei der Verarbeitung bzw. Formung von Kunststoffen. Die Palette der im Spritzgussverfahren herstellbaren Bauteile erstreckt sich von kleinen Formteilen bis hin zu großen Teilen. Die wesentliche Aufgabe einer Spritzgießmaschine ist die diskontinuierliche Herstellung von Formteilen aus Formmassen, die unter Druck umgeformt werden.
Eine Spritzgussmaschine besteht aus einer Spritzeinheit, welche den Kunststoff aufbereitet und einer Schließeinheit, die das Formwerkzeug schließt und wieder öffnet. Die Spritzeinheit besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder und einer darin befindlichen Schnecke. Zunächst wird der Kunststoff in der Schnecke plastifiziert (aufgeschmolzen). Nach Schließen des Werkzeuges, welches einen Hohlraum entsprechend dem Formteil aufweist, wird der plastifizierte Werkstoff durch axialen Vorschub der Schnecke in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt. Bei Thermoplasten wird die Schmelze anschließend im Werkzeug gekühlt. Im Falle von Duroplaste oder Elastomeren wird das Werkzeug beheizt und somit der Vernetzungsvorgang angeschoben. Anschließend öffnet sich das Werkzeug und das fertige Spritzgussteil wird ausgeworfen.
Unsere Kunststoffe für den Spritzguss
PE (Polyethylen)
Polyethylen ist ein teilkristalliner und unpolarer Thermoplast. Im Vergleich zu den meisten anderen Thermoplasten besitzt Polyethylen eine geringere Festigkeit und Härte. Allerdings lässt sich PE deutlich besser dehnen und weist zudem eine hohe Kälteschlagfestigkeit aus. Polyethylen isoliert zudem gut den elektrischen Strom und besitzt eine gute chemische Beständigkeit gegenüber Säuren. Die Hauptanwendung von PE sind Rohre und Verpackungen wie z.B. Shampooflaschen oder Joghurtbecher. Auch Folien wie zum Beispiel Schutzhüllen von Büchern oder Tüten werden aus PE hergestellt.
- Materialpreis: € (günstig)
- Gefüge: teilkristallin
- Dichte: ca. 0,94 g/cm³ (schwimmt)
- Temperaturbeständigkeit: -40 bis +80°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Schmiegsam bis weich, kältefest, schlagzäh, unzerbrechlich. Gute dielektrische Eigenschaften, geringe Wasseraufnahme, gesundheitlich unbedenklich, nicht aromadicht. Beständig gegen Säuren, Laugen, Lösemittel, Alkohol, Benzin, Fruchtsäfte, Öl, Milch. Nicht beständig gegen Aromaten, Chlorkohlenwasserstoffe, spannungsrissgefährdet
- Typische Anwendungen: Haushaltsartikel, Kanister, Flaschenkästen, Tragetaschen, (sehr dünne) Folien, Lebensmittelverpackungen, Transportbehälter, Bauteile, Möbelteile, Haushaltsgeräte, Spielzeug
PP (Polypropylen)
Polypropylen ist teilkristallin und besteht aus Ethylen und Propylen. Diese beiden Gase entstehen aus Rohöl. Polypropylen ist eng verwandt mit Polyethylen (PE), jedoch deutlich härter und hitzebeständiger. Bei kalten Temperaturen unter 0 °C ist PP jedoch deutlich schlagempfindlicher als PE. Polypropylen besitzt zudem ein geringes spezifisches Gewicht und lässt sich aufgrund des feinen, stabilen Gefüges gut verschweißen. Typische Anwendungen sind Verpackungsfolien sowie starre Verpackungen.
- Materialpreis: € (günstig)
- Gefüge: teilkristallin
Dichte: ca. 0,92 g/cm³ (schwimmt) - Temperaturbeständigkeit -10 bis +90°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Härter und temperaturfester als PE, jedoch weniger kältefest. Für Scharniere besonders geeignet. Hart, schwer zerbrechlich, sehr gute dielektrische Eigenschaften, gesundheitlich unbedenklich, nicht aromadicht. Beständig gegen Säuren, Laugen, Salzlösungen, Alkohol, Benzin, Fruchtsäfte, Öl, Milch. Nicht beständig gegen chlorierte Kohlenwasserstoffe, Kontakt mit Kupfer vermeiden, geringe Neigung von Spannungsrissbildung
- Typische Anwendungen: Einwegbecher, Batteriekästen, Bauteile im Auto, Schuhabsätze, Verpackungsfolien aller Art, aber auch Kaffeemaschinen, Wasserkocher
ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
ABS ist ein Polymer und der Allrounder unter den Kunststoffen. Er ist feuchtigkeitsabweisend und resistent gegen Fette und Öle. Er widerstrebt Temperaturschwankungen und ist unempfindlich gegen elektrostatische Aufladung. Zudem ist er schlag- und kratzfest und lässt sich gut kleben. Der Kunststoff eignet sich gut zum Beschichten mit Polymeren oder Metallen (verchromte Oberfläche eines Kunststoffteils). ABS zeichnet sich durch eine geringe Wasseraufnahme aus. Aufgrund der zahlreichen positiven Eigenschaften wird Acrylnitril-Butadien-Styrol z.B. für Formteile und Gehäuse für Computer, Fernsehgeräte, Haushalts- und Gartengeräte verwendet.
- Materialpreis: €€ (mittel)
- Gefüge: amorph
Dichte: ca. 1,04 g/cm³ (schwimmt nicht) - Temperaturbeständigkeit -35 bis +80°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Hart, zäh bei tiefen Temperaturen, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, bedingt witterungsbeständig, geringe Wasseraufnahme, gesundheitlich unbedenklich, galvanisch metallisierbar. Beständig gegen Säuren, Laugen, Kohlenwasserstoffe, Öle, Fette, Benzin. Nicht beständig gegen Aceton, Ether, Ethylbenzol, uvm.
- Typische Anwendungen: Spielzeug, Bedarfsgüter Telefone, Sicherheitshelme. Automotive: Türverkleidungen, Sitzschalen, Kühlergrill, Außenspiegelgehäuse, Instrumententafeln. Hausgeräte: Küchenmaschinengehäuse, Staubsaugerteile
PS (Polystyrol) glasklar
Polystyrol ist ein transparenter Thermoplast und wird durch die Polymerisation von Styrol gewonnen. Polystyrol hat einen niedrigen Schmelzpunkt, ist hart und relativ spröde. Besonders beliebt ist es für die Herstellung von Einwegartikeln und Verpackungsmaterial.
- Materialpreis: €€ (mittel)
- Gefüge: amorph
- Dichte: ca. 1,05 g/cm³ (schwimmt nicht)
- Temperaturbeständigkeit bis +70°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Hart, steif, zerbrechlich, sehr gute dielektrische Eigenschaften, geringe Wasseraufnahme, hohe Maßhaltigkeit, glasklar, brillant, leicht einfärbbar, ohne Geruch und Geschmack. Beständig gegen Säuren, Laugen, Alkohole, Fette, Öle, Salzlösungen. Nicht beständige gegen Benzin, Benzol, viele Lösemittel, spannungsrissgefährdet
- Typische Anwendungen: Becher, Gehäuse, CD-Hüllen, Dosen, Spielzeug
PA 6 (Polyamid)
Polyamide sind zähe Materialien mit hoher Festigkeit und Steifigkeit. Darüber hinaus besitzen Sie eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit sowie gute Abrieb- und Verschleißfestigkeit. Polyamide haben aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit ihr Haupteinsatzgebiet in der Automobilindustrie und bei Strukturbauteilen, wo sie viele Teile aus Metall verdrängt haben.
- Materialpreis: €€ (mittel)
- Gefüge: teilkristallin
- Dichte: ca. 1,15 g/cm³ (schwimmt nicht)
- Temperaturbeständigkeit -40 bis +100°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Im Feuchtegleichgewicht (2-3%) sehr zäh. In trockenem Zustand spröde. Beständig bei hohen Temperaturen, hart, steif, abriebfest, günstiges Gleitverhalten. Gut einfärbbar, gesundheitlich unbedenklich, klebbar. Beständig gegen Öle, Benzin, Benzol, Laugen, Lösemittel, Chlorkohlenwasserstoffe, Ester, Ketone. Nicht beständig gegen Ozon, Salzsäure, Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid
- Typische Anwendungen: Automobilindustrie, Elektrotechnik, Strukturbauteile sowie chirurgische Instrumente
PA 6 GF30 (Polyamid mit Glasfaser verstärkt)
Polyamide haben eine relativ niedrige Glastemperatur und werden daher oft mit Glasfasern verstärkt. Dadurch steigt nicht nur die Festigkeit, sondern auch die Dauergebrauchstemperatur deutlich an. Glasfaserverstärkte Polyamide haben gegenüber den unverstärkten Typen den Vorteil, dass sie eine deutlich höhere Wärmeformbeständigkeit aufweisen und aufgrund ihrer guten Ölbeständigkeit auch für Anwendungen im Kfz-Motorraum eingesetzt werden.
- Materialpreis: €€ (mittel)
- Gefüge: teilkristallin
- Dichte: ca. 1,35 g/cm³ (schwimmt nicht)
- Temperaturbeständigkeit -40 bis +130°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Mechanische und thermische Eigenschaften sind höher als bei PA 6
- Typische Anwendungen: Strukturbauteile, Automobilindustrie, Elektrotechnik sowie chirurgische Instrument
PC (Polycarbonat)
Polycarbonate zählen chemisch zu den Polyestern. PC hat besondere Vorteile hinsichtlich Schlagfestigkeit, Steifigkeit und Brandverhalten. Polycarbonat ist extrem robust und besitzt darüber hinaus eine gute Hitzebeständigkeit. Es ist ein durchsichtiger Kunststoff, der besonders optischen Ansprüchen gerecht wird. Polycarbonat wird verwendet für Speichermedien wie z.B. CDs und DVDs, Brillengläser, Linsen, Panzerglas.
- Materialpreis: €€€ (mittel bis hoch)
- Gefüge: amorph
- Dichte: ca. 1,20 g/cm³ (schwimmt nicht)
- Temperaturbeständigkeit -40 bis +125°C
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: Hart, steif, schlagzäh, hohe Wärmeformbeständigkeit, glasklar, physiologisch einwandfrei, gut einffärbbar, witterungsbeständig. Beständig gegen Öl, Benzin, verdünnte Säuren, Alkohol. Nicht beständig gegen starke Säuren, Laugen, Benzol
- Typische Anwendungen: Kunststoffgläser, Autoscheinwerfer, Koffer, Schutzhelme
TPE (Thermoplastisches Elastomer)
Bei Thermoplastischen Elastomeren handelt es sich um eine Gruppe von verschiedenen Kunststoffen, die sich bei Raumtemperaturen ähnlich wie klassische Elastomere (Gummi) verhalten. Unter Wärmezufuhr jedoch lassen sie sich verformen und zeigen dadurch ein thermoplastisches Verhalten. Ein beliebter Vorteil solcher Kunststoffe ist die Schweißbarkeit, um wasserdichte Verbindungen zu schaffen. Daher kommt TPE auch häufig zur Anwendung bei Dichtungen oder flexiblen Verbindungen, aber auch bei Hart/Weich-Verbindungen (2-Komponenten-Spritzguss) wie bei Griffen z.B. Schraubendreher, Zahnbürste
- Materialpreis: €€€ (mittel bis hoch)
- Dichte: ca. 0,93 bis 1.10 g/cm³ (schwimmt nicht)
- Temperaturbeständigkeit: typisch bis 80°C,
- Mechanische, thermische und chemische Eigenschaften: mechanisches Verhalten ähnlich wie Gummi, chemische Beständigkeit abhängig von der Materialtype
- Typische Anwendungen: Dichtungen, flexible Verbindungen, Anschlagpuffer, Hart/Weich-Verbindungen für gute Haptik (Griffe) und weiche Dichtung an hartem Gehäuse
Welche kosmetischen Fehler können beim Spritzgießen von Kunststoffteilen auftreten?
Beim Formenbau wird das Herauslösen des gehärteten Materials aus der Form als Entformen bezeichnet. Im Prozess von Kunststoffspritzgussteilen können beim Abkühlen der Maschinen kleine Einfallstellen erscheinen. Diese Einfallstellen sind kleine Vertiefungen auf der Oberfläche von Spritzgussteilen und fallen oft ins Auge, da im Gegensatz zum glatten Formteil das einfallende Licht in verschiedene Richtungen reflektiert wird. Obwohl sich Einfallstellen weder auf die Festigkeit noch auf die Funktion des Bauteils auswirken, werden sie in der Industrie als kleine Mängel in Sachen Qualität und Optik wahrgenommen.
Auch der Anguss ist ein notwendiges Übel, der bei der Produktion von Kunststoffteilen im Spritzgussverfahren zwangsläufig entsteht. Beim Anguss handelt es sich um eine Unterbrechung der ansonsten kontinuierlichen Oberfläche einer Spritzgussform. Die Reste vom Anguss können nach dem Verfahrensablauf automatisch oder manuell entfernt werden und dennoch bleibt auf dem fertigen Teil ein kleine unsaubere Stelle.
Die Auswahl der richtigen Kunststoffe für Dein Spritzguss-Projekt
Wenn es um Kunststoffverarbeitung geht, ergibt sich durch Spritzguss eine nahezu freie Wahl von Struktur, Farbe, Form und Muster des zu fertigenden Produkts erlaubt. Diese Vielseitigkeit macht das Spritzgießverfahren zu dem favorisierten Verfahren wenn es um die Herstellung von Kunststoffteilen geht. In der Regel könne alle Thermoplaste spritzgegossen werden.
Bei der Auswahl des richtigen Kunststoffes, spielen aber auch noch weitere Überlegungen und Bereiche eine Rolle. Nach dem Einspritzen des Kunststoff-Granulats verringert dieser beim Abkühlen und Aushärten zu einem gewissen Prozentsatz sein Volumen. Bei passgenauen Formen muss die Schwindung daher im Vorhinein berücksichtigt werden. Während bei gleichmäßiger Wandstärke und idealtypischen Thermoplasten sich die Schwindung auf alle räumlichen Richtungen gleichermaßen bezieht, weisen insbesondere fasergefüllte thermoplastische Kunststoffe eine unregelmäßige Schwindung auf.
Wir von 2D-Spritzguss möchten die Auswahl an angebotenen Kunststoffe auf ein Minimum reduzieren, um so Kosten und Zeit zu sparen. Zudem glauben wir, dass wir durch die Standardisierung und das Angebot von 8 unterschiedlichen Kunststoffen ein Großteil der am Markt nachgefragten Eigenschaften an ein Material abgebildet werden kann.
Ganz egal, was du rund um den Spritzguss und die damit verbundenen, vielfältigen Möglichkeiten vorhast: Wir von 2D-Spritzguss stehen dir bei deinem Spritzgussprojekt mit Rat und Tat zur Seite.