November 2010



„Living in the Material World“ - die Welt der Werkstoffe

Mit Prototypen können Sie testen, ob Ihr Design, zusammen mit dem für Ihr Kunststoffteil gewählten Werkstoff, die notwendige Funktionalität bietet. Anhand eines Prototyps können Sie herausfinden, wie das Teil aussieht, ob es Belastungen standhält, wie formstabil es ist und wie dessen Verschleißverhalten ist. Wenn Probleme auftreten, können Sie das Design überarbeiten oder einen anderen Werkstoff auswählen, bevor Sie die Kosten für die Serienfertigung auf sich nehmen oder sogar ein suboptimales Produkt auf den Markt bringen.

Die Kunststoffauswahl kann für den Prozess und das Endprodukt ein entscheidender Faktor sein

Die Kunststoffauswahl kann für den Prozess und das Endprodukt ein entscheidender Faktor sein


In manchen Fällen, erfüllt das Kunststoffteil eine einfache Funktion und die Wahl des Werkstoffs ist kaum von Belang. Gewöhnliches, preisgünstiges und leicht zu formendes ABS oder Polypropylen können hierfür ausreichend sein. Doch oft sind die Ansprüche an Kunststoffteile heute weitaus größer. Aus diesem Grund sind tausende von technischen Kunststoffen auf dem Markt. In manchen Fällen sind Kundenanforderungen derart spezifisch, dass Kunststoffe individuell gemischt werden müssen, um den Bedürfnissen gerecht zu werden. Doch selbst bei weniger strengen Anforderungen, kann die Materialauswahl von entscheidender Bedeutung sein.


Sie können zwar zunächst Ihr Teil entwerfen und sich dann im riesigen „Kunststoff-Supermarkt“ auf die Suche nach einem geeigneten Werkstoff machen. Es gibt jedoch triftige Gründe dafür, den Kunststoff so früh wie möglich auszuwählen oder zumindest eine Vorauswahl zu treffen, möglicherweise sogar noch bevor mit dem Design begonnen wird. Wird der Kunststoff beim Design berücksichtigt, lassen sich die Entwicklungsprozesse beschleunigen, Entscheidungen leichter treffen und Überarbeitungen in späteren Prozessstadien reduzieren oder ganz vermeiden.


Natürlich ist die Funktionalität ein Hauptfaktor bei der Kunststoffauswahl. Doch auch andere Faktoren, wie die Formbarkeit, sollten berücksichtigt werden. Wenn Sie sich bereits im Voraus für einen Kunststoff entschieden haben, können Sie das Design des Teils ganz anders in Angriff nehmen. Wenn beispielsweise der von Ihnen ausgesuchte Kunststoff teuer ist, können Sie sich darauf konzentrieren, jeglichen unnötigen Materialeinsatz beim Design zu vermeiden. Wenn Sie die Festigkeit eines Kunststoffs benötigen, der in einer Form schlecht fließt – wie beispielsweise glasfaserverstärktes Nylon – dann ist besonders auf schmale Bereiche zu achten, die zu Hohlräumen oder Bindenähten führen können. Oder wenn Ihr Teil als Lager dient und die Schmierfähigkeit eines Acetalharzes wie Delrin® erfordert, können Sie das Wissen in Ihr Teildesign mit einbeziehen, dass dieser Kunststoff gegenüber zu dicken Wandstärken sehr empfindlich ist.


Natürlich sind Designentscheidungen meistens komplexer als eine einzelne funktionelle Anforderung oder eine einzelne Kunststoffeigenschaft. Frühe Entscheidungen hinsichtlich des Kunststoffs können auf einer langen Liste von Anforderungen basieren, darunter Festigkeit, Haltbarkeit, Härtegrad, Biegsamkeit, Schmierfähigkeit, elektrischer Widerstand, Medienbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Wärmetoleranz, Entflammbarkeit, Farbe, Transparenz, Umweltherausforderungen und Kosten. Zu den Formbarkeitsfaktoren können Fließeigenschaften, die Tendenz zur Abquetschung, die Ausformbarkeit der Teile und die Wahrscheinlichkeit von Verformungen oder Einsinkungen zählen. Natürlich treffen nicht all diese Eigenschaften auf jedes Teil zu. Doch es ist sinnvoll, die Anforderungen genau zu prüfen und zu ermitteln, welche auf das Teil zutreffen, um sie anschließend nach ihrer Wichtigkeit zu ordnen. Eine solche Checkliste kann dann verwendet werden, um sogar noch vor Beginn der Kostruktion die Auswahl der verwendbaren Kunststoffe einzugrenzen und möglicherweise sogar den besten Kandidaten zu identifizieren.


Nachdem der Kunststoff ermittelt wurde, kann der Design- und Spritzprozess auf die Anforderungen des Werkstoffs abgestimmt werden. Zum Beispiel:


  • Polystyren ist hart, transparent und kostengünstig, jedoch spröde, wodurch es nur eingeschränkt einsetzbar ist oder Maßnahmen zur Härtung des Kunststoffs erforderlich sind.
  • ABS ist sehr kostengünstig und schlagfest, jedoch anfällig für Einsinkungen, weshalb dicke Bereiche zu vermeiden sind.
  • LCP ist stabil und füllt dünne Merkmale gut aus, bildet jedoch schwache Bindenähte, was sowohl die Teilegeometrie als auch die Position des Angusskanals beeinflusst.
  • Nylon ist kostengünstig und stabil, führt jedoch durch die Absorption von Wasser zur Veränderung von Eigenschaften und Größe. Es ist daher nur bei einer begrenzten Zahl von Anwendungen einsetzbar.

Der Online-Kunststoffleitfaden von Protomold listet eine Auswahl an Kunststoffen, sowie ihre mechanischen Eigenschaften, ihre Formbarkeitseigenschaften sowie einige Markennamen auf.

Der Online-Kunststoffleitfaden von Protomold listet eine Auswahl an Kunststoffen, sowie ihre mechanischen Eigenschaften, ihre Formbarkeitseigenschaften sowie einige Markennamen auf.


Die Entscheidungen enden nicht unbedingt mit der Auswahl des Kunststoffs. Bei speziellen Anforderungen können diverse Additive eingesetzt werden, um die Leistungsfähigkeit des Ausgangsmaterials zu verbessern.


  • Kurzglasfasern können einen Kunststoff verstärken und Kriechverformungen bei hohen Temperaturen vermeiden. Sie können einen Kunststoff jedoch brüchiger und Verformungen beim Abkühlen des Teils wahrscheinlicher machen.
  • Langglasfasern bieten eine höhere Festigkeit und Kriechfestigkeit, können jedoch den Kunststofffluss insbesondere in dünnen Bereichen erschweren.
  • Aramidfasern (Kevlar®) erhöhen die Festigkeit, wenn auch nicht im gleichen Maße wie Glas, und sind weniger abreibend als Glas.
  • Kohlenstofffasern können einen Kunststoff verstärken und versteifen und bei der statischen Ableitung helfen. Dieses Additiv ist jedoch teuer und kann zu Verformungen führen.
  • Edelstahlfasern werden in elektrischen Gehäusen zur Verringerung von elektromagnetischen und Hochfrequenzstörungen eingesetzt.
  • Mineralische Füllstoffe – Talkum oder Ton – können den Härtegrad erhöhen, sowie Kosten und Verformungen reduzieren.
  • Glasperlen und Glimmerplättchen dienen zum Versteifen und zum Reduzieren von Verformungen und Schwindungen, sind jedoch eventuell schwer einzuspritzen.
  • PTFE (Teflon®) und Molybdändisulfid sind Trockenschmierstoffe, die wie Graphit funktionieren und Kunststoffteile selbstschmierend machen können.
  • UV-Inhibitoren helfen dabei, Materialzerfall in Außenanwendungen zu vermeiden.

Die Mitarbeiter unseres technischen Kundendienstes beantworten unter der Rufnummer +49 6261 6741 768 zwar jederzeit gerne Ihre Fragen. Sie sind jedoch keine Kunststoffspezialisten. Wir können grundlegende Fragen beantworten, für detaillierte Informationen zu Standardkunststoffen oder individuellen Mischungen verweisen wir Sie jedoch gerne an spezialisierte Ressourcen. Die endgültige Entscheidung zur Kunststoffauswahl für eine bestimmte Anwendung liegt bei Ihnen.


Informationen zu Kunststoffen, die Protomold vorrätig hat und Links zu Anbieter-Websites finden Sie auf unserer Materialseite. Detailliertere Informationen zu Kunststoffen und ihren Eigenschaften finden Sie auf den Webseiten PolyOne und RTP Plastics.


Unsere Protomold Kunststoffanleitung ansehen.


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