Aktualisiert 09.25, Veröffentlicht am 09.25

Wie man das richtige Kunststoffmaterial für Spritzgussteile auswählt

Wie man das richtige Kunststoffmaterial für spritzgegossene Teile auswählt

Die Wahl des richtigen Kunststoffmaterials ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Entwicklung eines individuellen Kunststoffteils. Die Materialauswahl beeinflusst Festigkeit, Haltbarkeit, Temperaturbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Aussehen, Maßhaltigkeit, Fertigbarkeit und Gesamtkosten.

Es gibt kein einzelnes Kunststoffmaterial, das für jede Anwendung geeignet ist. Die richtige Wahl hängt von der Funktion des Produkts, der Betriebsumgebung, den Designanforderungen, dem Produktionsprozess und den Zielkosten ab.

Bei Akinotek wird die Materialauswahl gemeinsam mit Produktdesign, DFM, Formenentwicklung, Spritzguss und den Anforderungen der Endanwendung betrachtet.

1. Verstehen Sie die Anwendung des Teils

Der erste Schritt besteht darin, zu verstehen, wie das Kunststoffteil verwendet wird.

Berücksichtigen Sie Fragen wie:

Wird das Teil eine mechanische Last tragen?
Wird es Stößen oder Vibrationen ausgesetzt sein?
Bei welcher Temperatur wird es betrieben?
Wird es mit Chemikalien, Ölen oder Reinigungsmitteln in Kontakt kommen?
Wird es Sonnenlicht oder Außenbedingungen ausgesetzt sein?
Muss es flexibel oder starr sein?
Ist elektrische Isolierung erforderlich?
Ist das Aussehen wichtig?

Zum Beispiel könnte ein dekoratives Elektronikgehäuse Aussehen und Dimensionsstabilität priorisieren, während eine Automobilkomponente höhere Hitzebeständigkeit und mechanische Festigkeit erfordern könnte.

2. Mechanische Anforderungen berücksichtigen

Verschiedene Kunststoffe bieten unterschiedliche Kombinationen von Festigkeit, Steifigkeit, Schlagzähigkeit, Härte und Flexibilität.

Gängige Materialoptionen sind:

ABS

ABS wird häufig für Gehäuse, Abdeckungen, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und andere Produkte verwendet, die ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Schlagzähigkeit, Aussehen und Kosten erfordern.

PC

Polycarbonat bietet hohe Schlagzähigkeit und gute Maßhaltigkeit. Es wird oft für Schutzabdeckungen, transparente Komponenten, Elektronikgehäuse und Produkte in Betracht gezogen, die eine höhere Zähigkeit erfordern.

PP

Polypropylen ist leichtgewichtig und bietet gute Chemikalienbeständigkeit und Ermüdungsleistung. Es wird häufig für Behälter, Innenbauteile, Haushaltsprodukte und Filmscharniere verwendet.

PA / Nylon

Nylon bietet gute mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Es kann für Zahnräder, Strukturbauteile, Maschinenteile und andere Anwendungen verwendet werden, die technische Leistung erfordern.

POM

POM, auch bekannt als Acetal, bietet gute Maßhaltigkeit, niedrige Reibung und Verschleißfestigkeit. Es wird häufig für Zahnräder, Buchsen, Gleitelemente und Präzisionsbauteile verwendet.

TPE

TPE ist eine flexible Materialfamilie, die gummiartige Eigenschaften bieten kann. Sie wird häufig für Griffe, Dichtungen, Soft-Touch-Komponenten und umspritzte Teile verwendet.

3. Temperaturanforderungen prüfen

Die Betriebstemperatur ist ein weiterer wichtiger Aspekt.

Ein Kunststoffteil, das in der Nähe einer Wärmequelle verwendet wird, kann ein Material mit höherer Temperaturbeständigkeit erfordern als ein Standard-Verbraucherprodukt. Temperaturänderungen können auch die Maßhaltigkeit und die mechanische Leistung beeinflussen.

Bei der Auswahl eines Materials sollten sowohl die Dauerbetriebstemperatur als auch die kurzzeitige Temperaturexposition berücksichtigt werden.

Für elektronische Produkte, Automobilkomponenten, Haushaltsgeräte und Industrieanlagen sollte dieser Faktor bereits in der frühen Designphase bewertet werden.

4. Chemische und umgebungsbedingte Beständigkeit berücksichtigen

Kunststoffteile können mit Folgendem in Kontakt kommen:

Öle und Schmierstoffe
Reinigungschemikalien
Waschmittel
Wasser und Feuchtigkeit
Lösungsmittel
Witterungsbedingungen im Freien

Ein Material, das in einer Laborumgebung gute Leistung erbringt, ist möglicherweise nicht für eine bestimmte chemische oder umgebungsbedingte Situation geeignet.

Bei Produkten, die Chemikalien oder Feuchtigkeit ausgesetzt sind, sollte daher die Materialverträglichkeit bewertet werden, bevor das Design finalisiert wird.

5. Aussehen und Oberflächenbeschaffenheit

Bei sichtbaren Kunststoffteilen beeinflusst die Materialauswahl auch das endgültige Aussehen.

Das erforderliche Aussehen kann Folgendes umfassen:

Glänzende Oberfläche
Matte Textur
Transparentes oder durchscheinendes Aussehen
Individuelle Farbe
Lackierte Oberfläche
Beschichtete Oberfläche
Soft-Touch-Oberfläche
Werkzeugtextur

Zum Beispiel wird ABS häufig für Produkte ausgewählt, die attraktive formgepresste Oberflächen erfordern, und kann auch verschiedene Nachbearbeitungsoptionen unterstützen.

Das Material sollte zusammen mit der Werkzeugoberflächenbeschaffenheit, der Textur, der Wandstärke, der Angusslage und dem Spritzgießprozess betrachtet werden.

6. Formbarkeit und Teilekonstruktion berücksichtigen

Ein Material kann die funktionalen Anforderungen erfüllen, erfordert jedoch dennoch Konstruktionsanpassungen für ein erfolgreiches Spritzgießen.

Die Materialauswahl kann beeinflussen:

Schwindung
Verzug
Fließverhalten
Kühlanforderungen
Wandstärke
Rippenkonstruktion
Entformungsschräge
Angusskonstruktion
Werkzeugkonstruktion

Deshalb sollte die Materialauswahl nicht als isolierte Einkaufsentscheidung behandelt werden.

Eine DFM-Überprüfung kann potenzielle Fertigungsprobleme identifizieren, bevor die Werkzeugherstellung beginnt.

7. Leistung und Kosten ausbalancieren

Hochleistungs-Engineering-Kunststoffe sind nicht immer notwendig.

Die Verwendung eines teuren Materials, wenn ein Standardmaterial bereits die Produktanforderungen erfüllt, kann die Gesamtteilekosten erhöhen, ohne einen nennenswerten Nutzen zu bieten.

Andererseits kann die Auswahl eines kostengünstigen Materials, das der tatsächlichen Betriebsumgebung nicht standhält, zu vorzeitigem Ausfall und später höheren Kosten führen.

Ein praktischer Materialauswahlprozess sollte Folgendes ausbalancieren:

Leistung + Fertigbarkeit + Verfügbarkeit + Aussehen + Kosten

Leitfaden zur Kunststoffmaterialauswahl

Material	Hauptmerkmale	Häufige Anwendungen
ABS	Gute Schlagfestigkeit, Erscheinungsbild, Kostenbalance	Elektronikgehäuse, Haushaltsgeräte, Abdeckungen
PC	Hohe Schlagfestigkeit, Zähigkeit	Schutzabdeckungen, Elektronik, transparente Teile
PP	Leicht, chemikalienbeständig, ermüdungsbeständig	Behälter, Haushaltsgeräte, Automobilteile
PA/Nylon	Festigkeit, Verschleißfestigkeit	Zahnräder, mechanische Teile, Strukturkomponenten
POM	Geringe Reibung, Verschleißfestigkeit, Dimensionsstabilität	Zahnräder, Buchsen, Präzisionsteile
TPE	Flexibel, gummiartiges Gefühl	Dichtungen, Griffe, Soft-Touch-Teile

Die Materialauswahl sollte vor der Werkzeugherstellung beginnen

Die Auswahl des Kunststoffmaterials, nachdem das Formdesign bereits abgeschlossen ist, kann unnötige technische Änderungen verursachen.

Idealerweise sollte die Materialauswahl während der Produktentwicklung und der DFM-Phase überprüft werden. Das Engineering-Team kann die Anwendung, die Bauteilgeometrie, das erwartete Produktionsvolumen, das Erscheinungsbild, die Materialeigenschaften und die Formanforderungen bewerten, bevor das Werkzeugdesign finalisiert wird.

Bei Akinotek unterstützen wir Kunden vom Produktdesign und DFM über die Formenentwicklung, den Spritzguss, die Montage bis hin zur Serienproduktion. Dadurch kann die Materialauswahl als Teil des gesamten Fertigungsprozesses betrachtet werden.

Individuelle Kunststoffteile und Materialauswahl von Akinotek

Wenn Sie ein neues Kunststoffprodukt entwickeln, ist die Auswahl des richtigen Materials ein wichtiger Schritt, bevor Sie mit der Herstellung der Spritzgussform beginnen.

Akinotek kann Ihnen dabei helfen, Ihre CAD-Dateien, Zeichnungen, Anwendungsanforderungen, Materialpräferenzen, Oberflächenbeschaffenheit, Produktionsmenge und Zielkosten zu bewerten, um einen geeigneten Fertigungsansatz zu bestimmen.

Senden Sie uns Ihre Produktzeichnungen oder 3D-CAD-Dateien, und unser Engineering-Team kann das Projekt prüfen und Empfehlungen für die Auswahl von Kunststoffmaterialien, DFM, Werkzeugbau und Spritzgussproduktion geben.

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