Was ist Kunststoffverarbeitung? Ein umfassender Leitfaden zu Arten und Merkmalen

Kunststoff ist heute eines der am häufigsten verwendeten industriellen Materialien. Er findet sich in einer Vielzahl von Produkten, von Behältern und Küchenutensilien bis hin zu Spielzeug, Elektronikgehäusen, Autoinnenräumen und sogar Baumaterialien. Angesichts der umfangreichen Anwendungsmöglichkeiten ist es wichtig, die verschiedenen Arten und Verarbeitungsmethoden von Kunststoffen zu verstehen. In diesem Artikel tauchen wir tief in die Welt der Kunststoffverarbeitung ein und untersuchen die verschiedenen Arten und Verfahren.

Example of mechanical parts in transparent resin

Arten und Anwendungen von Kunststoffmaterialien

Kunststoffe lassen sich grob in zwei Arten einteilen: Thermoplaste und Duroplaste. Thermoplastische Kunststoffe erweichen bei Erwärmung und können daher wiederholt geformt werden. Duroplastische Kunststoffe hingegen werden bei Wärme zunächst weich, härten aber bei weiterer Erwärmung dauerhaft aus, so dass sie nur einmal formbar sind.

Es gibt zahlreiche Arten von Kunststoffen, jeder mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen. Im Folgenden werden einige der gebräuchlichsten Arten und ihre Verwendungszwecke beschrieben.

KunststofftypNameMerkmaleAnwendungsbeispiele
Thermoplastischer KunststoffPolyethylen (PE)Leicht, Eigenschaften variieren nach MolekulargewichtVerpackungsmaterialien, Haushaltswaren
Polypropylen (PP)Geringstes GewichtDinge des täglichen Bedarfs, Container
Polystyrol (PS)Schwach gegen Hitze und Stöße, leicht zu färbenMaterialien für Kunststoffmodelle, Dinge des täglichen Bedarfs, Automobile
ABS Kunststoff (ABS)Hohe Festigkeit, hervorragende Steifigkeit und SchlagfestigkeitElektrische Geräte, Kraftfahrzeuge
Polymethylmethacrylat (PMMA)Hohe TransparenzOptische Bauteile, Automobile
Polyvinylalkohol (PVA)Sehr hydrophilKlebstoffe, Tenside
Polyvinylchlorid (PVC)Verschiedene Typen von hart bis weichBaumaterialien, Landwirtschaft, Dinge des täglichen Bedarfs
Polyacetal (POM)Weniger anfällig für Reibung, Hervorragend geeignet für wiederholte BelastungenBauteile, Konstruktionsrohre
Polytetrafluorethylen (PTFE)Hochgradig resistent gegen Wasser und ÖlBaumaterialien, Haushaltswaren
Duroplastische HarzePhenolharz (PF)PreiswertBauteile für Maschinen, Kraftfahrzeuge
Epoxidharz (EP)Hervorragende Haftung und FestigkeitElektrische Geräte, Baumaterialien, Farbstoffe

Methoden der Kunststoffverarbeitung

Kunststoffe können mit verschiedenen Methoden verarbeitet werden. Hier sind die drei wichtigsten Arten der Kunststoffverarbeitung:

    1. Formgebende Verarbeitung

Bei Formgebungsverfahren wie Gießen wird geschmolzener Kunststoff in Formen gespritzt, wo es abkühlt und sich verfestigt. Es ist ideal für die Massenproduktion, da dieselbe Form wiederverwendet werden kann. Zu den gängigen Techniken gehören Spritzgießen, Extrusionsformen, Blasformen und Formpressen.

      1. Spanende Bearbeitung

 

Bei diesem Verfahren wird verfestigter Kunststoff mit Hilfe von Maschinen geformt. Es wird häufig für spezielle Verarbeitungen verwendet oder wenn mehrere Prototypen benötigt werden. Zu den Techniken gehören die Drehbearbeitung, bei der rotierendes Kunststoffmaterial mit Schneidwerkzeugen geformt wird, und das Fräsen, bei dem rotierende Werkzeuge in das Harz schneiden.

Vorteile und Nachteile von Kunststoffbauteilen

 

Kunststoffe bieten mehrere Vorteile gegenüber anderen Materialien wie Metallen:

      • Vielseitige Verarbeitungsmethoden: Kunststoffe können auf verschiedene Weise verarbeitet werden, um unterschiedlichen Fertigungsanforderungen gerecht zu werden.

      • Geringes Gewicht: Kunststoffe sind wesentlich leichter als Metalle und daher ideal für Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt.

      • Ausgezeichnete elektrische Isolierung: Kunststoffe werden aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaften häufig für elektrische Bauteile verwendet.

      • Korrosionsbeständigkeit: Im Gegensatz zu Metallen rosten oder korrodieren Kunststoffe nicht und sind daher für raue Umgebungen geeignet.

      • Hohe thermische Isolierung: Kunststoffe haben eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, was bei Wärmedämmungsanwendungen hilfreich ist. 

 

Allerdings haben Kunststoffe auch einige Nachteile:

          • Geringe Hitzebeständigkeit: Die meisten Kunststoffe können hohen Temperaturen nicht standhalten, was ihre Verwendung in bestimmten Anwendungen einschränkt.

          • Geringe mechanische Festigkeit: Kunststoffe sind im Allgemeinen nicht so widerstandsfähig wie Metalle, was in stark beanspruchten Umgebungen ein Nachteil sein kann.
          • Elektrostatische Aufladung: Kunststoffe können leicht statische Elektrizität ansammeln.
          • Sprödigkeit: Kunststoffe können unter Belastung reißen oder brechen, insbesondere bei kälteren Temperaturen.
          • Nicht biologisch abbaubar: Die meisten Kunststoffe zersetzen sich nicht auf natürliche Weise, was ein Problem für die Umwelt darstellt.

Technische Kunststoffe: Überwindung der Schwächen von Standardkunststoffen

Wie bereits erwähnt, haben Standardkunststoffe Einschränkungen wie geringe Wärmebeständigkeit und mechanische Festigkeit, die ihre Verwendung unter extremen Bedingungen einschränken. Um diese Probleme zu lösen, wurden technische Kunststoffe entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen können diese Materialien Temperaturen von über 100 °C standhalten und behalten ihre Integrität. Einige fortschrittliche Versionen, die so genannten Super Engineering Plastics, können sogar Temperaturen von über 150 °C standhalten.

Technische Kunststoffe sind in der Industrie weit verbreitet, z. B. in Bauteilen für die Automobilindustrie, in elektronischen Komponenten, in der Robotik und in der Luft- und Raumfahrt. Mit den laufenden Fortschritten werden auch umweltfreundliche technische Kunststoffe entwickelt, die der Branche eine glänzende Zukunft versprechen.

Fazit

 

Kunststoffe sind aus Erdöl hergestellte Polymere, die auf vielfältige Weise verarbeitet werden können. Berücksichtigen Sie bei der Verarbeitung von Kunststoffen die Vor- und Nachteile von Kunststoffen und wählen Sie die für Ihren Zweck geeignete Verarbeitungsmethode.
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