Technische Kunststoffe spielen in der modernen Industrie eine zentrale Rolle, da sie vielseitig einsetzbar sind und die Herstellung belastbarer, leichter und individuell angepasster Bauteile ermöglichen. Sie werden in zahlreichen Branchen eingesetzt – vom Maschinenbau bis zur Automobilindustrie, von der Elektronik bis zur Lebensmittelindustrie – und bieten Alternativen zu herkömmlichen Werkstoffen für spezifische Fertigungsanforderungen.

Zu den in der industriellen Bearbeitung am häufigsten verwendeten Werkstoffen zählen Nylon (PA), POM-C, Delrin® (POM-H) und Teflon® (PTFE), die sich jeweils durch unterschiedliche mechanische, thermische und chemische Eigenschaften auszeichnen. Die Wahl hängt von den Einsatzbedingungen, den zu erwartenden Belastungen und den Anforderungen an das fertige Bauteil ab.

Grundsätzlich werden Kunststoffe in drei große Gruppen unterteilt: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Thermoplaste lassen sich durch Erwärmen erweichen und anschließend abkühlen, um die gewünschte Form zu erhalten. Duroplaste hingegen bilden beim Aushärten eine vernetzte Struktur und können nicht wie Thermoplaste erneut aufgeschmolzen werden. Elastomere zeichnen sich durch ihre hohe Elastizität und die Fähigkeit aus, nach einer Verformung in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren.

Im Bereich der technischen Kunststoffe für die mechanische Bearbeitung spielen thermoplastische Polymere eine besonders wichtige Rolle bei der Herstellung kundenspezifischer Industriebauteile.

Nylon (PA), POM-C, Delrin und Teflon: die wichtigsten technischen Kunststoffe

Die Auswahl technischer Kunststoffe erfordert fundierte Kenntnisse der Eigenschaften der einzelnen Werkstoffe. Zu den in industriellen Anwendungen am häufigsten eingesetzten gehören:

• Nylon (PA – Polyamid): ein thermoplastischer Werkstoff mit guter mechanischer Festigkeit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. Er wird für Zahnräder, Buchsen, Rollen, Führungen und mechanische Bauteile verwendet, die Belastungen und wiederholten Bewegungen ausgesetzt sind. Seine Eigenschaften können je nach verwendetem Polyamidtyp, etwa PA6 oder PA66, variieren.
• POM-C (Polyacetal-Copolymer): ein technischer Werkstoff, der für seine hohe Maßhaltigkeit, die geringe Feuchtigkeitsaufnahme und die guten Gleiteigenschaften geschätzt wird. Dank seiner guten Zerspanbarkeit wird er für mechanische Präzisionsbauteile, Abstandshalter, Träger, Führungen sowie Dreh- und Frästeile eingesetzt.
• Delrin® (POM-H): Der zur Familie der Polyacetale gehörende thermoplastische Homopolymer-Werkstoff zeichnet sich durch hohe Steifigkeit, gute mechanische Festigkeit und ausgezeichnete Zerspanbarkeit aus. Im Vergleich zu POM-C weist er einige Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften auf, die ihn besonders für Zahnräder, Buchsen, Komponenten der Fördertechnik und mechanische Teile unter wiederkehrender Belastung geeignet machen können.
• Teflon® (PTFE – Polytetrafluorethylen): ein Fluorpolymer, das für seinen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten, seine hohe Chemikalienbeständigkeit und seine hervorragenden elektrischen Isoliereigenschaften bekannt ist. PTFE wird für Dichtungen, Dichtringe, Buchsen, Isolatoren und Bauteile verwendet, die für chemisch aggressive Umgebungen oder Anwendungen mit hoher Temperaturbeständigkeit bestimmt sind.

Neben diesen Werkstoffen kommen auch weitere technische Polymere wie PVC, PET, PC (Polycarbonat), PE (Polyethylen) und PEEK zum Einsatz, die je nach spezifischen Fertigungsanforderungen ausgewählt werden.

Technische Kunststoffe: Eigenschaften und Merkmale

Die Kenntnis der Eigenschaften technischer Kunststoffe ist entscheidend, um für jede Anwendung den am besten geeigneten Werkstoff zu finden. Einer der wichtigsten Aspekte ist die mechanische Festigkeit, die bestimmt, inwieweit ein Bauteil Lasten, Druck und Belastungen standhalten kann, ohne seine Funktion einzubüßen.

Nylon (PA) wird beispielsweise besonders wegen seiner Zähigkeit und Verschleißfestigkeit geschätzt, während POM-C und Delrin® häufig dann gewählt werden, wenn Maßgenauigkeit, Steifigkeit und gute Gleiteigenschaften gefordert sind. Zu beachten ist jedoch, dass Nylon Feuchtigkeit aufnehmen kann, was zu Maßänderungen führen kann, während Polyacetale in der Regel eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen.

Eine weitere grundlegende Eigenschaft ist die Temperaturbeständigkeit. In industriellen Anwendungen mit anspruchsvollen thermischen Bedingungen kommen spezielle Werkstoffe zum Einsatz, etwa PTFE, das eine gute Stabilität bei hohen Temperaturen bietet, oder PEEK, das sich für Hochleistungsanwendungen eignet.

Auch die dielektrischen Eigenschaften spielen in der Elektrotechnik und Elektronik eine wichtige Rolle. Werkstoffe wie Teflon (PTFE) können dank ihres hohen elektrischen Widerstands für die Herstellung von Isolierbauteilen verwendet werden.

Bei Anwendungen mit Reibung und ständiger Bewegung sind dagegen der Reibungskoeffizient und die Verschleißfestigkeit ausschlaggebend. In diesen Fällen ermöglichen Werkstoffe wie Nylon, POM-C, Delrin und PTFE die Herstellung von Bauteilen für Gleit-, Förder- und Antriebssysteme.

Schließlich ist die Chemikalienbeständigkeit ein grundlegendes Kriterium bei der Auswahl von Werkstoffen für aggressive Umgebungen. PTFE ist insbesondere mit zahlreichen Chemikalien verträglich, während POM-C eine gute Beständigkeit gegenüber verschiedenen Medien aufweist, die jeweils anhand der konkreten Einsatzbedingungen zu prüfen ist.

Technische Kunststoffe: die wichtigsten Anwendungsbereiche

Technische Kunststoffe werden in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt, da sie geringes Gewicht, Festigkeit und präzise Bearbeitbarkeit miteinander verbinden.

Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

• Maschinenbau: Herstellung von Zahnrädern, Buchsen, Abstandshaltern, Führungen, Rollen und Bauteilen für Maschinen und Fördersysteme. Werkstoffe wie Nylon, POM-C und Delrin ermöglichen die Fertigung von Teilen mit spezifischen Festigkeits- und Gleiteigenschaften.
• Elektrotechnik und Elektronik: Herstellung von Trägern, Isolatoren, Abstandshaltern und technischen Bauteilen für elektrische Geräte und Anlagen aus Werkstoffen mit für die Anwendung geeigneten dielektrischen Eigenschaften.
• Automobilindustrie und Verkehr: Einsatz technischer Kunststoffbauteile, um das Gewicht bestimmter Systeme zu reduzieren und Teile herzustellen, die mechanischen Belastungen, Vibrationen und Verschleiß standhalten.
• Lebensmittel- und Pharmaindustrie: Herstellung von Führungen, Trägern, Förderkomponenten und Teilen für Produktionslinien. In diesen Bereichen ist es entscheidend, Werkstoffe und Rezepturen zu wählen, die den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entsprechen.
• Chemische Industrie: Einsatz chemikalienbeständiger Werkstoffe wie PTFE für Dichtungen, Dichtelemente und Teile für Industrieanlagen.
• Industrielle Automatisierung: Herstellung kundenspezifischer Bauteile für automatisierte Maschinen, Fördersysteme und Montagelinien, bei denen Maßgenauigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

Kundenspezifische Bearbeitung technischer Kunststoffe

Neben der Werkstoffauswahl ist die Möglichkeit einer mechanischen Präzisionsbearbeitung ein entscheidender Faktor, um Bauteile zu erhalten, die den Projektvorgaben entsprechen.

Werkstoffe wie Nylon (PA), POM-C, Delrin und Teflon (PTFE) können gefräst, gedreht, gebohrt und CNC-bearbeitet werden, sodass technische Teile mit unterschiedlichen Geometrien und Abmessungen gefertigt werden können.

Die Bearbeitungsparameter müssen auf die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Polymers abgestimmt werden, um maßgenaue Bauteile zu erhalten und das Risiko von Verformungen oder Oberflächenfehlern zu verringern.

Isolmax stellt seine Erfahrung in der Bearbeitung technischer Kunststoffe und Verbundwerkstoffe zur Verfügung und fertigt kundenspezifische Bauteile auf Grundlage technischer Zeichnungen und der Anforderungen seiner Kunden.

Dank seiner Werkstoffkompetenz, des Einsatzes von CNC–Bearbeitungstechnologien und der Möglichkeit, technische Sonderteile nach Maß zu fertigen, unterstützt Isolmax Industrieunternehmen bei der Herstellung zuverlässiger Bauteile, die sich passgenau in ihre jeweiligen Produktionssysteme einfügen.