Welcher Kunststoff passt für unser Vorhaben?

In den letzten Beiträgen hatten wir Sie ein wenig über die verschiedenen Eigenschaften der Kunststoffe informiert, die für den Kunststoffguss in Frage kommen. Sicher werden für die meisten Bauteile Standardkunststoffe benutzt, die jedem Kunststoffgießer bekannt sind.

Er kennt das Verhalten bei Hitze, unter Druck oder unter Zug. Dennoch müssen für jeden neuen Auftrag alle Anforderungen an das Bauteil geprüft werden. Dies geschieht in Standardprozessen und klar geregelten Abläufen, damit sich keine Fehler in die Routine einschleichen. Besonderes Augenmerk muss auf mögliche Grenzwerte gelegt werden, die in Ausnahmefällen auftreten können. Viele Kunststoff-Gussteile werden schließlich für Funktionen und Aufgaben verwendet, in denen ein Ausfall kritische Folgen bis hin zur Gefährdung von Menschenleben nach sich ziehen können. Daher führen wir hier für Sie noch einige Aspekte an, die für uns und unsere Auftraggeber entscheidende Bedeutung haben können.

Die maximale kurzfristige Gebrauchstemperatur des Kunststoffs

Diese Angabe wird meist in Bezug auf die Formbeständigkeit angewendet, die ein Kunststoff einer Wärmequelle entgegensetzen kann. Die sogenannte Wärmeformbeständigkeit bezieht sich aber auch auf das Erreichen des Schmelzpunktes für den Kunststoff. Dieser Wert liegt naturgemäß etwas höher. Andere Kunststoffe wie die amorphen Polymere schmelzen nicht, verlieren aber mit dem Erreichen des sogenannten Glasübergangs ihre Belastbarkeit. Die maximale kurzfristige Gebrauchstemperatur einer Anwendung muss jedenfalls deutlich unter den hier genannten Belastungsgrenzen liegen.

Kriechfestigkeit von Kunststoff

Noch schwieriger zu ermitteln ist die Kriechfestigkeit eines Werkstoffs. Darunter verstehen wir das Verhalten des Kunststoffs unter ständiger Belastung. Je nachdem, wie viel Zug oder Spannung auf ein Werkstück ausgeübt wird, kann der Kunststoff über einen gewissen Zeitraum hinweg Reaktionen zeigen. Diese richten sich nach dem speziellen Aufbau des Kunststoffs und können sich in einer langsamen Dehnung oder auch einem Bruch äußern. Kompliziert wird die Berechnung erst recht, wenn unterschiedliche Temperatureinflüsse auf den Werkstoff oder das Bauteil einwirken.

Jedes Material, das äußeren Einflüssen wie z.B. der Witterung oder ganz einfach dem Sauerstoff ausgesetzt ist, zeigt mit der Zeit Alterungserscheinungen. Diese Alterungserscheinungen haben jedenfalls Einfluss auf die Stabilität, Formbeständigkeit und damit die Funktionstüchtigkeit. Der jeweils zu berechnende Zeitfaktor ändert sich aber auch unter dem Einfluss wechselnder Temperaturen. Der Wert, der diese Eigenschaft misst, wird als relativer Temperaturindex bezeichnet (RTI).

Der RTI wird in einer Reihe komplexer Untersuchungen gemessen, für die es natürlich Speziallabore gibt. In diesen Tests werden zunächst die Basiseigenschaften gemessen und die Proben dann unter unterschiedlichen Temperaturen künstlich gealtert. Wenn die verschiedenen Basiseigenschaften wie die Zugfestigkeit unter 50% gefallen sind, spricht man vom Ausfallpunkt.