Nachstehend finden Sie eine einfache Anleitung zur Materialauswahl
1. Schritt: Bestimmung der Anwendung
2. Schritt: Metall oder Kunststoff
Wichtig ist zu berücksichtigen, ob das Teil kunststoffgerecht konstruiert werden kann. Ob Metalle oder Kunststoffe für ein bestimmtes Teil zum Einsatz kommen können, hängt u.a. von folgenden Kriterien ab:
- Einsatztemperatur
- Dämpfungsverhalten
- Deformationsverhalten
- Korrosionsschutz
- Selbstschmierung
Um keine wichtigen Eigenschaften oder Designkomponenten zu übersehen, sollte anhand einer Checkliste systematisch abgeklärt werden, ob ein Kunststoff zum Einsatz kommen kann oder doch Metalle weiterhin verwendet werden sollten. Ein 1:1 Austausch ist ohne Berücksichtigung der unterschiedlichen Materialeigenschaften selten sinnvoll.
3. Schritt: Bestimmung der Einsatzumgebung
Es ist wichtig die Konditionen, in denen sich das Teil bewähren muss zu definieren. Dazu gehören:
- Raum- und / oder Außentemperatur
- die Luftfeuchtigkeit
- ob der Einsatz in oder außerhalb von Wasser stattfindet
- ist die Komponente Chemikalien ausgesetzt
- muss die Anwendung UV-Einstrahlung, andere Strahlen oder Bewitterung aushalten
-
Dimensionsstabilität und Toleranzen
Nach Bestimmung der Einsatzumgebung erstellen Sie eine Tabelle in der Sie die Umweltbedingungen nach Priorität absteigend, mit den jeweiligen Daten versehen.
4. Bestimmung der Eigenschaftengruppen
5. Bestimmung der Eigenschaften
6. Technische Materialauswahl
Erstellen Sie eine Matrix, in der Sie die Daten aus den Tabellen in die erste vertikalen Spalte eintragen, wieder die wichtigste an erster Stelle. Als Überschriften der Spalten, tragen Sie die Materialien ein, von denen Sie glauben, sie könnten für Ihre Anwendung relevant sein. Konsultieren Sie die Datenblätter dieser Materialien und tragen Sie die dort angeführten Werte pro Eigenschaft ein.
Achtung! Leicht fließende, niedrigviskose Polymere sind für die Herstellung von Halbzeugen generell nicht geeignet, sondern finden Ihren Einsatz nur im Spritzgussverfahren. Achten Sie darauf, dass Sie aus den Datenblättern der Rohmaterialhersteller nur hochviskose, extrudierbare Typen für Ihre Materialauswahl heranziehen!
Für die Herstellung von Halbzeugen sind Spritzgusstypen generell nicht verwendbar, Sie werden sehen, dass bereits bei der ersten Zeile der Matrix viele der Materialien für Ihre Anwendung als unbrauchbar ausscheiden. Füllen Sie so viele Eigenschaften ein, bis idealerweise nur noch eine Handvoll Optionen übrig bleiben.
7. Einengung der Materialauswahl
Nach der technischen Auswahl sollten folgende Kriterien noch in Ihre Überlegungen einfließen:
- Verfügbarkeit ab Lager oder nur auf Auftrag mit Minimummengen
- Lieferzeit
- Größe
- Form (Vollstab, Platte, Hohlstab, Profil, Folie etc.)
- Farbe
- Normen und Zertifikate
- Rückverfolgbarkeit
- u.a.m.
8. Kommerzielle Materialauswahl
9. Notwendige Tests
Zusätzliche Tipps zur Materialauswahl
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Materialauswahl ist die Größe des Materials. Die Größe wird immer wichtiger, je größer die gewünschten Kunststoffteile werden. Während Stäbe mit kleinem Durchmesser in der Regel genauso geliefert werden, wie sie bestellt wurden, sind Stäbe mit größerem Durchmesser überdimensioniert, so dass sie auf ihre genaue Größe zugeschnitten werden können.
Bei der Auswahl des Materials ist zu beachten, dass die Abmessungen und Toleranzen bei den verschiedenen Kunststoffen unterschiedlich sind.
Vorteile für den Einsatz von Kunststoffen
Kunststoffe werden in immer stärkerem Maße als Ersatz für Werkstoffe wie Edelstahl, Aluminium, NE-Metalle, Holz, Glas und Keramik eingesetzt. Einige der häufigsten Gründe für die Umstellung auf Kunststoffe sind:
- Gewichtseinsparung “Weight out – Cost out”
- Wirtschaftlicher zu verarbeiten als Metalle
- Designvielfalt in Formgebung und konstruktive Umsetzung
- Funktionsintegration
- Reduzierung von Einzelteilen in Baugruppen
- Notwendigkeit der Schmierung entfällt
- Längere Lebensdauer von Teilen
- Geringerer Verschleiß an Flächen von Kontaktteilen
- Höhere Geschwindigkeit gepaart mit geringerem Energiebedarf für den Betrieb von Anlagen
- Geringere Stillstandzeiten und dadurch höhere Produktivität
- Korrosionsbeständigkeit und Reaktionsträgheit
- Einsparungen bei Wartung und Reparatur
In Anbetracht der Vielzahl verschiedenster Kunststoffe, die derzeit erhältlich sind, kann die Auswahl eines passenden Werkstoffs ein schwieriges Unterfangen sein. Es gibt kein besseres Material, nur das richtige für eine gegebene Anwendung.
Anleitung & Inhalte zur Materialauswahl erstellt von KommR Mag. Nick Kraguljac. Alle Rechte vorbehalten.
