In der modernen Welt sind Kunststoffe nicht nur in vielen Industriezweigen unverzichtbar, sondern auch aus dem alltäglichen Leben nicht wegzudenken.
Um die Vielzahl an Produkten zu fertigen und ihnen die Eigenschaften zu verleihen, die sie benötigen, ist die Kunststoffbearbeitung ein entscheidender Schritt.
In diesem Überblick zeigen wir Ihnen einige Verfahren der Kunststoffbearbeitung und werfen einen Blick auf Kunststoffarten, die wir bearbeiten können.
Inhalt:
Verfahren in der Kunststoffbearbeitung
Zu den am häufigsten eingesetzten Verfahren, um Kunststoffe zu bearbeiten, zählt der Spritzguss. Dabei wird Kunststoff geschmolzen und anschließend unter Druck in eine Form eingespritzt. Der flüssige Kunststoff verteilt sich in der Form und kühlt darin aus. Während er sich wieder verfestigt, nimmt er die Form der Spritzgussform an.
Der Spritzguss eignet sich vor allem für die Massenproduktion von Kunststoffteilen, die präzise und passgenaue Formen erfordern oder komplexe Geometrien haben.
Daneben gibt es in der Kunststoffbearbeitung das Thermoformen. Bei diesem Verfahren wird eine Kunststoffplatte erhitzt und über eine Form gezogen. Dadurch nimmt der Kunststoff die Kontur der Form an. Verpackungen, Behälter und Gehäuse werden oft auf diese Weise hergestellt.
Kurzvideo:
Die computergesteuerte CNC-Bearbeitung ermöglicht, Kunststoffteile präzise zu schneiden und zu formen. In der Kunststoffbearbeitung findet das Verfahren hauptsächlich für die Produktion von Prototypen und Kleinserien Anwendung.
Das Kunststoffschweißen wiederum wird verwendet, um Kunststoffteile miteinander zu verbinden. Dazu werden die beiden Bauteile so erhitzt, dass ihre Oberflächen schmelzen. Nach dem Zusammenfügen härtet der Kunststoff aus und die Bauteile sind untrennbar miteinander verbunden. Rohre oder Tanks werden zum Beispiel auf diese Weise gefertigt.
Kunststoffarten und ihre Bearbeitung
Wie Sie wissen, gibt es eine enorme Vielzahl an Kunststoffen. Tatsächlich sind es mehrere tausend verschiedene Arten. Dabei kennzeichnet sich jeder Kunststoff durch spezifische chemische und physikalische Eigenschaften. Sie machen es notwendig, unterschiedliche Bearbeitungsmethoden einzusetzen. Nicht jeder Werkstoff eignet sich also für jedes Verfahren der Kunststoffbearbeitung. Andererseits können einige Kunststoffe auch in mehreren Verfahren bearbeitet werden.
Hier ein paar Beispiele:
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Polyethylen (PE): PE kann durch Spritzguss zu Produkten wie Behältern und Flaschen verarbeitet werden. Mittels Extrusion hingegen lassen sich Folien und Rohre fertigen, während durch Thermoformen Verpackungen entstehen können.
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Polypropylen (PP): Durch Spritzguss wird PP für Verschlüsse bearbeitet, Fasern und Folien entstehen durch Extrusion. Verpackungen können durch Thermoformen produziert werden.
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Polyvinylchlorid (PVC): Rohre und Profile aus PVS können im Spritzgussverfahren gefertigt werden. Für Fensterprofile kann der Kunststoff mit Extrusion bearbeitet werden und für Verpackungen mit Thermoformen.
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Polystyrol (PS): Um Verpackungen und Spielzeug herzustellen, wird PS oft im Spritzgussverfahren bearbeitet. Im Unterschied dazu lässt Extrusion Styropor entstehen, während sich das Thermoformen für die Fertigung von Behältern eignet.
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Polyethylenterephtalat (PET): PET wird hauptsächlich durch Spritzguss zu Flaschen und Verpackungen verarbeitet.
Die Vor- und Nachteile der Kunststoffbearbeitung
Ein großer Pluspunkt von Kunststoffen ist ihre Formbarkeit. Sie können in nahezu jede beliebige Form gebracht werden. Dadurch wird es möglich, Kunststoffprodukte in den verschiedensten Varianten zu gestalten, von ganz klein bis sehr groß und von schlicht bis komplex.
Selbst aufwändige Formen, die aus Materialien wie Metall oder Holz kaum zu realisieren wären, sind aus Kunststoff umsetzbar. Ein anderer Vorteil gegenüber anderen Werkstoffen ist das geringe Gewicht. Weil Kunststoffe leichter sind, lässt sich Gewicht einsparen.
Die Kunststoffbearbeitung hält eine breite Palette an Techniken bereit. Dadurch wird es möglich, jeweils das Verfahren auszuwählen, das optimal auf die Kunststoffart, das Produkt und die geplante Anwendung zugeschnitten ist. Als weiterer Pluspunkt kommt dazu, dass viele Verfahren der Kunststoffbearbeitung eine kostengünstige Massenproduktion ermöglichen. Damit ist der Einsatz von Kunststoffen effizient und wirtschaftlich.
Allerdings stehen den Vorteilen auch Nachteile gegenüber. So werden einige Kunststoffe zum Beispiel instabil, wenn sie höheren Temperaturen ausgesetzt sind. Die Eigenschaften der Materialien können deshalb die Auswahl für bestimmte Anwendungen einschränken. Verfahren für die Massenproduktion wie etwa der Spritzguss erfordern strenge Qualitätskontrollen, um die Fehlerquote und den Ausschuss möglichst gering zu halten.
Die Verwendung von Einwegkunststoffen steht mit Blick auf die Nachhaltigkeit und die Umweltbelastungen in der Diskussion. Generell kann die Herstellung und die Entsorgung von Kunststoffen problematisch sein.
Das gilt insbesondere dann, wenn Kunststoffe in großen Mengen produziert werden, die nicht recycelbar sind. Innovative Technologien, neuartige Materialien und weiterentwickelte Recyclingverfahren wiegen diesen Minuspunkt aber zunehmend auf.
Die Kunststoffbearbeitung hat eine Schlüsselfunktion in der modernen Fertigung und schafft die Grundlage für die Produktion von zahllosen Produkten, die unverzichtbar sind.
Neu- und weiterentwickelte Fertigungsverfahren und Kunststoffe ermöglichen, schnell, effizient und kostengünstig Kunststoffteile in hoher Qualität und mit langer Lebensdauer herzustellen. Dennoch dürfen die Umweltfolgen und die Frage der Nachhaltigkeit nicht aus dem Blickfeld geraten.
Additive in der Kunststoffproduktion – PDF:
FAQ: Kunststoffbearbeitung für B2B & Industrie
Welche Qualitätskontrollen sind beim Spritzgießen notwendig, um die Fehlerquote und den Ausschuss so gering wie möglich zu halten?
Beim Spritzgießen sind mehrere Qualitätskontrollen notwendig, um eine geringe Fehlerquote zu gewährleisten. Dazu gehören die regelmäßige Überwachung der Spritzgießmaschinenparameter, die Kontrolle der Werkzeugtemperatur und -kühlung sowie die sorgfältige Prüfung der Spritzgießwerkzeuge auf Verschleiß oder Beschädigungen. Darüber hinaus werden während und nach dem Spritzgießprozess Sichtprüfungen durchgeführt, um mögliche Fehler wie Lufteinschlüsse oder Verformungen zu erkennen.
Welche spezifischen Eigenschaften machen bestimmte Kunststoffmaterialien für bestimmte Verarbeitungsprozesse gut bzw. schlecht?
Die Auswahl der Kunststoffe für bestimmte Verarbeitungsverfahren hängt von ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften ab. So eignet sich Polyethylen (PE) zum Spritzgießen von Behältern, während für die Herstellung von Rohren das Extrusionsverfahren bevorzugt wird. Polyvinylchlorid (PVC) kann spritzgegossen werden, um Rohre herzustellen, während sich das Thermoformen eignet, um Verpackungen herzustellen. Es ist wichtig, die einzigartigen Eigenschaften jedes Kunststoffs zu berücksichtigen, um das optimale Verarbeitungsverfahren zu wählen.
Welche innovativen Technologien oder Materialien werden in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt, um die Umweltbelastung zu minimieren?
In der modernen Kunststoffverarbeitung werden zunehmend innovative Technologien und Materialien eingesetzt, um Umweltbelastungen zu minimieren. Dazu gehören die Integration biologisch abbaubarer Kunststoffe, der verstärkte Einsatz von Recyclingmaterialien sowie die Umsetzung energieeffizienter und ressourcenschonender Verarbeitungsverfahren. Diese Fortschritte verbessern die Umweltverträglichkeit der Kunststoffproduktion.
Wie geht die Kunststoffverarbeitung mit der Herausforderung um, dass einige Kunststoffe bei höheren Temperaturen instabil werden?
Die Tatsache, dass einige Kunststoffe bei höheren Temperaturen instabil werden, stellt eine Herausforderung dar, der in der Kunststoffverarbeitung durch eine genaue Temperaturkontrolle und durch die Auswahl geeigneter Kunststoffe begegnet wird. Es wird darauf geachtet, die Kunststoffschmelze bei optimalen Temperaturen zu halten, z. B. bei Spritzgussverfahren. Um die Leistungsfähigkeit unter verschiedenen Temperaturbedingungen zu gewährleisten, werden in speziellen Anwendungen auch alternative Kunststoffe mit höherer Temperaturbeständigkeit eingesetzt.
In welchem Umfang werden Recyclingverfahren in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt, insbesondere bei der Produktion großer Mengen nicht recycelbarer Kunststoffe?
In der Kunststoffverarbeitung werden zunehmend Recyclingverfahren eingesetzt, insbesondere bei der Produktion großer Mengen nicht recycelbarer Kunststoffe. Zur Sammlung, Sortierung und Verwertung von Kunststoffabfällen werden fortschrittliche Recyclingtechnologien eingesetzt. Dies trägt nicht nur dazu bei, das Abfallaufkommen zu verringern, sondern ermöglicht, Kunststoffprodukte mit einem höheren Anteil an recyceltem Material herzustellen.
Gibt es spezielle Techniken oder Verfahren bei der Verarbeitung von Kunststoffen, die besonders nachhaltig und in Bezug auf die Minimierung der Umweltauswirkungen sind?
Ja, in der Kunststoffverarbeitung werden zunehmend nachhaltige Techniken und Verfahren eingesetzt, um die Umweltauswirkungen zu minimieren. Dazu gehören ressourcenschonende Produktionsverfahren, der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen, geschlossene Kreisläufe für Kunststoffprodukte zu entwickeln und energieeffiziente Verarbeitungstechnologien zu implementieren. Mit diesen Maßnahmen wird die Nachhaltigkeit der Kunststoffverarbeitung verbessert und die Umweltbelastung reduziert.