+49 421 830 253 110 info@bkm247.de
Seite wählen

Verarbeitung von Kunststoffen

Verarbeitung von Kunststoffen

BKM – Verarbeitung von Kunststoffen

Kunststoffe sind allgegenwärtig. Sie kommen in den verschiedensten Bereichen für die unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz. Gleichzeitig gibt es eine enorme Vielzahl an Kunststoffen, die jeweils ihre spezifischen Eigenschaften haben.

Und auch was die Verarbeitung von Kunststoffen angeht, gibt es zahlreiche Möglichkeiten.

Wir nennen Ihnen die wichtigsten davon!:

Warmumformen

Bei der Verarbeitung von Thermoplasten sind die thermischen Eigenschaften der Kunststoffe zum Teil hilfreich, mitunter aber auch störend. Flüssige Kunststoffe können zum Beispiel im Spritzguss oder durch Extrusion verarbeitet werden. Erwärmte und dadurch weiche Kunststoffplatten oder -stäbe lassen sich umformen und behalten nach dem Abkühlen die Form des Werkzeugs bei.

Für eine Warmumformung werden Thermoplasten wie PP, PVC, PS, ABS, PC, PMMA oder PET über ihre Erweichungstemperatur erhitzt. Oberhalb dieser Temperatur wechseln die Moleküle abschnittsweise ihre Plätze.

Unter Belastung neigen sie dazu, sich zu entknäueln, während sie bei Entlastung wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren wollen. Die Folge davon wäre, dass das ganze Werkstück seine Form verliert. Damit das nicht passiert, muss das Werkstück nach dem Formen im belasteten Zustand langsam und gleichmäßig auskühlen.

Bei einigen Kunststoffen ist es notwendig, sie vor dem Umformen zu trocknen. Im Material gebundene Feuchtigkeit könnte sonst zu Blasen oder Trübungen führen. Optisch makellose Kanten entstehen, wenn der Kunststoff vor dem Umformen poliert wird.

Im industriellen Bereich können wir bei der Verarbeitung von Kunststoffen auf ausgefeilte Technologien zurückgreifen, um die Polymere zu erwärmen und in die gewünschte Form zu bringen. Speziell angefertigte Werkzeuge ermöglichen, sehr präzise und vor allem beliebig oft reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Wichtig zu beachten ist, dass sich Kunststoffe bei Erwärmung deutlich stärker ausdehnen als andere Werkstoffe. Insbesondere bei Konstruktionen für den Außeneinsatz sollte deshalb immer genug Dehnungsspielraum eingeplant werden. Nur so ist sichergestellt, dass der Kunststoff nicht reißt, durch die Witterungseinflüsse Schaden nimmt oder gar bricht.

Zerspanen

Bei einer zerspanenden Bearbeitung wie Sägen, Drehen, Bohren oder Fräsen bereiten thermoplastische Kunststoffe mitunter Schwierigkeiten. Weil sie wie alle Polymere keine guten Wärmeleiter sind, wird die Wärme, die am Werkzeug entsteht, nur schlecht abgeführt. Es entsteht ein Wärmestau, durch den der Kunststoff heiß wird und schmilzt.

Umgangssprachlich wird dann vom Schmieren gesprochen. Wärmeunterschiede führen außerdem zu eingefrorenen Spannungen im Material. Deshalb reagiert der Kunststoff empfindlicher auf Chemikalien und die Witterung.

Vor diesem Hintergrund sollten folgende Punkte beachtet werden, wenn Thermoplasten zerspanend bearbeitet werden:

  • Das Bohren, Fräsen und Sägen sollte bei hoher Schnittgeschwindigkeit erfolgen.

  • Der Vorschub muss so groß eingestellt sein, dass eine gute Spanabfuhr sichergestellt ist.

  • Dabei gilt, dass der Vorschub umso größer sein muss, je weicher der Kunststoff ist.

    Newsletter 🔔

    Geben Sie ihre E-Mail Adresse ein um unsere neuen Beiträge per Mail zu erhalten. Bei Eingabe ihrer E-Mail Adresse erklären Sie sich mit der Speicherung ihrer Daten einverstanden.

  • Der Spanwinkel von Fräsern, Bohrern oder Sägeblättern sollte klein sein.

  • Ein hoher Spanquerschnitt sorgt für eine gute Wärmeabfuhr.

Thermoplasten dehnen sich in der Wärme stark aus und schwinden nach der Bearbeitung. Deshalb ist es nicht möglich, so enge Toleranzen einzuhalten wie zum Beispiel bei Metallen.

Duroplasten lassen sich einfacher zerspanend bearbeiten. Denn bei Erwärmung erweichen sie weder, noch schmelzen sie. Allerdings sind Duroplasten meist spröder als Thermoplasten und stauben stark. Deshalb ist eine entsprechende Absaugung notwendig.

Elastomere können nicht zerspanend bearbeitet werden. Dafür sind sie zu elastisch.

Verarbeitung von Kunststoffen 2

Kleben

Die meisten thermoplastischen Kunststoffe sind in entsprechenden Lösungsmitteln löslich. Dadurch können sie mit Lösungsmittelklebstoffen oder Kleblacken verklebt werden. In diesem Fall besteht die Verbindung zwischen den geklebten Teilen aus dem Kunststoff selbst.

Alternativ dazu lassen sich so gut wie alle Kunststoffe mit Kontakt-, Haft- oder Reaktionsklebstoffen verbinden.

Duroplasten und Elastomere erfordern Zweikomponenten-Kleber, die chemisch abbinden. Sie sollten auf Epoxidharz, Polyurethan oder Cyanacrylat basieren.

Wir beraten Sie gerne dazu, welche Klebstoffe für welche Kunststoffe am besten geeignet sind.

Schweißen

Als Fügeverfahren ist das Schweißen vor allem im Zusammenhang mit Metallen bekannt. Aber auch Thermoplasten können verschweißt werden, weil sie durch die Einwirkung von Wärme erweichen. Duroplasten und Elastomere hingegen lassen sich nicht schweißen, sondern nur kleben.

Bei der handwerklichen Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen werden vor allem zwei Schweißverfahren eingesetzt, nämlich das Warmgas- und das Heizelemente-Schweißen. Mittels Warmgasschweißen können Kunststoffe wie PE, PP, PVC und PMMA gefügt werden.

Dafür werden die zu fügenden Flächen zusammen mit einem Zusatzwerkstoff durch Warmluft auf die notwendige Schweißtemperatur erhitzt und anschließend unter Druck verschweißt. Um unterschiedliche Kunststoffe miteinander zu verschweißen, eignet sich das Verfahren aber oft nicht.

Beim Heizelemente-Schweißen überträgt ein Heizelement die Wärme auf die Werkstücke. Als Heizelemente kommen Platten, Keile, Bänder oder Drähte aus Metall zum Einsatz. Sie werden elektrisch auf die notwendige Temperatur gebracht, die meist zwischen 200 und 400 °C liegt.

Neben Klebetechniken und Schweißverfahren haben sich in der Praxis vor allem konstruktive Maßnahmen bewährt, um Kunststoffteile zu verbinden. Ein Beispiel dafür sind Schnappverbindungen, durch die beispielsweise ein Großteil der Bauteile von Innenverkleidungen in Fahrzeugen dauerhaft befestigt sind.

Veredeln

Als Abschluss der Verarbeitung können Kunststoffe unter anderem mit Verfahren wie dem Sieb- oder Tampondruck bedruckt, geprägt oder lackiert werden. Daneben ist möglich, die Oberflächen zu beschichten oder auf Hochglanz zu polieren.

In der Massenproduktion gehört das galvanische Metallisieren im Vakuum zu den Standards. Auf diese Weise entstehen zum Beispiel Spiegelflächen oder Reflektoren für Fahrzeuge.

Um Dekore aufzubringen, hat sich inzwischen außerdem die Lasertechnologie etabliert.