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Materialauswahl im Spritzguss: Der richtige Kunststoff für Ihre Anwendung

SwissInjection Team 4 Min. Lesezeit

PA, PC, POM, PPS oder PEEK? Wie Sie den richtigen Kunststoff für Ihre Spritzguss-Anwendung auswählen — systematisch nach Anforderungen, nicht nach Gewohnheit.

"Nehmen wir PA6, das haben wir immer verwendet." Dieser Satz ist in Entwicklungsgesprächen häufiger zu hören, als einem lieb ist. Materialgewohnheit ist kein Auswahlkriterium. In diesem Artikel zeigen wir, wie eine strukturierte Materialauswahl aussieht — und warum es sich lohnt, sie früh im Entwicklungsprozess zu treffen.

Warum Materialauswahl früh entscheiden?

Die Materialauswahl beeinflusst nicht nur die Teileigenschaften, sondern auch:

  • Werkzeugkonstruktion (Entformungswinkel, Kühlkanalpositionierung, Stahl-Auswahl)
  • Verarbeitungsparameter (Maschinentyp, Temperaturprofile, Zykluszeiten)
  • Kosten (Materialpreis, Trocknungsaufwand, Ausschussrate)
  • Zertifizierungen (Lebensmittelkontakt, Medizin, Automotive)

Wer das Material erst nach der Werkzeugkonstruktion festlegt, riskiert Kompromisse in allen dieser Punkte.

Schritt 1: Anforderungen definieren

Bevor ein Material diskutiert wird, müssen die Anforderungen klar sein. Unser Fragebogen enthält typischerweise:

Mechanisch:

  • Maximale Betriebstemperatur (kurzzeitig und Dauerbetrieb)
  • Statische und dynamische Belastungen
  • Kerbschlag-/Stoßanforderungen
  • Dimensionsstabilität (Toleranzen im Betrieb)

Chemisch:

  • Medien, mit denen das Bauteil in Kontakt kommt
  • UV-Exposition
  • Sterilisationsmethoden (falls medizinisch)

Elektrisch:

  • Isolationsanforderungen
  • Flammschutz (UL94-Klasse)
  • ESD-Schutz

Regulatorisch:

  • Lebensmittelkontakt (FDA, EU-Verordnungen)
  • Medizinprodukte (ISO 10993, USP Class VI)
  • Automotive (IMDS, REACH, RoHS)

Die wichtigsten Materialklassen im Überblick

Amorphe Thermoplaste: Gut sichtbar, massgenau

Amorphe Kunststoffe (ABS, PC, PMMA, PS, SAN) haben keine klare Schmelztemperatur, schwindung ist gering und isotrop. Das macht sie gut für enge Toleranzen geeignet.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

  • HDT: ~90°C
  • Schlagzähigkeit: sehr gut
  • Anwendung: Gehäuse, Sichttteile, Prototypen
  • Einschränkung: Keine UV-Stabilität, begrenzte chemische Beständigkeit

PC (Polycarbonat)

  • HDT: ~130°C
  • Transparenz: bis 90%
  • Anwendung: Optik, Schutzbrillen, Medizintechnik
  • Einschränkung: Empfindlich gegenüber alkalischen Medien, Aromates

PMMA (Polymethylmethacrylat)

  • Optische Reinheit: bis 92%
  • Kratzfestigkeit besser als PC
  • Anwendung: Abdeckungen, Lichtleiter, Displays
  • Einschränkung: Spröde, begrenzte Schlagzähigkeit

Teilkristalline Thermoplaste: Chemikalienbeständig, formstabil

Teilkristalline Polymere (PA, POM, PBT, PP, PE) haben eine ausgeprägte Schmelztemperatur und schwindung ist anisotrop (richtungsabhängig). Wichtig bei der Werkzeugauslegung.

PA6 / PA66 (Polyamid)

  • HDT: 70–260°C (je nach Grade/Verstärkung)
  • Ausgezeichnete Gleiteigenschaften
  • Anwendung: Zahnräder, Lager, strukturelle Teile
  • Einschränkung: Feuchtigkeitsaufnahme verändert mechanische Eigenschaften erheblich

POM (Polyoxymethylen, Acetal)

  • Ausgezeichnete Dimensionsstabilität
  • Sehr gute Gleiteigenschaften
  • Anwendung: Präzisionszahnräder, Lager, Clips, Gehäuse
  • Einschränkung: Schlechte Haftung (Kleben/Lackieren schwierig)

PBT (Polybutylenterephthalat)

  • Elektrische Eigenschaften: ausgezeichnet
  • HDT: ~150–200°C (verstärkt)
  • Anwendung: Steckverbinder, Elektroteile, Automotive
  • Einschränkung: Hydrolyse bei Wasser + Hitze

Engineering-Hochleistungspolymere: Wenn Standard nicht reicht

PPS (Polyphenylensulfid)

  • Dauertemperatur: bis 240°C
  • Chemische Beständigkeit: ausgezeichnet (fast alle Medien)
  • Anwendung: Chemie, Automotive Under-Hood, Pumpenteile
  • Einschränkung: Spröde ohne Verstärkung, teuer, schwierig zu verarbeiten

PEEK (Polyetheretherketon)

  • Dauertemperatur: bis 260°C
  • Biokompatibel, sterilisierbar
  • Anwendung: Medizinimplantate, Luft- und Raumfahrt, Hochvakuum
  • Einschränkung: Sehr teuer (150–500 CHF/kg), anspruchsvolle Verarbeitung

PEI (Polyetherimid, Ultem)

  • HDT: bis 210°C
  • UL94 V-0 ohne Flammschutzadditiv
  • Anwendung: Luft- und Raumfahrt, Flugzeugkabinenteile, Medizin
  • Einschränkung: Spröde, teuer

Entscheidungsmatrix: Wann welches Material?

Anforderung Erste Wahl Alternative
Dimensionsstabilität + Gleitung POM PA + Schmierstoff
Wärmebeständigkeit bis 130°C PC PA66-GF30
Wärmebeständigkeit bis 200°C PPS PEI
Wärmebeständigkeit bis 260°C PEEK PPS + CF
Optische Transparenz PMMA PC, COC
Chemische Beständigkeit PPS, PVDF Poffenes FDM-System2
Biokompatibilität (Medizin) COC, COP PC, PEEK
Schlagzähigkeit + Wärme PC/ABS Blend PC
UV-Stabilität ASA PC + UV-Stabilisator
Lebensmittelkontakt PP, PETG PA6, POM
Geringe Kosten PP, PE ABS

Verstärkungsmittel: Was bringen sie?

Glasfaser (GF) und Kohlefaser (CF) sind die häufigsten Verstärkungsmittel. Ihre Wirkung:

Glasfasern (typisch 15–40%):

  • Steigerung Steifigkeit und Festigkeit: 2–4× gegenüber ungefüllt
  • HDT erhöht sich erheblich (bei PA6 von ~60°C auf ~190°C bei 30% GF)
  • Nachteil: Erhöhte Schwindungsanisotropie, spröder, Oberfläche rauer

Kohlefasern:

  • Höhere Steifigkeit pro Gewicht als GF
  • Elektrisch leitfähig (relevant für ESD, aber auch Einschränkung bei Isolation)
  • Teurer, abrasiv (verschleisst Werkzeuge und Düsen schneller)

Mineralfüllstoffe (Talkum, Kreide):

  • Reduziert Schwindungsanisotropie (wichtig bei PP)
  • Erhöht HDT moderat
  • Günstiger als Fasern

Kostenfaktor Materialauswahl

Die Materialwahl hat direkten Einfluss auf den Teilepreis. Richtwerte für Granulat (2026):

Material Preis-Richtwert CHF/kg
PP (ungefüllt) 1.50–2.50
PA6 2.50–4.00
POM 3.00–4.50
PC 3.00–5.00
PA66-GF30 3.50–5.50
PPS 8.00–15.00
PEEK 80.00–200.00

PEEK kostet 40–100× so viel wie PP. Wenn ein Bauteil keine PEEK-typischen Anforderungen hat, ist PEEK eine vermeidbare Ausgabe. Umgekehrt: Wer PEEK-Eigenschaften mit PA6 erreichen will, zahlt langfristig mehr durch Ausfälle.

Unsere Empfehlung: Früh, systematisch, dokumentiert

Materialauswahl ist keine einmalige Entscheidung — sie sollte spätestens beim Konstruktionsabschluss fixiert sein und Teil der Teile-Spezifikation werden. Änderungen nach Werkzeugbau sind teuer.

Wir unterstützen unsere Kunden von der ersten Anforderungsaufnahme bis zur Materialfreigabe. [Sprechen Sie uns an](/kontakt) — eine gute Materialentscheidung spart mehr, als sie kostet.

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