Werkstoffauswahl und technische Lösungen

Um die Eignung von Werkstoffen hinsichtlich ihrer Exposition mit mechanischen Belastungen zu bewerten, sollten möglichst umfassende Informationen über den erwarteten Umfang dieser Belastungen eingeholt werden. In den meisten Fällen bietet es sich an, eine Beschreibung der Komponente zurate zu ziehen, die Informationen über die mechanische Belastung enthält.
→ Mechanische Eigenschaften 

Die thermische Belastung ist ein weiteres wichtiges Kriterium, das die Auswahl der Werkstoffe beschränkt. Aus diesem Grund müssen die Temperaturen, die unter den Anwendungsbedingungen auf die Werkstoffe übergehen, berücksichtigt werden.

Neben der Möglichkeit, dass Wärme von außen übertragen wird, muss auch die vom System erzeugte Wärme betrachtet werden, die u. a. durch Reibung entstehen kann. Folgende Eigenschaften sind eng mit Temperaturänderungen verbunden:
→ negative Gebrauchstemperatur
→ Dimensionsstabilität 

Tribologische Faktoren müssen in Anwendungen berücksichtigt werden, in denen Bauteile hohe Belastungen, Reib- oder Gleitbewegungen ausgesetzt sind. In diesen Fällen sind guten Gleit- und Reibeigenschaften erforderlich.
→ Gleit-, reibungs- und verschleißbeständige Kunststoffe

Es kann vorkommen, dass sich durch den Industriebereich, in dem das Teil zur Anwendung kommen soll, Einschränkungen bei der Auswahl der Werkstoffe ergeben. Dies kann mit behördlichen Zulassungen oder kundenspezifischen Spezifikationen zusammenhängen, in denen bedingt durch die Erfüllung spezieller Kriterien nur der Einsatz spezieller Werkstofftypen zugelassen wird.

Die Anwendungsumgebung im Bereich der Öl- und Gasindustrie ist sehr herausfordernd. Aus diesem Grund müssen hier Werkstoffe zum Einsatz kommen, die EN ISO 23936-1:2009 und NORSOK M-710, Edition 3 entsprechen. 
→ Mit EN ISO 23936-1 kompatible Kunststoffe

• In der Medizintechnik sind häufig nur solche Werkstoffe annehmbar, die für den direkten Körperkontakt zugelassen wurden.
  → Biokompatible Kunststoffe
• Da sehr viele medizinische Produkte bei einer Wiederverwendung sterilisiert werden müssen, ist eine Widerstandsfähigkeit gegen die am häufigsten eingesetzten Sterilisierungsmethoden erforderlich.
  → Autoklavierbare und sterilisierbare Kunststoffe
• Medizinische Anwendungen kommen häufig bei chirurgischen Eingriffen zum Einsatz und erfordern eine mögliche Bildsteuerung. Um die Sichtbarkeit von Komponenten unter Fluoroskopie und Röntgenstrahlung zu ermöglichen, müssen spezielle Werkstoffe verwendet werden.
  → Röntgenfähige Kunststoffe

• In der Lebensmitteltechnik sind zusätzlich zu den europäischen Normen (z. B. 10/2011/EU, 1935/2004/EG) dagegen auch Zulassungen gemäß den US-amerikanischen FDA-Bestimmungen erforderlich. Daher können für diese Bereiche nur solche Werkstoffe in Betracht gezogen werden, die den Anforderungen dieser Verordnungen entsprechen.
  → Kunststoffe für den Lebensmittelkontakt
• Die Nachfrage nach detektierbaren Werkstoffen steigt stets an, da damit u. a. vermieden werden soll, dass Fremdkörperverunreinigungen in die Verarbeitungskette von Lebensmitteln geraten. Abgesplitterte Kunststofffragmente können aufgrund der speziellen Additive, die in diesen modifizierten Werkstoffen zum Einsatz kommen, beim Einsatz eines genormten Prozesssteuerungssystems schnell erkannt werden.
  → Metalldetektierbare Kunststoffe
  → Optische Erkennung

• In Industriebereichen wie der Luft- und Raumfahrt und der Halbleitertechnik, in denen das Vakuum eine große Rolle spielt, sind Werkstoffe mit hoher ionischer Reinheit erforderlich.
  → Kunststoffe mit geringer Ausgasung
• Bei Anwendungen, die im Brandschutz zum Einsatz kommen (z. B. in der Luft- und Raumfahrt), sind flammhemmende Werkstoffe erforderlich.
  → Nicht entflammbare Kunststoffe 

Wenn Komponenten unter freiem Himmel, bei Radiographie- oder anderen energiestrahlungsintensiven Anwendungen (z. B. in Kraftwerken) zum Einsatz kommen, müssen die verwendeten Werkstoffe eine geeignete Strahlungsbeständigkeit bieten. Entscheidende Faktoren für die Werkstoffauswahl sind der Umfang der Exposition und die geltenden Anwendungsbedingungen.
→ Strahlungsbeständige Kunststoffe
→ UV-beständige Kunststoffe

Halbzeuge aus Kunststoff werden in erster Linie per Zerspanung weiterbearbeitet. Um hochwertige, haltbare und fehlerfreie Komponenten in genauen Größen herzustellen, müssen neben den Eigenschaften der speziellen Werkstoffe auch die Werkzeuge und Verarbeitungsparameter berücksichtigt werden. In vielen Fällen können Thermoplaste erfolgreich durch Schweißen und Verkleben miteinander (oder mit anderen Werkstoffen) verbunden werden. Darauf gehen wir auf den folgenden Seiten genauer ein:
→ Leicht verklebbare Kunststoffe

→ Schweißbare Kunststoffe