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Ob im Maschinenbau, in der Medizintechnik oder im Fahrzeugbau: Die Wahl des richtigen Kunststoffs entscheidet mit über die Qualität, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit eines Produkts. Dabei stellt sich oft die Frage, ob ein günstiger, gut verarbeitbarer Standardkunststoff ausreicht oder ob ein spezialisierter Hochleistungskunststoff erforderlich ist. Diese Entscheidung hat weitreichende Folgen – sowohl technisch als auch wirtschaftlich. In diesem Artikel vergleichen wir die wichtigsten Eigenschaften, Einsatzbereiche und Entscheidungskriterien beider Kunststoffklassen. Ziel ist es, Ihnen eine fundierte Grundlage für die Materialwahl zu bieten und typische Fehlentscheidungen zu vermeiden.
Standardkunststoffe sind weit verbreitete Materialien, die sich durch eine kostengünstige Herstellung, gute Verarbeitbarkeit und ein breites Anwendungsspektrum auszeichnen. Bekannte Vertreter sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS) oder Polyvinylchlorid (PVC). Diese Kunststoffe werden in großen Mengen produziert und sind die Basis für viele Alltagsprodukte, Verpackungen und einfache technische Teile. Ihre mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften sind für viele Anwendungen ausreichend, stoßen bei höheren Anforderungen jedoch an ihre Grenzen.
Hochleistungskunststoffe (auch High-Performance-Kunststoffe genannt) zeichnen sich durch besondere Eigenschaften aus, die sie für den Einsatz unter extremen Bedingungen qualifizieren. Dazu zählen eine hohe Temperaturbeständigkeit, ausgezeichnete Chemikalienresistenz, geringe Reibung, hervorragende mechanische Belastbarkeit und definierte elektrische Eigenschaften. Typische Werkstoffe sind PEEK (Polyetheretherketon), PPS (Polyphenylensulfid), PVDF (Polyvinylidenfluorid), LCP (Liquid Crystal Polymer) oder PTFE (Polytetrafluorethylen). Sie werden oft in sicherheitskritischen oder hochbelasteten Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Elektronik oder der chemischen Industrie. Die Herstellung ist aufwändiger, was sich in höheren Kosten widerspiegelt.
Standardkunststoffe sind meist nur bis ca. 100 °C einsetzbar. Hochleistungskunststoffe hingegen behalten ihre Form und Funktion oft bis 250 °C oder sogar darüber hinaus. Für Anwendungen im Motorraum oder in der Prozessindustrie sind Hochleistungskunststoffe daher oft alternativlos.
Während PE oder PP gegen viele Basen und schwache Säuren beständig sind, bieten Hochleistungskunststoffe wie PVDF oder PTFE auch Schutz gegen aggressive Chemikalien und Lösungsmittel. In der chemischen Verfahrenstechnik oder Medizintechnik ist dies ein entscheidendes Kriterium.
Hochleistungskunststoffe weisen höhere Steifigkeit, Festigkeit und Kriechbeständigkeit auf. Wenn Bauteile ständig dynamischen oder hohen statischen Belastungen ausgesetzt sind, ist ein Hochleistungskunststoff oft wirtschaftlicher, auch wenn er teurer ist.
Für bewegte Teile mit hoher Reibung – z. B. Lager, Gleitführungen oder Zahnräder – eignen sich Werkstoffe wie POM, PTFE oder PEEK durch ihr hervorragendes Gleitverhalten und geringen Abrieb.
In elektrischen oder elektronischen Anwendungen können isolierende oder leitfähige Eigenschaften entscheidend sein. Hochleistungskunststoffe bieten definierte elektrische Eigenschaften, z. B. für Bauteile mit ESD-Schutz.
Standardkunststoffe sind kostengünstig und sofort in vielen Formaten lieferbar. Hochleistungskunststoffe sind deutlich teurer und erfordern oft eine Mindestabnahmemenge oder spezielle Bearbeitung. Die Wirtschaftlichkeit hängt daher stark vom Einsatzbereich ab.
In regulierten Branchen (z. B. Luftfahrt, Medizintechnik, Lebensmittelindustrie) ist oft die Einhaltung bestimmter Normen oder Zertifizierungen erforderlich, die nur Hochleistungskunststoffe erfüllen.
| Kriterium | Standardkunststoffe | Hochleistungskunststoffe |
|---|---|---|
| Temperaturbeständigkeit | bis ca. 100 °C | bis über 250 °C |
| Chemikalienbeständigkeit | begrenzt | sehr hoch |
| Mechanische Belastbarkeit | mittel | hoch |
| Gleit-/Verschleißverhalten | meist gut (z. B. POM) | hervorragend (z. B. PEEK) |
| Elektrische Eigenschaften | meist isolierend | definierbar |
| Kosten | niedrig | hoch |
| Zulassungen | begrenzt | umfangreich verfügbar |
Die Wahl zwischen Standard- und Hochleistungskunststoff sollte nicht allein vom Preis abhängen, sondern von den Anforderungen der Anwendung:
Für einfache Geometrien, geringe Belastung und moderate Umgebungsbedingungen sind Standardkunststoffe ideal.
In sicherheitskritischen Bereichen, bei extremen Temperaturen oder bei Bedarf an hoher chemischer und mechanischer Beständigkeit kommen Hochleistungskunststoffe zum Einsatz.
Eine wirtschaftlich sinnvolle Auswahl gelingt dann, wenn die Anforderungen an den Werkstoff genau definiert und mit den Eigenschaften der Kunststoffe abgeglichen werden.
Wann ist PEEK sinnvoll?
PEEK ist ideal für hochbelastete Bauteile, die zugleich temperatur-, chemikalien- und verschleißbeständig sein müssen. Typisch in der Luftfahrt, Medizintechnik oder Antriebstechnik.
Gibt es günstige Hochleistungskunststoffe?
Manche Werkstoffe wie PPS oder PSU bieten bereits sehr gute Eigenschaften zu moderaten Preisen und sind damit eine Brücke zwischen Standard- und Hochleistungssegment.
Wie finde ich den passenden Kunststoff?
Am besten mit einem Werkstoffberater oder anhand von technischen Datenblättern, die alle relevanten Kennwerte übersichtlich darstellen.
