October 19, 2026
Welcher technische Kunststoff eignet sich für ein bestimmtes Bauteil? Entscheidend sind nicht nur Festigkeit, Temperaturbeständigkeit oder Materialpreis. Auch Wasseraufnahme, mechanische Belastung, Medienkontakt und Maßhaltigkeit müssen zur Anwendung passen. Wie wichtig die richtige Werkstoffauswahl ist, zeigt ein Praxisbeispiel von TKH: Ein Kunde hatte Probleme mit Polyamid-Bauteilen, die in einer Anlage mit warmen bis heißen Flüssigkeiten eingesetzt wurden. Durch die Wasseraufnahme kam es zu Maßänderungen und Bauteilverzug. TKH empfahl Polyethylen als Alternative und belieferte den Kunden mit entsprechenden Bauteilen. Wir erklären, welche sieben Kriterien bei der Werkstoffwahl entscheidend sind und worauf Unternehmen bei der Auswahl technischer Kunststoffe achten sollten.
Ein Neukunde wandte sich an TKH, weil Kunststoffbauteile eines anderen Lieferanten Probleme verursachten. Die Bauteile bestanden aus Polyamid und wurden in einer Anlage eingesetzt, in der sie mit warmen bis heißen Flüssigkeiten in Kontakt kamen. Durch die Wasseraufnahme des Polyamids veränderten sich die Abmessungen. Es kam zu Maßänderungen und Bauteilverzug. TKH empfahl für diese Anwendung Polyethylen als alternativen Werkstoff und belieferte den Kunden mit entsprechenden Bauteilen.
Polyamide können Wasser und Feuchtigkeit aus ihrer Umgebung aufnehmen. Die Wasseraufnahme kann dazu führen, dass sich Abmessungen und mechanische Eigenschaften verändern. Wie ausgeprägt dieser Effekt ist, hängt unter anderem von der Polyamidtype und den Umgebungsbedingungen ab. Besonders bei Bauteilen mit engen Passungen oder hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit kann die Feuchtigkeitsaufnahme deshalb relevant sein. Polyethylen nimmt grundsätzlich deutlich weniger Wasser auf als viele Polyamidtypen. Das kann bei entsprechenden Anforderungen ein Vorteil sein.
Daraus folgt allerdings nicht, dass Polyethylen grundsätzlich besser geeignet ist als Polyamid.
Die verschiedenen PE- und PA-Typen unterscheiden sich unter anderem hinsichtlich Temperaturverhalten, Steifigkeit und mechanischer Belastbarkeit. Ob ein Materialwechsel sinnvoll ist, muss deshalb für die jeweilige Anwendung geprüft werden. Das TKH-Beispiel zeigt, weshalb die Werkstoffauswahl nicht allein anhand einzelner Materialeigenschaften erfolgen sollte.
Bei der Auswahl eines technischen Kunststoffs müssen mehrere Anforderungen gemeinsam betrachtet werden. Aus unserer Erfahrung beginnen Kundenanfragen häufig mit einer sehr allgemeinen Vorgabe:
„Aus Kunststoff, möglichst günstig.“
Damit lässt sich noch nicht beurteilen, welcher Werkstoff die Anforderungen erfüllen kann. Die folgenden sieben Kriterien helfen dabei, die Werkstoffauswahl systematisch vorzubereiten.
Welche Kräfte wirken auf das Kunststoffbauteil?
Je nach Anwendung können Zug-, Druck-, Biege- oder Stoßbelastungen auftreten. Auch wiederkehrende Bewegungen und dauerhaft wirkende Kräfte spielen eine Rolle. Dabei müssen verschiedene Werkstoffeigenschaften unterschieden werden. Ein besonders steifer Kunststoff ist nicht automatisch die beste Wahl für ein Bauteil, das schlagartigen Belastungen ausgesetzt ist. Bei dauerhaft beanspruchten Bauteilen muss zudem das zeitabhängige Verformungsverhalten berücksichtigt werden. Dieses sogenannte Kriechverhalten kann beispielsweise bei belasteten Auflagen, Führungen und Befestigungselementen relevant sein. Entscheidend ist deshalb, welche Belastungen tatsächlich auftreten und wie lange sie auf das Bauteil einwirken.
Bei welchen Temperaturen wird das Bauteil eingesetzt?
Neben der normalen Betriebstemperatur können kurzzeitig auftretende Temperaturspitzen wichtig sein. Viele Kunststoffe verändern bei steigenden Temperaturen ihre mechanischen Eigenschaften. Ein Werkstoff kann beispielsweise an Steifigkeit verlieren und sich unter Belastung stärker verformen. Auch niedrige Temperaturen können das Materialverhalten beeinflussen. Für die Werkstoffauswahl benötigen wir deshalb möglichst genaue Angaben zu Dauer- und Spitzentemperaturen sowie zur gleichzeitig auftretenden mechanischen Belastung. Eine einzelne maximale Temperaturangabe im Datenblatt reicht nicht aus, um die Eignung für jede Anwendung zu beurteilen.
Ist das Kunststoffteil Feuchtigkeit oder direktem Wasserkontakt ausgesetzt?
Diese Frage ist besonders wichtig, wenn präzise Abmessungen, enge Passungen oder wechselnde Umgebungsbedingungen eine Rolle spielen. Einige Kunststoffe nehmen Wasser auf und können dadurch quellen. Polyamide sind hierfür ein bekanntes Beispiel. Die Wasseraufnahme hängt jedoch von der jeweiligen Polyamidtype und den Einsatzbedingungen ab. Andere Werkstofffamilien wie Polyethylen oder Polyoxymethylen (POM) weisen grundsätzlich eine geringere Wasseraufnahme auf. Das bedeutet aber nicht automatisch, dass sie für jede Anwendung besser geeignet sind. Die erforderliche Maßhaltigkeit muss immer gemeinsam mit Temperatur, Belastung und weiteren Einsatzbedingungen beurteilt werden.
Kommt das Bauteil mit Ölen, Fetten, Chemikalien oder Reinigungsmitteln in Kontakt?
Dann ist die chemische Beständigkeit ein entscheidendes Auswahlkriterium. Die allgemeine Bezeichnung „chemikalienbeständiger Kunststoff“ reicht dafür nicht aus. Wichtig sind insbesondere das konkrete Medium, die Konzentration, die Einwirkdauer und die Temperatur. Auch mechanische Belastungen können das Verhalten eines Werkstoffs unter chemischem Einfluss verändern. Wenn ein Kunststoffteil regelmäßig gereinigt wird, sollten daher die verwendeten Reinigungsmittel und die tatsächlichen Reinigungsbedingungen bekannt sein.Erst anhand dieser Informationen lässt sich die Eignung eines Werkstoffs sinnvoll beurteilen.
Bewegt sich das Bauteil gegenüber einer anderen Oberfläche?
Bei Gleitführungen, Lagerelementen, Rollen oder anderen beweglichen Maschinenteilen können Reibung und Verschleiß eine wichtige Rolle spielen. Dabei kommt es nicht nur auf den Kunststoff selbst an. Auch das Gegenmaterial, die Oberflächenbeschaffenheit, die Geschwindigkeit und die mechanische Belastung beeinflussen das Verhalten. Ein Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften eignet sich deshalb nicht automatisch für jede bewegte Anwendung. Für eine passende Auswahl muss das gesamte Zusammenspiel der beteiligten Komponenten betrachtet werden.
Ein technisch geeigneter Werkstoff muss sich auch in der gewünschten Form herstellen lassen. Dafür kommen je nach Bauteil beispielsweise CNC-Drehen, CNC-Fräsen oder Spritzguss infrage. Die Entscheidung hängt von Werkstoff, Geometrie, Stückzahl, geforderten Toleranzen und weiteren Fertigungsbedingungen ab. TKH bietet unter anderem Dreh- und Frästeile aus PET, PTFE und PEEK an. Die spanabhebende Fertigung erfolgt in Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partnerunternehmen. Von diesen drei Werkstofffamilien kann TKH außerdem PET im Spritzguss verarbeiten. Welche Werkstofftype und welches Herstellverfahren für eine konkrete Anwendung geeignet sind, muss jeweils individuell beurteilt werden.
Welcher Kunststoff erfüllt die technischen Anforderungen zu wirtschaftlich sinnvollen Gesamtkosten?
Der reine Kilopreis eines Materials beantwortet diese Frage nur teilweise. Ein günstiger Werkstoff kann höhere Bearbeitungskosten verursachen oder unter ungünstigen Einsatzbedingungen früher ersetzt werden müssen. Umgekehrt kann ein teurer Hochleistungskunststoff unnötige Kosten verursachen, wenn dessen besondere Eigenschaften für die Anwendung gar nicht benötigt werden. Deshalb sollten neben dem Materialpreis auch Fertigungsaufwand, erwartete Nutzungsdauer sowie mögliche Wartungs- und Austauschkosten betrachtet werden. Entscheidend ist nicht der Kunststoff mit den höchsten Kennwerten, sondern der Werkstoff, der die tatsächlichen Anforderungen zuverlässig und wirtschaftlich erfüllt.
Für technische Kunststoffteile stehen zahlreiche Werkstofffamilien zur Verfügung. Ihre Eigenschaften unterscheiden sich teilweise erheblich. Die folgenden Materialien gehören zu den häufig betrachteten Optionen. Ihre Beschreibung dient einer ersten Orientierung und ersetzt keine Prüfung der konkreten Werkstofftype.
Polyamide werden für zahlreiche technisch beanspruchte Bauteile eingesetzt. Je nach Type bieten sie eine Kombination aus Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Wichtig ist die Wasseraufnahme: Feuchtigkeit kann die Abmessungen und mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Besonders bei engen Toleranzen und wechselnden Umgebungsbedingungen muss dieser Effekt berücksichtigt werden.
Polyethylen zeichnet sich unter anderem durch eine geringe Wasseraufnahme aus. Je nach PE-Type sind zudem günstige Eigenschaften hinsichtlich chemischer Beständigkeit und Verschleißverhalten möglich. Bei der Auswahl müssen jedoch die mechanischen Eigenschaften und die Temperaturgrenzen berücksichtigt werden. Eine geringe Wasseraufnahme allein macht PE noch nicht für jede Anwendung geeignet.
POM wird häufig für technische Bauteile verwendet, bei denen Maßhaltigkeit, Festigkeit und Gleiteigenschaften eine Rolle spielen. Im Vergleich zu vielen Polyamiden nimmt POM weniger Feuchtigkeit auf. Ob der Werkstoff geeignet ist, hängt dennoch von der konkreten Belastung, der Temperatur und den verwendeten Medien ab.
Technische PET-Werkstoffe können Vorteile bei Maßhaltigkeit und mechanischen Eigenschaften bieten. Die Eignung hängt jedoch von der jeweiligen Werkstofftype, den Temperaturbedingungen und einem möglichen Medienkontakt ab. Bei Anwendungen mit Feuchtigkeit und erhöhten Temperaturen müssen außerdem werkstoffspezifische Einschränkungen berücksichtigt werden.
PTFE ist insbesondere für seine sehr geringen Reibwerte und seine breite chemische Beständigkeit bekannt. Bei mechanisch belasteten Bauteilen müssen allerdings das Verformungsverhalten und die konkreten konstruktiven Anforderungen berücksichtigt werden. PTFE ist deshalb nicht allein aufgrund seiner chemischen Eigenschaften für jede Anwendung die beste Wahl.
PEEK gehört zu den Hochleistungskunststoffen und kann für Anwendungen mit anspruchsvollen thermischen und mechanischen Bedingungen interessant sein. Seine besonderen Eigenschaften gehen allerdings mit vergleichsweise hohen Materialkosten einher. Ob der Einsatz wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt davon ab, ob die Anwendung diese Eigenschaften tatsächlich benötigt.
Neben den allgemeinen Werkstoffeigenschaften können je nach Einsatzbereich weitere Vorgaben relevant sein. Dazu gehören beispielsweise elektrische Eigenschaften, Brandschutzanforderungen oder besondere Anforderungen an Dokumentation und Materialnachweise. Solche Punkte sollten bereits bei der Werkstoffauswahl geklärt werden.
Aus der allgemeinen Bezeichnung eines Kunststoffs lässt sich keine pauschale Eignung oder Konformität für jede Anwendung ableiten.
Entscheidend sind die jeweilige Werkstofftype, die vorgesehenen Einsatzbedingungen und gegebenenfalls erforderliche Nachweise.
Damit wir geeignete Kunststoffe für ein Bauteil eingrenzen können, benötigen wir möglichst konkrete Angaben zur Anwendung. Besonders wichtig sind:
Bei regelmäßig gereinigten Bauteilen sind zusätzlich Angaben zu Reinigungsmitteln, Konzentrationen und Reinigungstemperaturen hilfreich. Auch vorhandene Zeichnungen, Muster und Informationen über bisherige Materialprobleme können eine wichtige Grundlage sein. Je genauer die Einsatzbedingungen beschrieben sind, desto gezielter lassen sich geeignete Werkstoffoptionen vergleichen.
Werkstoffdatenblätter sind eine wichtige Grundlage für die Materialauswahl. Sie enthalten technische Kennwerte, die unter festgelegten Prüfbedingungen ermittelt wurden. Im tatsächlichen Einsatz wirken jedoch häufig mehrere Faktoren gleichzeitig auf ein Bauteil ein. Dazu gehören beispielsweise mechanische Belastung, Temperatur, Feuchtigkeit und Medienkontakt. Deshalb muss beurteilt werden, ob die Datenblattangaben auf die konkrete Anwendung übertragbar sind. Bei besonders anspruchsvollen Einsatzbedingungen können ergänzende, anwendungsbezogene Prüfungen sinnvoll sein.
Die Auswahl eines technischen Kunststoffs ist keine Entscheidung anhand eines einzelnen Materialkennwerts. Mechanische Belastung, Temperatur, Wasseraufnahme, Medienkontakt, Maßhaltigkeit und Fertigungsmöglichkeiten müssen gemeinsam betrachtet werden. Der Kundenfall von TKH zeigt, warum diese sorgfältige Prüfung wichtig ist: Der ursprünglich eingesetzte Kunststoff führte unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen zu Problemen mit Maßänderungen und Verzug. Daraufhin wurde eine alternative Werkstofflösung empfohlen und geliefert.
Sie möchten einen technischen Kunststoff auswählen oder haben Probleme mit einem bestehenden Bauteil?
Schildern Sie uns Ihre Anforderungen und senden Sie vorhandene Zeichnungen, Muster oder Informationen zur Anwendung mit. Gemeinsam prüfen wir, welche Werkstoffoptionen für Ihr Bauteil infrage kommen.
Autor: Stefan Hennecke, Dipl.-Ing. (FH), Geschäftsführender Gesellschafter
