Design for Manufacturing / Materialauswahl
DfM-Vertiefung
Materialauswahl: Bestandteil der Konstruktion, nicht getrennt davon
Das Material bestimmt Schwindung, Festigkeit, Wandstärke und Zykluszeit und damit das gesamte Werkzeug darum herum. Anders als eine geometrische Konstruktionsregel ist die Materialauswahl eine Abwägungsfrage: Mechanische Anforderungen, Temperatur, chemische Beständigkeit, Ästhetik und Kosten spielen alle eine Rolle. Daher wählen wir das Material als Teil des Designs, nicht als separaten Schritt im Nachhinein.
Ein Materialwechsel hinterlässt Spuren beim Werkzeugaufbau: Jedes Material schwindet und fließt anders, sodass Wandstärke und Entformung, die für das eine Material passen, für das andere knapp danebenliegen können.
Eigenschaften im Überblick
Richtwerte für Standard-, ungefüllte Typen. Für die endgültige Auswahl konsultieren wir stets das Lieferantendatenblatt des jeweiligen Typs.
| Material | Dichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (MPa) | E-Modul (MPa) | HDT @1,8 MPa (°C) | Schwindung (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | 1,04-1,06 | 40-45 | 2000-2500 | 75-90 | 0,4-0,7 |
| ASA | 1,06-1,08 | 40-50 | 2300-2600 | 85-95 | 0,4-0,7 |
| PLA (biobasiert) | 1,24 | 50-60 | 3000-3500 | 50-60 | 0,3-0,5 |
| HDPE | 0,94-0,96 | 22-30 | 1000-1400 | 45-50 | 1,5-3,0 |
| PA6 (trocken) | 1,12-1,14 | 70-85 | 2700-3000 | 55-70 | 0,8-1,5 |
| PA6 GF30 | 1,35-1,37 | 170-185 | 8500-9500 | 200-215 | 0,3-0,6 |
| PC | 1,20 | 60-70 | 2300-2400 | 125-135 | 0,5-0,7 |
| PC/ABS | 1,10-1,15 | 50-60 | 2300-2600 | 110-125 | 0,5-0,8 |
| PHA (biobasiert) | 1,20-1,25 | 20-40 | 1000-3500 | 60-120 | 1,0-2,0 |
| POM | 1,41 | 60-70 | 2800-3100 | 100-110 | 1,8-2,5 |
| PP | 0,90-0,91 | 30-38 | 1300-1800 | 50-60 | 1,2-2,5 |
| TPE | 0,90-1,20 | 5-25 | Elastomer | n.v.t. | 1,0-3,0 |
| TPU | 1,10-1,22 | 25-55 | Elastomer | n.v.t. | 0,8-1,5 |
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Biobasiert und recycelt als vollwertige Route
Zwei Wege führen zu einem nachhaltigeren Endprodukt: biobasiert plus biologisch abbaubar oder recycelter Anteil. Für biobasiert arbeiten wir unter anderem mit PHA (100 Prozent biobasiert, mariner und kompostierbarer biologischer Abbau, TÜV- und EFSA-zertifiziert) und PLA. Für recycelten Anteil setzen wir PC/ABS-Blends mit einer guten Balance zwischen Schlagzähigkeit und chemischer Beständigkeit ein.
Der Materialpreis ist bei biobasierten Materialien in der Regel der ausschlaggebende Faktor, nicht die Technik. Das stellen wir frühzeitig im Prozess fest, damit die Materialauswahl eine bewusste Abwägung bleibt und keine böse Überraschung im Nachhinein.
Die Materialauswahl steuert direkt die Wandstärke: sehen Sie die komplette DfM-Säule oder gehen Sie zu Wandstärke.
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