Werkstoffwahl für Funktionsteile: fünf Fragen vor dem DruckChoosing materials for functional parts: five questions before printing
Ein Funktionsteil scheitert selten an der Form, meist am Werkstoff. Wer Temperatur, Dauerlast, Schlag, Medien und Licht vorab klärt, wählt richtig.A functional part rarely fails because of its shape, usually because of its material. Clarifying temperature, sustained load, impact, media and light in advance leads to the right choice.
Vor der Werkstoffwahl steht die Anforderungsliste: Was muss das Teil aushalten, wie lange und unter welchen Bedingungen? Erst danach wird verglichen. Datenblätter nennen Kennwerte an genormten Probekörpern; ein Druckteil erreicht sie nur in Schichtrichtung und nur bei passender Wandstärke und Füllung.The requirements list comes before choosing the material: what must the part withstand, for how long and under which conditions? Only then is a comparison made. Data sheets state values for standardised specimens; a printed part only reaches them along the layers and only with suitable wall thickness and infill.
Fünf FragenFive questions
- Temperatur: Wie warm wird es im Einsatz — im Auto, an der Maschine, in der Sonne? Maßgeblich ist die Wärmeformbeständigkeit, nicht der Schmelzpunkt.
- Dauerlast: Steht das Teil dauerhaft unter Spannung? Kunststoffe kriechen, besonders warm.
- Schlag und Kälte: Muss es Stöße aushalten, auch bei Frost? Dann zählt die Zähigkeit.
- Medien: Öl, Kraftstoff, Reiniger, Wasser? Beständigkeit ist werkstoffabhängig.
- Licht und Wetter: Wird es im Freien eingesetzt? Ohne UV-Beständigkeit versprödet die Oberfläche.
- Temperature: how warm does it get in use — in the car, at the machine, in the sun? What counts is the heat deflection temperature, not the melting point.
- Sustained load: is the part permanently under stress? Plastics creep, especially when warm.
- Impact and cold: must it withstand knocks, even in frost? Then toughness counts.
- Media: oil, fuel, cleaners, water? Resistance depends on the material.
- Light and weather: is it used outdoors? Without UV resistance the surface becomes brittle.
Richtwerte aus der WerkstattGuide values from the workshop
- PLA: steif und maßhaltig, wird ab etwa 55 °C weich — für Innenräume ohne Wärme
- PETG: zäher, bis etwa 70 °C, gute Beständigkeit gegen viele Medien
- ASA: für außen, UV-beständig, bis etwa 90 °C
- Polyamid: zäh und abriebfest, nimmt Feuchte auf und ändert damit Maß und Steifigkeit
- TPU: flexibel, dämpfend, für Puffer, Dichtungen und Griffe
- PLA: stiff and dimensionally stable, softens from about 55 °C — for indoor use without heat
- PETG: tougher, up to about 70 °C, good resistance to many media
- ASA: for outdoors, UV-resistant, up to about 90 °C
- Polyamide: tough and wear-resistant, absorbs moisture and thus changes size and stiffness
- TPU: flexible, damping, for buffers, seals and grips
Diese Werte sind Richtwerte; im Angebot zählt das Datenblatt der verwendeten Charge. Gedruckte Teile sind in Aufbaurichtung deutlich weniger fest als in der Schichtebene — die Bauteillage wird daher zusammen mit dem Werkstoff festgelegt.These values are guide values; in the quote the data sheet of the batch used counts. Printed parts are considerably weaker in the build direction than in the layer plane — the part orientation is therefore set together with the material.
Materialwerk — Werkstoffe vergleichenMaterialwerk — compare materials →Kurs K7 — Werkstoffauswahl und kritische BauteileCourse K7 — material selection and critical parts →Werkstoffe im ÜberblickMaterials overview →LiteraturLiterature
- Ashby, M. F.: Materials Selection in Mechanical Design. 5th ed., Oxford: Butterworth-Heinemann 2017.
- Domininghaus, H.; Elsner, P.; Eyerer, P.; Hirth, T. (Hrsg.): Kunststoffe. Eigenschaften und Anwendungen. 8. Aufl., Berlin, Heidelberg: Springer 2012.
- ISO 75-2:2013 Plastics — Determination of temperature of deflection under load — Part 2: Plastics and ebonite.
- ISO 527-2:2012 Plastics — Determination of tensile properties — Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics.