Technische Kunststoffe

Kunststoffe werden leicht unterschätzt. Wählen Sie den falschen und Sie bekommen verzogene Teile, verfehlte Toleranzen und einen Kunden, der nicht wiederbestellt. Wählen Sie richtig und Sie erhalten Teile, die leichter, leiser und günstiger sind als Metall-Vergleichsprodukte. Diese Seite behandelt die Kunststoffe, die wir regelmäßig bearbeiten — kein Lehrbuch-Dump jedes existierenden Polymers.

Welchen Kunststoff benötigen Sie?

Hier anfangen. Die meisten Kunststoff-Zerspanungsaufträge fallen in eines dieser Szenarien.

Ihre Situation	Verwenden Sie	Warum
Unsicher / Allgemeinzweck / Zahnräder und Buchsen	POM (Delrin)	Am besten zu bearbeitender aller Kunststoffe. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme. Gute Festigkeit und Steifigkeit. Deckt 60–70% unserer Kunststoffarbeit ab.
Metallähnliche Festigkeit bei hoher Temperatur benötigt	PEEK	260°C Dauerbetrieb, 90–100 MPa Zugfestigkeit. Ersetzt Aluminium in Luftfahrt und Medizin. Aber kostet 10–15x mehr als POM.
Gleitplatten, Lager, Rollen (mittlere Belastung)	Nylon (PA6 / PA66)	Gute Zähigkeit, selbstschmierend. Günstiger als PEEK. Aber saugt Feuchtigkeit auf — siehe unten.
Niedrigreibungs-Dichtungen, chemische Beständigkeit, Lebensmittelkontakt	PTFE (Teflon)	Niedrigste Reibung aller Feststoffe, chemisch inert. Extrem schwierig zu bearbeiten — CNC nach Möglichkeit vermeiden.
Elektrische Isolation + hohe Temperatur (170°C)	PEI (Ultem)	Stark, flammhemmend, gute elektrische Eigenschaften. Einsatz in Luftfahrt-Innenräumen und Elektronik-Gehäusen.
Transparente Abdeckung, Linse, Fenster	Polycarbonat (PC)	Schlagfest, optisch klar. Gut für Prototyp-Gehäuse. Lässt sich gut bearbeiten.
Verschleißleisten, Rutschenauskleidungen, Schneidebretter	UHMWPE	Extrem zäh, niedrige Reibung, FDA-konform. Sehr schwierig, enge Toleranzen zu halten.
Budget ist der Treiber	POM oder Nylon	Beide sind in Standardgrößen weit verfügbar und wettbewerbsfähig bepreist. POM ist sicherer bei engen Toleranzen.
Medizin / Lebensmittelkontakt / FDA-Anforderung	PTFE, POM-C oder UHMWPE	Alle haben FDA-konforme Sorten. Beim Lieferanten verifizieren — nicht alle Sorten jedes Materials sind FDA-zugelassen.

Standard auf POM setzen Wenn Sie unsicher sind und die Anwendung keine extreme Temperatur, Transparenz oder Chemikalienexposition erfordert, beginnen Sie mit POM. Es ist am leichtesten zu bearbeiten, hält Toleranzen am besten und verursacht selten Probleme. Sie können später auf PEEK oder PEI aufrüsten, wenn Tests dies erfordern.

Daten im Überblick

Kunststoff	Handelsname	Dichte (g/cm³)	Zugfestigkeit (MPa)	Max Temp (Dauer)	Zerspanbarkeit	Feuchtigkeit Aufnahme	Costenniveau	Typischer Einsatz
POM-C	Delrin, Celcon	1,41	70	85–100°C	Ausgezeichnet	Gering (0,2%)	Niedrig	Zahnräder, Buchsen, Fittings, Ventile
PEEK	Victrex, Ketron	1,30	90–100	260°C	Schwierig	Gering (0,5%)	Sehr hoch	Luftfahrt-Halterungen, Medizin-Implantate, Halbleiter
PA6 / PA66	Nylon	1,14	80	120°C	Gut	Hoch (2,5%)	Niedrig	Lager, Verschleißplatten, Rollen, Riemenscheiben
PTFE	Teflon	2,20	25–35	260°C	Sehr schwierig	Keine	Mittel	Dichtungen, Flachdichtungen, Chemie-Auskleidungen
PEI	Ultem 1000	1,27	105	170°C	Mittelmäßig	Gering (0,25%)	Hoch	Elektrische Steckverbinder, Luftfahrt-Innenräume, IC-Fassungen
PC	Lexan, Makrolon	1,20	65–70	130°C	Gut	Gering (0,2%)	Niedrig	Transparente Abdeckungen, Linsen, Prototyp-Gehäuse
UHMWPE	Tivar, Polystone	0,93	40	80–100°C	Schwierig	Gering	Niedrig	Verschleißleisten, Rutschenauskleidungen, Schneidebretter

Kosten-Realitätscheck POM-Stange (50mm Durchmesser) kostet in China etwa 10–20/kg. PEEK-Stange gleicher Größe kostet 150–300/kg. Der 10–15x Materialkostenunterschied ist echt — geben Sie PEEK nicht an, es sei denn, die Anwendung erfordert es wirklich. Für die meisten mechanischen Teile erledigen POM oder Nylon die Aufgabe zu einem Bruchteil des Preises.

POM (Delrin / Acetal) — Das Zugpferd

POM ist unser erster Griff, wenn ein Kunde „Kunststoffteil“ sagt. Es schneidet sauber, hält Toleranzen, saugt kaum Feuchtigkeit auf und kostet einen Bruchteil von Hochleistungspolymeren. Wenn Sie neu in der Kunststoffbearbeitung sind, lernen Sie zuerst an POM — alles andere ist schwerer.

POM-C vs POM-H — Spielt es eine Rolle?

Eigenschaft	POM-C (Copolymer)	POM-H (Homopolymer)
Handelsname	Celcon, Hostaform C	Delrin (DuPont)
Zugfestigkeit	60–70 MPa	70–80 MPa
Kristallinität	Niedriger (stabiler)	Höher (etwas fester)
Säurebeständigkeit	Besser	Mittelmäßig (von starken Säuren angegriffen)
Maßhaltigkeit	Etwas besser	Gut
Kosten	Ähnlich	Ähnlich (Delrin Marken-Aufschlag ~10%)
Verfügbarkeit	Weit verfügbar	Weit verfügbar

Für die CNC-Bearbeitung ist der Unterschied gering. POM-H (Delrin) ist etwas fester und hat bessere Ermüdungsbeständigkeit, was für Zahnräder und bewegte Teile von Bedeutung ist. POM-C hat bessere chemische Beständigkeit und etwas weniger Wärmeausdehnung. In der Praxis machen sich die meisten Betriebe keine Gedanken darüber, es sei denn, die Anwendung grenzt an eine spezifische Eigenschaft.

POM bearbeiten — Ideale Parameter

Operation	Geschwindigkeit (m/min)	Vorschub	Doc	Hinweise
Schruppen (Fräser)	300–500	0,15–0,30 mm/Zahn	2–5 mm	2-Schneiden-Hartmetall. Aggressiv — POM schneidet schnell.
Feinschneiden (Fräser)	500–800	0,08–0,15 mm/Zahn	0,2–0,5 mm	Scharfes Werkzeug, leichter Schnitt. Poliervorgünst bei hoher Geschwindigkeit.
Bohren (φ6–12mm)	50–100	0,10–0,20 mm/U	—	Hubfräsen für tiefe Löcher (>3xD). Standardbohrerspitze funktioniert.
Gewindeschneiden	20–40	—	—	2-Schneiden Spiralwendelfräser. Gewindeformfräser funktionieren gut.
Drehen (Außen)	200–400	0,10–0,25 mm/U	1–3 mm	Scharfe Schneidplatte, polierte Spanfläche.

POM Wärmeausdehnung Der Wärmeausdehnungskoeffizient von POM ist etwa 10x höher als der von Stahl (110 vs 11 μm/m·°C). Bei Toleranzen von ±0,02mm kann die Bearbeitungswärme allein eine Größenänderung von 0,05–0,1mm verursachen. Luftblast oder Nebelkühlmittel verwenden, leichte Feinschnitte machen und das Teil vor dem Endmaß abkühlen lassen.

Feuchtigkeit — Kein großes Problem

POM saugt sehr wenig Feuchtigkeit auf (0,2% bei Sättigung). Die Maßänderung durch Feuchtigkeit ist für die meisten Anwendungen vernachlässigbar. POM muss vor der Bearbeitung nicht getrocknet werden, es sei denn, Sie arbeiten mit sehr engen Toleranzen (<0,01mm) in einer hochfeuchten Umgebung. Selbst dann ist der Effekt im Vergleich zur Wärmeausdehnung gering.

PEEK — Wann sich die Kosten lohnen

PEEK ist der Supersportwagen der technischen Kunststoffe. Es leistet Dinge, die kein anderes Polymer kann: Dauerbetrieb bei 260°C, Zugfestigkeit nahe Aluminium, chemische Beständigkeit gegen fast alles und Biokompatibilität für Medizin-Implantate. Es kostet auch wie ein Supersportwagen im Vergleich zu anderen Kunststoffen.

Wann PEEK tatsächlich verwenden

Anwendung	Warum PEEK und nicht etwas anderes
Luftfahrt-Struktur-Halterungen	Muss 200°C+ mit spezifischer Festigkeit überstehen. POM und Nylon können das nicht. Gewichtseinsparung vs Aluminium 40–50%.
Medizin / chirurgische Implantate	Biokompatibel, sterilisierbar (Autoklav), Röntgentransparent. Nichts anderes erfüllt alle drei Anforderungen.
Halbleiter-Wafer-Handhabung	Muss Plasmatzch- und hohen Temperaturen standhalten. PTFE ist strukturell zu schwach.
Öl- und Gas-Bohrlochkomponenten	Hoher Druck, hohe Temperatur, Sauergas-Exposition. PEEK überlebt dort, wo POM abbaut.
Lager bei hohen Temperaturen	POM weicht oberhalb von 85°C auf. PEEK behält Festigkeit bis 260°C.

Nicht standardmäßig auf PEEK setzen Wir sehen regelmäßig Zeichnungen, die PEEK angeben, wo POM ausreichen würde. Die Begründung ist meist „wir wollen das Beste.“ So funktioniert Werkstoffauswahl nicht. PEEK kostet 10–15x mehr pro kg und lässt sich 3–4x langsamer bearbeiten. Es sei denn, die Anwendung erfordert hohe Temperatur, chemische Beständigkeit jenseits von POMs Fähigkeit oder Biokompatibilität, zahlen Sie zu viel.

Nylon (PA6 / PA66) — Das Feuchtigkeitsproblem

Nylon ist zäh, verschleißfest und kostet weniger als POM. Das Problem ist Wasser. Nylon saugt Feuchtigkeit auf wie ein Schwamm — bis zu 2,5% des Gewichts bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit. Dies verursacht Maßquellung (bis zu 0,3% linear), reduziert die Steifigkeit um bis zu 50% und ändert das Bearbeitungsverhalten dramatisch. Wenn Sie dies nicht berücksichtigen, werden Ihre Teile die falsche Größe haben.

Feuchtigkeitseinfluss auf Nyloneigenschaften

Zustand	Feuchtigkeit %	Maßänderung	Zugfestigkeit	Steifigkeit
Wie geliefert (trocken gelagert)	0,2–0,5%	Nahe Nennmaß	80 MPa	Hoch (trocken und steif)
Ofengetrocknet	<0,1%	Minimal	80–85 MPa	Höchste
Gleichgewicht bei 50% r.F.	1,5–2,5%	+0,2–0,3% linear	55–65 MPa	30–50% niedriger
Gesättigt (eingetaucht)	8–10%	+1,0–1,5% linear	40–50 MPa	60–70% niedriger

Feuchtigkeit im Design berücksichtigen Wenn Ihr Nylon-Teil in einer nassen Umgebung läuft (unter Wasser, Reinigung, im Freien), wird es WACHSEN. Kämpfen Sie nicht dagegen — gestalten Sie dafür. Entweder das Teil im trockenen Zustand bearbeiten und akzeptieren, dass es im Einsatz auf Gleichgewichtsmaße wächst, oder das Material auf die erwartete Betriebsfeuchtigkeit vorkonditionieren, bevor Sie es bearbeiten.

PTFE (Teflon) — Mit Vorsicht behandeln

PTFE hat den niedrigsten Reibungskoeffizienten aller Feststoffe (0,05–0,10) und widersteht praktisch jeder Chemikalie. Das ist die gute Nachricht. Die schlechte: es ist weich (Zugfestigkeit 25–35 MPa), kriecht unter jeder Dauerbelastung, verformt sich unter Einspanndruck und ist extrem schwierig auf enge Toleranzen zu bearbeiten. Wenn Sie CNC-Präzision benötigen, ist PTFE meist die falsche Wahl.

PTFE Gesundheitswarnung Wenn PTFE über 350°C erhitzt wird (was an der Schneidkante mit stumpfen Werkzeugen oder übermäßiger Geschwindigkeit passieren kann), zersetzt es sich und gibt Dämpfe ab, die Polymerrauchfieber verursachen können (grippeähnliche Symptome). Scharfe Werkzeuge, mäßige Geschwindigkeiten und gute Belüftung verwenden.

Gepresste Rohteile statt CNC in Betracht ziehen Für Dichtungen, Flachdichtungen und einfache Profile ist es meist günstiger und genauer, PTFE druckgeformt auf Nahezu-Endform herzustellen. Die CNC-Bearbeitung von PTFE ist ein letzter Ausweg.

Oberflächenbehandlung für Kunststoffe

Kunststoffe sind bei der Oberflächenbehandlung im Vergleich zu Metallen begrenzt. Hier ist, was tatsächlich funktioniert und was nicht, basierend auf unserer Erfahrung.

Behandlung	POM	PEEK	Nylon	PTFE	PEI	PC	Hinweise
Wie bearbeitet	Gute Oberfläche	Gute Oberfläche	Gute Oberfläche	Mittelmäßig (kriecht)	Gut	Gut (klar)	Die meisten Kunststoffteile werden wie bearbeitet geliefert.
Strahlstrahlen	Funktioniert gut	Funktioniert gut	Funktioniert gut	Verformt	Funktioniert	Mattiert Oberfläche	Niedrigen Druck verwenden (2–3 bar). Feine Glasperlen.
Polieren	Spiegelglanz möglich	Gut	Gut	Nicht praktikabel	Mittelmäßig	Optischer Poliervorgang	Progressiv durch Schmirgelpapiere 400–2000 Körnung, dann Polierpaste.
Lackieren	Benötigt Grundierung	Benötigt Grundierung	Gute Haftung	Nichts haftet	Gut	Benötigt Grundierung	PTFE ist berühmt nicht-haftend.
Laserbeschriftung	Guter Kontrast	Gut	Gut	Schmilzt	Gut	Reißt	Faserlaser (10–20W). Zuerst an Reststücken testen.

Kunststoffe bearbeiten — Faustregeln

Regel	Warum
Hohe Drehzahl, mäßiger Vorschub	Kunststoffe schneiden am besten bei hohen Spindeldrehzahlen mit mäßigem Zahnvorschub.
Scharfe Werkzeuge, immer	Ein stumpfes Werkzeug erzeugt Wärme statt zu schneiden. Bei Kunststoffen heißt Wärme = Schmelzen = schlechte Oberfläche.
2-Schneiden-Fräser bevorzugt	Mehr Spanfreiheit = bessere Spanabfuhr. Kunststoffe erzeugen größere Späne als Metalle.
Leichte Schnitttiefe	Schwere Schnitte erzeugen zu viel Wärme. Schruppen mit 2–4mm DOC, Feinschneiden mit 0,1–0,3mm DOC.

Kühlmittel — Ja oder Nein

Kunststoff	Kühlmittel-Empfehlung	Warum
POM	Luftblast bevorzugt, Nebel OK	POM nimmt kein Kühlmittel auf. Späne werden mit Luft gut abgeführt.
PEEK	Luftblast stark bevorzugt	Überflutungskühlmittel kann thermischen Schock verursachen.
Nylon	Luftblast, Nebel akzeptabel	Nylon braucht kein Kühlmittel. Luft genügt.
PTFE	Kein Kühlmittel — nur Luft	PTFE profitiert nicht von Kühlmittel. Luftblast nur zur Spanabfuhr.
PC	Luftblast, leichter Nebel OK	PC kann durch thermischen Schock reißen.
UHMWPE	Nur Luftblast	UHMWPE ist wachsartig — Kühlmittel macht es rutschig.

Häufige Fehler

Fehler	Folge	Lösung
PEEK angeben, wenn POM ausreicht	10–15x Materialkosten, 3–4x längere Bearbeitungszeit, kein Leistungsvorteil	Temperatur-, Chemikalien- und Lastanforderungen prüfen.
Nylon ohne Vortrocknung bearbeiten	Teilmaßändern sich 0,2–0,3% durch Feuchtigkeitsaufnahme nach der Bearbeitung	Bei 80–100°C 4–8 Stunden trocknen.
Überflutungskühlmittel auf PEEK oder PC	Thermischer Schock kann Mikrorisse verursachen	Luftblast als Standardkühlmittel verwenden.
PTFE im Standard-Schraubstock einspannen	Teil verformt sich unter Backendruck	Weiche Aufspannbacken mit großer Kontaktfläche verwenden.
Kunststoffteile messen, während sie heiß sind	Wärmeausdehnung gibt falsche Messwerte	Teile auf Raumtemperatur (20–25°C) abkühlen lassen.

Schnelle Toleranz-Ubersicht nach Kunststoff POM: realistisch ±0,02mm mit Sorgfalt. Nylon (trocken): ±0,03–0,05mm. PEEK: ±0,02–0,03mm. PEI: ±0,03mm. PC: ±0,03–0,05mm. PTFE: ±0,1mm bestenfalls. UHMW: ±0,1–0,2mm. Alles darunter ist auf Dauer zum Scheitern verurteilt.

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