Materialauswahl für Serienanwendungen

Welche Materialeigenschaften sind in der Serienfertigung von Bedeutung?

Ein Kunststofflager für den Schiffbau muss ganz andere Funktionen erfüllen können als ein lebensmitteltauglicher Ring in einer Abfüllmaschine. Bei ANKRO haben wir dieses Wissen und diese Erfahrung über viele Jahre hinweg aufgebaut. Je nach Anwendung spielen verschiedene Eigenschaften eine Rolle, wie zum Beispiel:

• Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit, Steifigkeit (Elastizitätsmodul) und Schlagzähigkeit. Bei beweglichen Teilen oder Bauteilen unter Belastung entscheiden diese Faktoren darüber, ob ein Produkt ordnungsgemäß funktioniert.
• Thermisch: Temperaturbeständigkeit, Wärmeausdehnung und Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT). Besonders relevant, wenn sich ein Teil erwärmt oder in einer heißen Umgebung eingesetzt wird.
• Feuchtigkeit und Chemie: Feuchtigkeitsaufnahme (bekannt bei Nylon/PA6), chemische Beständigkeit und Korrosionsverhalten. Feuchtigkeit wird oft unterschätzt und kann die Abmessungen eines Teils messbar verändern.
• Sonstiges: elektrische Isolierung, Reibungskoeffizient und Eignung für FDA/Lebensmittelkontakt.

Insbesondere Letzteres wird in der Praxis manchmal unterschätzt. Wenn ein Teil mit Lebensmitteln in Kontakt kommt, schränkt die Anforderung an die Lebensmittelechtheit die Anzahl geeigneter Kunststoffe erheblich ein. Dies wirkt sich direkt sowohl auf die Materialauswahl als auch auf den Stückpreis aus.

Das oben Genannte mag wie eine Checkliste erscheinen, doch in der Praxis geht es darum, verschiedene Optionen gegeneinander abzuwägen. Ein Werkstoff, der in einem Bereich hervorragende Eigenschaften aufweist, kann in einem anderen Bereich Schwächen zeigen. Genau darin liegt die Fachkompetenz: zu wissen, welche Eigenschaft für Ihre Anwendung entscheidend ist und bei welchen Sie Kompromisse eingehen können, um dafür einen günstigeren Preis oder eine bessere Bearbeitbarkeit zu erzielen.

Diese Details finden Sie nicht im Datenblatt. Ein Kunststoff mag auf dem Papier gut aussehen, in der Produktion jedoch hinter den Erwartungen zurückbleiben. Um den Unterschied zwischen Datenblatt und Realität zu verstehen, braucht es Erfahrung damit, wie sich Materialien in der Massenproduktion tatsächlich verhalten – und nicht nur damit, wie sie sich theoretisch verhalten sollten. Wir teilen diese Erfahrung gerne schon im Vorfeld mit Ihnen, statt erst im Nachhinein.

Was bestimmt Ihren Stückpreis in der Serienfertigung?

Einkäufer achten natürlich auf den Preis pro Kilogramm, aber wir weisen sie dann darauf hin: In der Serienfertigung zählt nur der Stückpreis. Und der wird nicht allein vom Material bestimmt.

Zwischen verschiedenen Kunststoffen bestehen erhebliche Preisunterschiede. So kann der Preisunterschied zwischen POM und PEEK leicht das Zehnfache oder mehr betragen, und das ist keine Ausnahme. POM ist das Arbeitstier für viele Anwendungen: leicht zu bearbeiten, formstabil und stark genug für die meisten Aufgaben. Auch PA6, PETP oder PE sind in vielen Fällen mehr als ausreichend. PEEK ist technisch beeindruckend, für die meisten Produktionsserien jedoch überdimensioniert. Der Trick liegt darin, das kostengünstigste Material zu wählen, das dennoch Ihre Spezifikationen erfüllt.

Neben der Materialauswahl tragen vier weitere Faktoren zu den Stückkosten bei:

• Bearbeitbarkeit – Weiche Kunststoffe lassen sich oft schwerer bearbeiten und führen zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß, was Ihre Stückkosten in die Höhe treibt.
• Ausschuss und Abfall – Materialien, die sich während des Prozesses unvorhersehbar verhalten, führen zu mehr Ausschuss, und jedes aussortierte Teil bedeutet Zeit- und Materialverlust.
• Losgröße – Größere Losgrößen bedeuten niedrigere Stückkosten, vorausgesetzt, der Prozess läuft reibungslos. Bei instabilen Prozessen wirkt sich eine Steigerung der Losgröße jedoch nachteilig aus.
• Nachbearbeitung – Entgraten, Polieren oder Konditionieren verursachen zusätzliche Kosten, sind aber manchmal notwendig, um die Spezifikationen einzuhalten. Die Entscheidung, welche Nachbearbeitungsschritte wirklich notwendig sind und welche entfallen können, hat einen erheblichen Einfluss auf die Chargenkosten.

Bei ANKRO berücksichtigen wir die Verarbeitbarkeit und die Nachbearbeitung von Anfang an, wenn wir Materialempfehlungen und Kostenvoranschläge erstellen. So verhindern wir, dass eine Materialwahl, die auf dem Papier kostengünstig erscheint, in der Produktion letztlich teurer wird als nötig. Wenn man alles berücksichtigt, erhält man ein realistisches Bild.