Kunststofflösungen als Metallersatz auf hohem Niveau

Immer häufiger werden Teile aus Metall durch Kunststoffteile ersetzt. Dabei spielen sowohl Gewichts- und Nachhaltigkeits- als auch Design-Aspekte eine Rolle. Wir von mobilverde technologies GmbH, sehen diese Entwicklung durch die Megatrends Klimawandel und Mobilität erst am Beginn ihrer Möglichkeiten. Kunststoff als Metallersatz spielt nicht nur in den Bereichen Auto und Mobilität eine Rolle, sondern zunehmend auch in anderen Branchen wie in der Sport- und Möbelindustrie, aber auch im Maschinenbau und der Bauindustrie. Vor dem Hintergrund der gestiegenen Metallpreise und der gleichzeitig erweiterten Leistungsfähigkeit thermoplastischer Kunststoffe wird der Einsatz von Kunststoff auch für hoch beanspruchte Bauteile immer attraktiver.

  • Kunststoff ist kein billiger Metallersatz, sondern bietet hochwertige und kostengünstige Lösungen.
  • Mit den heute verfügbaren thermoplastischen Kunststoffen lassen sich in vielen Fällen Bauteile aus Metallen (z.B. Zink-, Aluminium- oder Magnesium-Druckguss) durch ein Kunststoffbauteil ersetzen.
  • Ein wichtiger Vorteil liegt in der Einsparung bei den Herstellungskosten. Oft lassen sich nicht nur aufwendige Nacharbeiten einsparen, sondern durch die bessere Möglichkeit der Formgebung verschiedene Funktionalitäten in ein Kunststoffprodukt einbringen, welche so in Metallbauteilen sehr kostenintensiv wären. Zudem sind die Werkzeugstandzeiten im Kunststoffspritzguss deutlich höher und damit effizienter.
  • Interessant ist auch die Möglichkeit, im 2K-Spritzguss eine zweite Komponente im gleichen Arbeitsgang mit anzuspritzen. Dies kann genutzt werden, um ein weiches Dichtelement zu integrieren oder bei Griffen die Haptik zu verbessern.
  • Bei großen Stückzahlen ist oft sogar eine 1:1-Substitution in der laufenden Serie wirtschaftlich.
  • Thermoplaste bieten ein weites Anwendungsfeld und bilden ein breitgefächertes Anforderungsprofil ab, was nahezu allen Einsatzfeldern gerecht wird. Sie bieten vielfältige Möglichkeiten zur Substitution von Metallwerkstoffen.
  • Von Metallwerkstoffen unerreicht sind hierbei die thermoplastischen Eigenschaften wie beispielsweise Zähigkeit, Flexibilität, spezifisches Gewicht, elektrische Isolierung, chemische Beständigkeit oder Witterungsbeständigkeit.

Kommerziell ist das günstige Verhältnis zwischen Volumen und Materialpreis bei Thermoplasten unschlagbar. Die im Vergleich zu Metallen deutlich geringere Dichte verschafft den Kunststoffen hier ein Alleinstellungsmerkmal, was selbst von Leichtmetallen wie Magnesium oder Aluminium nicht kompensiert werden kann. Ein typischer Einsatzfall sind hier spanabhebend hergestellte Bauteile aus Thermoplasten, die folgende Merkmale zeigen:

  • Materialkostenvorteil von ca. 50 %
  • Kostenreduzierung bis 50 %
  • Gewichtsreduzierung bis 70 %
  • leichte Zerspanbarkeit
  • hohe Notlaufeigenschaften durch Selbstschmierung
  • geringere Dichte
  • besserer Korrosionsschutz (keine Korrosion)
  • größere Designfreiheit

Im Vergleich zu Bauteilen aus Metall stehen in der Thermoplastverarbeitung teilweise deutlich wirtschaftlichere und rationellere Fertigungsverfahren zur Verfügung. Ein Beispiel für das etablierteste Formumgebungsverfahren ist der Spritzguss mit folgenden Merkmalen:

  • komplexe Bauteile formfallend gefertigt
  • günstige Teilekosten durch hohen Automatisierungsgrad

Das Entscheidungskriterium zur Festlegung des Fertigungsverfahrens für gespannte oder gespritzte Bauteile ist in der Bedarfsmenge begründet. Metallkomponenten lassen sich heutzutage in vielen Fällen durch Teile aus hochleistungsfähigen Konstruktionskunststoffen ersetzen. Dadurch sind signifikante Kosteneinsparungen möglich. Auf dem Weg dahin unterstützen wir Sie mit der Konstruktion, mit Festigkeitsberechnungen und Prototypen.

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