Begrifflichkeiten der Kunststofftechnik – humorvoll und einfach verständlich aufbereitet
Wussten Sie eigentlich, dass man zur Erläuterung von Sachverhalten in der Kunststofftechnik in vielen Fällen Vergleiche zur Natur und des Menschen heranziehen kann?
Der heutige Begriff: Kriechverhalten
„Wer Kunststoff kennt, der nimmt Zement.“
Diesen Satz soll einmal ein Professor der Kunststofftechnik an der damaligen FH Darmstadt gesagt haben. Natürlich war das mit einem Augenzwinkern gemeint. Denn wer Kunststoffe wirklich kennt, weiß: Sie sind fantastische Werkstoffe – man muss nur ihre Eigenarten verstehen. Und eine davon heißt Kriechen.
Was bedeutet Kriechen überhaupt?
Stellen Sie sich vor, Sie setzen sich auf ein neues Sofa. Anfangs sitzt es sich wunderbar. Nach einer Stunde merken Sie, dass Sie ein paar Zentimeter tiefer eingesunken sind. Das ist für Sie normal, denn es ist bequemer als auf einem starren Brett zu sitzen und nach dem Aufstehen kommt der Schaumstoff ja scheinbar auch wieder in die Ausgangslage zurück. Doch wenn das wirklich der Fall wäre, wieso sehen nach in ein paar Jahren des Gebrauchs Sofas durchgesessen aus?
In Fachkreisen nennt man das auch den Druckverformungsrest. Wird ein Kunststoff über längere Zeit belastet, verformt er sich langsam weiter, obwohl die Kraft gar nicht größer wird. Diese zeitabhängige Verformung nennt man Kriechen.
Warum macht ein Kunststoff das?
Der Unterschied liegt im Inneren des Materials.
Metalle besitzen eine sehr starre Kristallstruktur. Kunststoffe bestehen dagegen aus langen Molekülketten, die sich unter Belastung langsam gegeneinander verschieben können.
Nicht ruckartig.
Nicht plötzlich.
Sondern ganz gemütlich.
Je höher die Temperatur und je größer die Belastung, desto schneller passiert das.
Warum ist das wichtig?
Für Konstrukteure ist Kriechen kein Fehler, sondern eine Eigenschaft, die berücksichtigt werden muss.
Eine Dichtung kann unter Dauerbelastung ihre Form verändern und kommt nach dem Entlasten nicht mehr in die Ausgangslage zurück.
Ein Schnapphaken, der heute perfekt hält, kann nach langer Dauerbelastung irgendwann nicht mehr ganz so überzeugend „schnappen“.
Deshalb reicht es bei Kunststoffbauteilen nicht aus, nur zu berechnen, ob sie heute halten.
Die entscheidende Frage lautet:
Halten sie auch noch in fünf oder zehn Jahren und was kann man dagegen tun?
Konstrukteure haben einige Möglichkeiten:
- geeignete Werkstoffe auswählen,
- Belastungen reduzieren,
- Temperaturen niedrig halten,
- Bauteile steifer auslegen,
- Glasfasern oder andere Verstärkungen einsetzen,
- oder Lasten möglichst günstig verteilen.
Denn Kunststoffe sind keine schlechten Werkstoffe – sie verlangen lediglich etwas mehr Langzeitdenken.
Fazit
Das Kriechverhalten gehört zu den wichtigsten Eigenschaften von Kunststoffen. Wer sie ignoriert, erlebt manchmal unliebsame Überraschungen.
Wer sie kennt, kann langlebige, zuverlässige und wirtschaftliche Bauteile entwickeln.
Und damit sind wir wieder beim berühmten Professorenzitat:
„Wer Kunststoff kennt, der nimmt Zement.“
Vielleicht müsste man heute ergänzen:
„… oder er nimmt den richtigen Kunststoff – und konstruiert so, dass auch das Kriechen nur dort stattfindet, wo es niemanden stört.“