Härteprüfverfahren für Kunststoffe: Methoden, Anwendungen und Vorteile
Die Härte von Kunststoffen spielt eine zentrale Rolle bei der Bewertung ihrer mechanischen Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten. Im Vergleich zu Metallen zeigen Kunststoffe ein vielschichtigeres Verhalten, das stark von Faktoren wie Temperatur, Alterung oder Feuchtigkeit beeinflusst wird. Die Härte gibt dabei Auskunft über die Widerstandskraft eines Materials gegenüber Eindrücken, Kratzern oder Abnutzung. Durch standardisierte Prüfverfahren lassen sich Kunststoffe zuverlässig charakterisieren und ihre Eignung für bestimmte technische Anwendungen fundiert einschätzen. Insbesondere in der Konstruktion und Fertigung von Bauteilen ist die Härtemessung ein wichtiges Werkzeug, um Qualität zu sichern und Materialien gezielt auszuwählen.
Warum ist die Härteprüfung bei Kunststoffen wichtig?
Die Härteprüfung liefert wertvolle Informationen über die mechanische Beanspruchbarkeit eines Kunststoffs. In der Praxis bedeutet das: Je höher die Härte, desto widerstandsfähiger ist ein Werkstoff gegen lokale mechanische Belastungen wie Stöße, Abrieb oder Druck. Die Prüfung hilft dabei, verschiedene Materialien objektiv zu vergleichen und ihre Eignung für bestimmte Einsatzbereiche zu bewerten. So lassen sich etwa Gleitlager, Zahnräder oder Dichtungen hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit und Lebensdauer optimieren. Die Härte kann auch Hinweise auf weitere Eigenschaften geben – etwa auf das Elastizitätsverhalten, die Temperaturbeständigkeit oder die Alterungsstabilität eines Kunststoffs. In Summe ist sie ein unverzichtbarer Prüfparameter in der Materialentwicklung, Qualitätssicherung und Bauteilfreigabe.
Gängige Härteprüfverfahren für Kunststoffe
Shore-Härte (A und D): Das Shore-Verfahren ist eines der gebräuchlichsten Härteprüfverfahren für Kunststoffe. Dabei wird ein genormter Prüfkörper mit definierter Kraft in das Material gedrückt. Je nach Materialtyp wird zwischen Shore A (weichere Materialien wie Gummi oder weiche Elastomere) und Shore D (harte Kunststoffe) unterschieden.
Kugeldruckhärte (nach Brinell): Hierbei wird eine Stahlkugel mit definierter Kraft in das Material gedrückt. Die Größe des bleibenden Eindrucks dient als Maß für die Härte. Diese Methode eignet sich besonders für harte, formstabile Kunststoffe.
IRHD (International Rubber Hardness Degree): Dieses Verfahren wird vor allem bei weichen Elastomeren eingesetzt. Es ähnelt dem Shore-Verfahren, bietet aber genauere Ergebnisse bei kleinen Bauteilen oder geringen Wandstärken.
Nanoindentation: Ein hochauflösendes Verfahren zur Härtemessung im Mikrometerbereich. Besonders relevant bei der Analyse von Mikrostrukturen, z. B. in Mehrschichtsystemen oder für die Forschung.
Normen und Standards
DIN ISO 7619-1 (Shore A/D): Diese Norm beschreibt die Durchführung der Härteprüfung nach dem Shore-Verfahren. Sie definiert Prüfbedingungen, Prüfkörper und Messabläufe für elastische und thermoplastische Werkstoffe.
DIN ISO 2039-1 (Kugeldruckhärte): Diese Norm legt das Prüfverfahren zur Bestimmung der Kugeldruckhärte bei Kunststoffen fest. Sie ermöglicht vergleichbare Messungen bei unterschiedlichen thermoplastischen und duroplastischen Werkstoffen.
DIN ISO 48 (IRHD): Die ISO 48 regelt die IRHD-Prüfung. Sie eignet sich besonders für die Prüfung von elastomeren Werkstoffen, insbesondere in der Dichtungs- und Gummitechnik.
Einflussfaktoren auf das Prüfergebnis
Temperatur
Kunststoffe sind temperaturempfindlich. Bereits geringe Änderungen der Prüftemperatur können die Härtewerte stark beeinflussen. Daher müssen Prüfungen bei definierten, konstanten Temperaturen erfolgen.
Probengeometrie
Form und Wandstärke der Prüfkörper beeinflussen das Messergebnis deutlich. Dünnwandige Proben können zu verfälschten Werten führen, weshalb genormte Prüfkörper empfohlen werden.
Alterung
Durch UV-Strahlung, Sauerstoff oder Chemikalien können Kunststoffe verspröden oder weicher werden. Eine vorherige Alterung kann daher die Härte deutlich verändern und sollte bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Feuchtigkeit
Hygroskopische Kunststoffe wie PA nehmen Feuchtigkeit auf, was zu einer Reduktion der Härte führen kann. Die Probenkonditionierung vor der Prüfung ist daher essenziell.
Unsere Leistung: Präzise Härteprüfung für Kunststoffe
Wir bieten die Härteprüfung für Kunststoffe mit modernen Verfahren wie Shore A/D, Kugeldruckhärte und IRHD an. Unser Prüflabor ist auf technische Kunststoffe spezialisiert und arbeitet normkonform nach den aktuellen Standards der Kunststoffprüfung. Dabei erfassen wir nicht nur Einzelmessungen, sondern unterstützen Sie auch bei Serienprüfungen und Langzeituntersuchungen. Unsere Prüfberichte sind übersichtlich, normgerecht dokumentiert und liefern Ihnen eine fundierte Grundlage für die Qualitätssicherung, Materialauswahl und Produktentwicklung. Ganz gleich ob für Forschung und Entwicklung oder zur Bauteilfreigabe: Mit unserer Erfahrung und Ausrüstung erhalten Sie zuverlässige Ergebnisse für Ihre Kunststoffanwendungen.
Fazit
Die Wahl des passenden Härteprüfverfahrens hängt von Werkstoff, Anwendung und Genauigkeitsanforderung ab. Besonders im Bereich der technischen Kunststoffe ist die Härtemessung ein zentrales Element der Qualitätskontrolle und Materialauswahl. Mit den passenden Verfahren und einem erfahrenen Partner an Ihrer Seite treffen Sie fundierte Entscheidungen für langlebige, funktionale Bauteile.