Kunststoffe für reibungsarme Anwendungen – Gleitfähigkeit erklärt
Die industrielle Fertigung verlangt in vielen Bereichen nach Materialien, die eine besonders geringe Reibung aufweisen. Gleitfähige Kunststoffe sind dabei die erste Wahl, wenn es um verschleißarme, langlebige und wartungsfreundliche Lösungen geht. In diesem Artikel erfahren Sie, was die Gleitfähigkeit von Kunststoffen ausmacht, welche Werkstoffe sich besonders eignen und worauf Sie bei der Materialwahl achten sollten.
Was bedeutet Gleitfähigkeit bei Kunststoffen?
Gleitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, bei Kontakt mit einer anderen Oberfläche möglichst wenig Widerstand zu erzeugen. Dabei spielt der sogenannte Reibungskoeffizient eine entscheidende Rolle: Je niedriger dieser Wert ist, desto besser gleitet ein Werkstoff. Gleitfähige Kunststoffe zeichnen sich durch besonders geringe Reibungseigenschaften aus und tragen so dazu bei, Energieverluste zu minimieren, den Verschleiß zu reduzieren und die Lebensdauer mechanischer Systeme zu verlängern.
Typische Anwendungen sind Gleitlager und Buchsen, Führungsschienen und -leisten, Zahnräder und Rollen sowie Maschinenelemente in der Lebensmittel-, Verpackungs- oder Automobilindustrie.
Eigenschaften gleitfähiger Kunststoffe
Neben der geringen Reibung müssen gleitfähige Kunststoffe oft weitere Anforderungen erfüllen. Dazu gehören eine hohe Verschleißfestigkeit, geringe Wasseraufnahme, chemische Beständigkeit, Temperatur- und UV-Stabilität sowie eine gute mechanische Festigkeit. Einige Kunststoffe werden zudem mit Additiven wie PTFE, Graphit oder Silikon modifiziert, um die Gleitfähigkeit weiter zu verbessern.
Übersicht wichtiger gleitfähiger Kunststoffe
Die folgende Tabelle bietet eine Zusammenfassung über gängige gleitfähige Kunststoffe und deren Besonderheiten:
| Kunststoff | Eigenschaften | Typische Anwendungen |
|---|---|---|
| PTFE | Extrem niedriger Reibungskoeffizient, chemikalienbeständig, temperaturresistent | Dichtungen, Gleitlager, Membranen |
| POM (Polyoxymethylen) | Hohe Festigkeit, gute Dimensionsstabilität, sehr gute Gleiteigenschaften | Zahnräder, Gleitführungen, Lagerbuchsen |
| PA (Polyamid) | Hohe Verschleißfestigkeit, selbstschmierend, hohe Schlagzähigkeit | Rollen, Lager, Seilführungen |
| PE-UHMW (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylen) | Extrem hohe Abriebfestigkeit, sehr niedriger Reibungskoeffizient | Rutschen, Führungsschienen, Auskleidungen |
| PPS (Polyphenylensulfid) | Sehr hohe Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit, gute Gleiteigenschaften | Pumpenteile, Ventilkomponenten |
Vorteile des Einsatzes gleitfähiger Kunststoffe
Der Einsatz von gleitfähigen Kunststoffen bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere in dynamischen Anwendungen, bei denen Metall auf Metall sonst zu schnellem Verschleiß oder Ausfällen führen könnte. Die wichtigsten Vorteile im Überblick:
Wartungsarm: Gleitfähige Kunststoffe ermöglichen oft einen Betrieb ohne zusätzliche Schmierung.
Energieeffizient: Durch die geringe Reibung werden Energieverluste minimiert.
Korrosionsfrei: Kunststoffe rosten nicht und sind unempfindlich gegen viele Medien.
Geräuschreduzierend: Kunststoffkomponenten laufen oft leiser als Metallteile.
Auswahlkriterien für gleitfähige Kunststoffe
Bei der Wahl des geeigneten Werkstoffs sollten Kriterien wie Belastung und Druckbeanspruchung, Gleitgeschwindigkeit und Betriebstemperatur sowie Kontaktmaterialien berücksichtigt werden. Auch Umgebungseinflüsse wie Feuchtigkeit, Chemikalien oder UV-Strahlung und notwendige Zulassungen oder Normen spielen eine wichtige Rolle.
Modifizierungen zur Verbesserung der Gleitfähigkeit
Manche Anwendungen stellen besonders hohe Anforderungen an die Gleitfähigkeit. Hier kommen modifizierte Kunststoffe zum Einsatz. Häufig verwendete Zusätze sind:
PTFE (Polytetrafluorethylen): Verbessert Gleitfähigkeit und chemische Beständigkeit.
Graphit: Erhöht die Gleitfähigkeit bei gleichzeitig guter Verschleißfestigkeit.
Silikon: Reduziert die Reibung, erhöht jedoch die Flexibilität.
Aramidfasern: Verstärken mechanische Eigenschaften bei gleichzeitig guter Gleitfähigkeit.
Diese Modifikationen erlauben es, Kunststoffbauteile noch genauer an die jeweilige Anwendung anzupassen.
Fazit
Gleitfähige Kunststoffe bieten enorme Vorteile in reibungsarmen Anwendungen und sind unverzichtbar für viele moderne Industriebereiche. Die richtige Materialwahl trägt entscheidend dazu bei, die Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Effizienz von Maschinen und Bauteilen zu optimieren. Eine sorgfältige Prüfung der Einsatzbedingungen und Anforderungen ist dabei der Schlüssel zu einer dauerhaft erfolgreichen Lösung.