Kunststoffprüfung: Diese Verfahren liefern belastbare Ergebnisse

Warum Kunststoffprüfung unverzichtbar ist

Werkstoffe sind in zahlreichen Branchen unverzichtbar geworden – vom Maschinenbau über die Elektronik bis hin zur Medizintechnik. Ihre vielseitigen Eigenschaften wie geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Elastizität oder chemische Beständigkeit ermöglichen maßgeschneiderte Lösungen. Doch gerade diese Vielfalt macht es notwendig, die eingesetzten Materialien genau zu prüfen. Die Kunststoffprüfung ist ein zentrales Instrument, um Qualität, Funktionalität und Sicherheit sicherzustellen. Sie dient der Materialcharakterisierung, der Prozesskontrolle und der Produktfreigabe. Nur durch belastbare Prüfverfahren lassen sich Materialfehler frühzeitig erkennen, Verarbeitungsprozesse gezielt optimieren und branchenspezifische Normen zuverlässig einhalten.

Mechanische Prüfung von Kunststoffen

Bei der mechanischen Prüfung werden die Belastbarkeitsgrenzen und das Verformungsverhalten eines Kunststoffs analysiert. Die Ergebnisse liefern wichtige Kennwerte für Konstruktion, Auslegung und Einsatzbewertung von Bauteilen unter realen Bedingungen.

Zugversuch

Beim Zugversuch wird ein genormter Kunststoffprobekörper langsam gedehnt, bis er reißt. Die dabei ermittelten Kennwerte wie Zugfestigkeit, Streckgrenze, Elastizitätsmodul und Bruchdehnung geben detailliert Auskunft über das plastische und elastische Verhalten des Werkstoffs. Der Test simuliert Beanspruchungen, wie sie in der Praxis bei Zugbelastung auftreten – etwa in Gehäusen, Kabelbindern oder technischen Profilen.

Druckversuch

Der Druckversuch prüft die Reaktion eines Kunststoffs auf eine einachsige Druckbelastung. Dieses Verfahren ist besonders relevant für Bauteile, die auf Druck beansprucht werden – wie Lager, Dichtungen oder Isolierhülsen. Die gewonnenen Druckfestigkeitswerte helfen, das Risiko für Verformungen oder Versagen unter Belastung realistisch einzuschätzen.

Biegeversuch

Beim Biegeversuch wird der Kunststoff in einer Dreipunkt- oder Vierpunkt-Biegekonfiguration belastet. Gemessen werden Biegefestigkeit, Biegemodul und das Verhalten bis zum Bruch. Das Verfahren eignet sich besonders für Platten, Rohre oder Faserverbundkunststoffe, die auf Durchbiegung oder Flexibilität getestet werden sollen.

Schlagzähigkeitstest (Kerbschlagbiegeversuch)

Mit diesem Test wird das Bruchverhalten eines Kunststoffs unter schlagartiger Belastung untersucht. Ein pendelartiger Schlagkörper trifft auf eine genormte Probe mit definierter Kerbe. Die aufgewendete Energie bis zum Bruch wird gemessen – ein wichtiger Wert für sicherheitsrelevante Anwendungen, wie etwa bei Stoßfängern, Helmteilen oder Gehäusen.

Thermische Prüfverfahren

Thermische Prüfungen geben Aufschluss darüber, wie sich ein Kunststoff bei Hitze, Kälte und wechselnden Temperaturen verhält. Sie sind zentral für die Auslegung von Bauteilen, die thermischer Belastung ausgesetzt sind.

Thermogravimetrische Analyse (TGA)

Die TGA misst die Massenänderung eines Kunststoffs bei steigender Temperatur unter kontrollierter Atmosphäre. Dadurch lassen sich Rückschlüsse auf Zersetzungstemperaturen, Füllstoffgehalte oder thermische Stabilität ziehen. Besonders in der Werkstoffentwicklung und Alterungsanalyse ist dieses Verfahren ein Standard.

Dynamisch-mechanische Analyse (DMA)

Die DMA ermittelt das viskoelastische Verhalten eines Kunststoffs in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit und Frequenz. Dabei wird eine periodische Belastung aufgebracht und die resultierende Verformung gemessen. Das Verfahren liefert präzise Informationen zu Dämpfung, Glasübergang und Modulen – essenziell für elastische Anwendungen und komplexe Belastungssituationen.

Differential Scanning Calorimetry (DSC)

DSC misst die Wärmeströme, die ein Kunststoff bei kontrollierter Temperaturänderung aufnimmt oder abgibt. Ermittelt werden Schmelzpunkte, Kristallinität, Glasübergänge und Reaktionsenthalpien. Diese Werte sind entscheidend für die Verarbeitung (z. B. Spritzguss), thermische Belastbarkeit und Lagerfähigkeit.

Härte- und Oberflächenprüfungen

Diese Verfahren bewerten die Oberflächenhärte und Mikrostruktur eines Kunststoffs – wichtige Faktoren für Kratzfestigkeit, Abriebverhalten und mechanische Beanspruchbarkeit.

Shore-Härteprüfung

Die Shore-Härteprüfung bestimmt die Eindringtiefe eines Prüfkörpers in die Kunststoffoberfläche. Je nach Härtebereich kommen unterschiedliche Skalen zum Einsatz – Shore A für weiche, Shore D für harte Kunststoffe. Das Verfahren ist schnell, genormt und praxisnah – ideal zur Serienkontrolle und Materialauswahl.

Martens- und Vickers-Härte

Diese mikroskopischen Verfahren liefern präzisere Härtewerte, insbesondere bei kleinen Bauteilen oder dünnwandigen Strukturen. Sie kommen zum Einsatz, wenn Shore-Verfahren nicht ausreichen, etwa bei technischen Hochleistungskunststoffen, Schichten oder Verbundsystemen.

Rasterelektronenmikroskopie (REM)

Die REM liefert hochauflösende Bilder von Bruchflächen und Oberflächenstrukturen. Damit lassen sich Fertigungsfehler, Lunker, Risse oder Faserausrichtungen sichtbar machen. In der Schadensanalyse oder bei der Bewertung von Additiv-Effekten ist die REM ein wertvolles Instrument.

Weitere Analyseverfahren

• FTIR-Spektroskopie: Identifiziert Kunststofftypen und Additive durch ihre spezifischen Infrarotspektren – ideal zur Materialidentifikation und Qualitätssicherung.

• Rheometrie: Misst das Fließverhalten von Schmelzen unter Scherung – unerlässlich für die Auslegung von Extrusions- oder Spritzgussprozessen.

• Dichtebestimmung: Einfach, aber aufschlussreich – zur Differenzierung ähnlicher Kunststoffe und zur Qualitätsprüfung.

• Farbanalyse und Transparenztests: Relevante Verfahren bei optischen Anwendungen, etwa in der Medizintechnik oder Konsumgüterproduktion.

Unsere Leistung: Kunststoffprüfung für industrielle Anwendungen

Wir bieten umfassende Kunststoffprüfungen nach international gültigen Normen (DIN, ISO, ASTM). Ob Sie mechanische Kennwerte benötigen, thermische Belastbarkeit prüfen möchten oder mikroskopische Untersuchungen durchführen lassen wollen – unsere Labore liefern Ihnen belastbare, nachvollziehbare Ergebnisse. Unser erfahrenes Team betreut Sie kompetent bei der Werkstoffentwicklung, Qualitätssicherung oder Schadensanalyse.

Sprechen Sie uns an – wir beraten Sie gerne individuell und erarbeiten für Sie ein passendes Prüfkonzept.