"Die Materialwahl entscheidet über den Erfolg"

Markus Kremers, Geschäftsführer der Formzeug GmbH, erklärt, warum die Materialwahl im Spritzguss über Funktion, Kosten und Prozesssicherheit entscheidet – und weshalb Vielfalt bei Kunststoffen heute unverzichtbar ist.

Springerprofessional.de: Formzeug bietet mehr als 400 Kunststoffe und Compounds an. Wie wichtig ist diese Materialbreite, um den unterschiedlichen Anforderungen aus der Industrie gerecht zu werden? 

Markus Kremers: Die Vielfalt der Materialien spielt in der Kunststoffverarbeitung eine Schlüsselrolle, denn kaum zwei Anwendungen stellen die gleichen Anforderungen. Bauteile müssen mechanisch belastbar, temperaturbeständig, chemikalienresistent oder flammhemmend sein und all dies bei möglichst geringen Kosten. Eine breite Materialbasis hilft dabei, Bauteile schon in der Entwicklung auf die späteren Einsatzbedingungen auszulegen. Oft entscheidet die Materialwahl darüber, ob ein Bauteil später zuverlässig funktioniert und prozesssicher hergestellt werden kann.

Teil Ihres Portfolios sind Hochleistungskunststoffe wie Polyetheretherketon (PEEK). Wo entfalten diese echten Nutzen – und wo rechnen sie sich nicht?

Für viele Anwendungen genügen technische Kunststoffe wie Polyamide oder Polycarbonate. Hochleistungskunststoffe wie PEEK werden dann notwendig, wenn Standardkunststoffe an ihre Grenzen stoßen. Ihr Vorteil liegt unter anderem in der Verbindung von Temperaturbeständigkeit, Festigkeit und Chemikalienresistenz. Deshalb eignen sie sich besonders für Anwendungen mit hohen Temperaturen oder extremen mechanischen Belastungen, etwa in der Medizintechnik oder im Motorraum von Fahrzeugen. Wegen der höheren Kosten kommt der Einsatz aber vor allem dort infrage, wo diese Eigenschaften wirklich gebraucht werden.

Was erfordert die Verarbeitung solcher Materialien konkret beim Werkzeug, bei Temperaturen und bei der Prozessführung?

Hochleistungskunststoffe erfordern deutlich höhere Werkzeug- und Massetemperaturen. Spritzgießmaschinen und Werkzeuge müssen darauf ausgelegt sein, und der Prozess braucht eine sehr genaue Steuerung von Temperatur, Druck und Kühlung. Abweichungen können zu Verzug oder veränderten Materialeigenschaften führen. Im Werkzeugbau sind dafür spezielle Stähle, Beschichtungen und Temperierkonzepte notwendig. Erfahrung spielt eine zentrale Rolle.

Welche Rolle spielt thermoplastischer Schaumguss (TSG) heute im Leichtbau – und wo liegen seine Grenzen?

TSG eignet sich gut für leichte, strukturelle Bauteile, bei denen Material eingespart werden soll, ohne die Steifigkeit wesentlich zu mindern. Auch dickwandige Teile lassen sich damit fast verzugsfrei herstellen. Typische Anwendungen sind technische Gehäuse oder Strukturkomponenten. Grenzen zeigt die Methode bei der Oberflächenqualität und bei sehr filigranen Formen. Für Sichtoberflächen oder präzise Details eignet sich der klassische Spritzguss oft besser.

Formzeug hat über 3.500 Werkzeuge realisiert. Wie verändern neue Materialien und komplexere Geometrien den Werkzeugbau?

Beides treibt den Werkzeugbau technologisch voran, denn moderne Spritzgusswerkzeuge müssen heute weit mehr leisten als früher. Komplexe Geometrien verlangen durchdachte Entformungslösungen, Mehrkomponententechnik oder präzise Heißkanalsysteme. Gleichzeitig müssen die Werkzeuge langlebig und prozesssicher sein. Simulationen – etwa zur Füllung oder zum Verzug – helfen dabei, mögliche Probleme früh zu erkennen und Konstruktion, Werkzeugbau und Prozessführung eng miteinander abzustimmen.

Durch die Elektromobilität ändern sich Bauteilanforderungen. Was fordern OEMs heute von Kunststofflösungen?

Gewichtsreduzierung bleibt ein wichtiges Thema. Hinzu kommen Anforderungen an elektrische Isolation und Thermomanagement, etwa bei Batteriegehäusen oder Komponenten im Hochvoltsystem. OEMs verlangen Materialien, die mechanisch stabil sind, gute elektrische Eigenschaften bieten und flammhemmend wirken. Zudem müssen sich die Bauteile in automatisierte Produktionsprozesse einbinden lassen. 

Wie stark beeinflusst der Kostendruck in der Autobranche Ihre Materialwahl und Ihre Entwicklungsarbeit?

Der Kostendruck prägt die Automobilindustrie. Neben der technischen Leistung spielt die Wirtschaftlichkeit immer eine Rolle. Viele Projekte zielen darauf ab, Material einzusparen, günstigere Polymere zu verwenden oder Prozesse zu optimieren. Deshalb ist es wichtig, früh mit den Kunden zusammenzuarbeiten. Die größten Hebel für Kosten und Effizienz liegen häufig in der Entwicklungsphase.

Sie setzen bereits Regranulate ein. Wie tauglich sind Rezyklate für technisch anspruchsvolle Bauteile – und wo stoßen nachhaltige Materialien an ihre Grenzen?

Dank moderner Aufbereitungstechniken sind Rezyklate heute qualitativ stabiler und eigenen sich zunehmend für technische Bauteile. Grenzen bestehen dort, wo hohe Festigkeit oder Langzeitstabilität oder enge Toleranzen notwendig. Ein Materialmix aus Neuware und Rezyklat bietet aber in vielen Fällen einen guten Kompromiss zwischen Nachhaltigkeit und technischer Leistung.

In welchen Anwendungen scheitert Nachhaltigkeit an der technischen Realität?

Überall dort, wo extreme Bedingungen herrschen – etwa hohe Temperaturen, starke mechanische Belastungen oder sehr lange Lebensdauern. Auch regulierte Bereiche wie die Medizintechnik oder sicherheitsrelevante Kfz-Bauteile setzen enge Vorgaben, die viele Rezyklate oder biobasierte Kunststoffe heute noch nicht reproduzierbar erfüllen können. 

Welche Material- oder Prozesstechnologien werden den Spritzguss in den nächsten fünf bis zehn Jahren am stärksten verändern?

Effizienz, Nachhaltigkeit und Designfreiheit werden die wichtigsten Themen bleiben. Neue Materialien – etwa Hochleistungspolymere und nachhaltigere Compounds – gewinnen an Bedeutung. Gleichzeitig setzen Leichtbautechnologien wie Schaumguss oder Hybridbauteile ihren Trend fort. Und die Digitalisierung wird den Prozess weiter verändern: Datengestützte Überwachung und KI gestützte Optimierungen können Ausschuss reduzieren und stabile Prozesse ermöglichen.