Konstruktionselemente Funktionsteile profitieren von Zink und Kunststoff

Autor / Redakteur: Ulrich Schwab / Josef-Martin Kraus

Die Werkstoffe Zink und Kunststoff stehen weniger im Wettbewerb zueinander. Vielmehr ergänzen sie sich vorteilhaft bei Hybridteilen, die als gegossene Einlegeteile mit Kunststoff um- oder hinterspritzt werden. Zusammen vergrößern sie auch die Möglichkeiten der Variantenkonstruktion.

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Diese Zinkdruckgussteil muss in Hochdruckreinigern hohen Drücken standhalten. Das Druckgießverfahren ermöglicht die Herstellung dieses Teils im einbaufertigen Zustand. Bild: Föhl
Diese Zinkdruckgussteil muss in Hochdruckreinigern hohen Drücken standhalten. Das Druckgießverfahren ermöglicht die Herstellung dieses Teils im einbaufertigen Zustand. Bild: Föhl
( Archiv: Vogel Business Media )

Aufgrund der Vielzahl der heute am Markt angebotenen Konstruktionswerkstoffe spielt die Frage nach Zink oder Kunststoff zugegebenermaßen eine eher untergeordnete Rolle. Beide Werkstoffe konkurrieren vor allem mit unterschiedlichen Stählen oder Leichtmetallen, zum Beispiel auf Aluminium- oder Magnesiumbasis. Dennoch gewinnt die Frage zunehmend an Bedeutung – insbesondere dann, wenn wie beim Druckgießer und Spritzgießer Föhl Bauteile aus beiden Werkstoffen entwickelt und hergestellt werden.

Legierung ZL 0410 spielt Hauptrolle bei Zinkdruckgussteilen in Europa

Zur Herstellung von Druckgussteilen eignen sich verschiedene Zinklegierungen, die unter dem Namen Zamak gehandelt und mit ZL abgekürzt werden. Die Legierungen unterscheiden sich vor allem in ihrem Aluminium- und Kupferanteil. ZL 0410 enthält beispielsweise 4% Aluminium und 1% Kupfer im Vergleich zu ZL 0430 mit 3% Kupfer. In Deutschland und Europa spielt ZL 0410 die Hauptrolle, während in den USA und Asien auch häufig ZL 0400 verarbeitet wird. D

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agegen ist die Anzahl an Kunststoffen nahezu unüberschaubar. Daher beschränkt sich die Betrachtung auf typische technische Kunststoffe wie Polyamid (PA) mit und ohne Glasfaserverstärkung oder Polyoxymethylen (POM). Diese Kunststoffe tragen Bezeichnungen wie PA 6, auch bekannt unter dem Namen Perlon, oder PA 6.6 GF 50. Die ersten Ziffern geben Auskunft über die Herstellung und die damit verbundene chemische Zusammensetzung des Kunststoffs, GF 50 steht für einen Glasfaseranteil von 50%.

Verbesserte Beanspruchbarkeit versus vierfach höhere Dichte

Einen ersten Eigenschaftsvergleich zwischen Zink und Kunststoff zeigt Bild 1 (siehe Bildergalerie). Zink hält einer hohen mechanischen Beanspruchung stand, die ein Mehrfaches der zum Vergleich herangezogenen Kunststoffe betragen kann und auch über der von Aluminium oder Magnesium liegt.

Dafür ist die Schmelztemperatur mit 420 °C deutlich höher als die von Polyamid (etwa 250 °C). Zudem liegt die Dichte mit 7 g/cm3 darüber. Beiden Werkstoffen gemeinsam ist eine begrenzte Temperaturbeständigkeit. So lässt die mechanische Belastbarkeit bei Temperaturen über 80 bis 100 °C nach.

Zink punktet als hervorragender elektrischer Leiter mit guter elektromagnetischer Verträglichkeit

Zusätzlich zu diesen Differenzierungen gibt es weitere unterschiedliche Eigenschaften. Zink ist ein hervorragender elektrischer Leiter mit guter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV), Kunststoff wirkt dagegen elektrisch isolierend und bietet in der Regel keine Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlung.

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