Verarbeitungseigenschaften

Verarbeitungseigenschaften bezeichnen die charakteristischen Eigenschaften eines Materials, die sein Verhalten während der Verarbeitung bestimmen. Dazu gehören das Fließverhalten, die Verformbarkeit und Formstabilität während des Formgebungsprozesses, die Zerspanbarkeit oder die Eignung für bestimmte Verfahren wie Spritzgießen, Extrudieren, Beschichten oder Formen. Verarbeitungseigenschaften sind eng verknüpft mit der chemischen Zusammensetzung, dem Kristallisationsverhalten, der Feuchteempfindlichkeit und der thermischen Stabilität des Materials.

Bei Kunststoffen sind rheologische Eigenschaften, Viskosität und das Schmelzverhalten besonders wichtig. Typische Kenngrößen sind der Melt Flow Index (MFI) oder das MVR-Verhalten sowie die schubratenabhängige Viskosität. Verarbeitungsfenster beschreiben Temperatur- und Druckbereiche, in denen das Material ausreichend fließt, aber nicht verbraucht oder beschädigt wird. Änderungen in der Temperatur, Feuchtigkeit oder in Additiven können das Verhalten deutlich verändern. Ähnliche Konzepte gelten für Metalle, Keramiken und Verbundwerkstoffe, wobei je nach Material andere Größen im Vordergrund stehen (z. B. Formfüllgrad, Zerspanbarkeit, Verzug, Aushärtekinetik).

Zur Ermittlung der Verarbeitungseigenschaften kommen spezifische Prüfmethoden zum Einsatz: rheologische Messungen mit Rotations- oder Kapillarrheometern, MFI- bzw. MVR-Tests, Thermomechanische Analysen sowie Prüfungen der Verarbeitbarkeit in realen Prozessen wie Spritzgießen oder Extrusion. Die Ergebnisse helfen bei der Materialauswahl, Prozessauslegung und Kostenkalkulation.

In der Praxis beeinflussen Verarbeitungseigenschaften maßgeblich Qualität, Ausschussrate und Wirtschaftlichkeit eines Herstellungsprozesses. Ein Material mit gutem Fließverhalten lässt sich leichter verarbeiten, kann jedoch je nach Anwendung auch unter geringer Festigkeit leiden; umgekehrt kann ein hoher Festigkeitswert die Verarbeitbarkeit erschweren. Ziel ist es, einen geeigneten Kompromiss zwischen Verarbeitbarkeit, Endleistung und Kosten zu finden.