Ingenieure verwechseln oft zwei verschiedene Materialien unter dem einen Namen Polyurethan und wundern sich danach, warum sich das gekaufte Teil anders verhalten hat als erwartet. Thermoplastisches Polyurethan TPU und Gießpolyurethan sind nach Struktur und Herstellungsweise unterschiedliche Materialien, obwohl die fertigen Erzeugnisse aus ihnen fast gleich aussehen. Sehen wir uns an, was TPU ist, wo seine Stärken liegen und warum das Werk TIMOL für belastete, verschleißfeste Teile gerade Gießpolyurethan gießt.
Was thermoplastisches Polyurethan ist
Thermoplastisches Polyurethan ist ein Elastomer, das sich wie ein Thermoplast verhält: Unter Wärme schmilzt es, nimmt durch Extrusion oder Spritzguss Form an und erstarrt nach dem Abkühlen. Der wichtigste praktische Unterschied besteht darin, dass sich TPU mehrfach umschmelzen lässt, also Verschnitt und Ausschuss in die Verarbeitung zurückgehen. Nach chemischer Basis gibt es TPU auf einfachen oder komplexen Polyethern: einfache Polyether bieten bessere Beständigkeit gegen Hydrolyse und niedrige Temperaturen, komplexe fügen Zugfestigkeit und schnelle Formrückstellung hinzu.
Diese Fähigkeit, die Eigenschaften in der Synthesephase einzustellen, macht Polyurethane in der Anwendung so flexibel. TPU vereint die Elastizität von Gummi mit der Härte von Kunststoff, ist beständig gegen Öle und Abrieb und hält bei Verformung die Form. Gerade wegen der Recycelbarkeit und der Möglichkeit einer feinen Profilierung lässt es sich bequem in Massen verarbeiten.
Wo TPU eingesetzt wird
Thermoplastisches Polyurethan ist ideal dort, wo dünne, flexible Profile und große Chargen gebraucht werden. Klassische Anwendungen sind die Isolierung von Kabeln und Leitungen, Hochdruckschläuche, Folien und Membranen, Schuhsohlen, Schutzhüllen und Auflagen. Bei diesen Aufgaben schätzt man gerade die Fähigkeit von TPU, sich durch Extrusion zu einem dünnen, stabilen Profil formen und wieder verarbeiten zu lassen.
In dickwandigen, belasteten Teilen von Industrieanlagen ist die Lage jedoch anders. Bunkerauskleidungen, Elevatorbecher, Rollen, Buchsen, Abstreifer und Dichtungen arbeiten in dicker Schicht unter hoher spezifischer Last und Schlag. Hier ist nicht die Recycelbarkeit wichtiger, sondern das Verhalten eines massiven Teils unter Last, und diese Aufgabe löst Gießpolyurethan besser.
Gießpolyurethan gegen harte Kunststoffe: die Zahlen
Um zu verstehen, warum man für Verschleiß Gießpolyurethan wählt, ist ein Vergleich mit den harten Konstruktionskunststoffen hilfreich, mit denen es ebenfalls oft verglichen wird. Gießpolyurethan verbindet geringen Abrieb mit Elastizität, während Caprolon und ultrahochmolekulares Polyethylen bei der Steifigkeit gewinnen, aber fast keine elastische Rückprallung haben.
| Kennwert | Gießpolyurethan (PU) | Caprolon (PA6) | UHMW-PE |
|---|---|---|---|
| Abrieb, DIN 53516 | 38-39 mm³ | 30-90 mm³ | 15-30 mm³ |
| Arbeitstemperatur | -60 bis +100 °C | -40 bis +100 °C | -200 bis +80 °C |
| Reißfestigkeit | 39-87 MPa | 60-85 MPa | 17-45 MPa |
| Härte, Shore-Skala | 50 Shore A bis 70 Shore D | 75-85 Shore D | 60-70 Shore D |
| Rückprallelastizität | 34-61 % | 5-15 % | 5-10 % |
Der Schlüsselunterschied zeigt sich in der letzten Zeile: Die Rückprallelastizität von Polyurethan beträgt 34-61 % gegenüber 5-15 % bei Caprolon. Das bedeutet, dass Polyurethan den Schlag dämpft und die Form zurückgibt, während harter Kunststoff den Schlag auf die Konstruktion überträgt und spröde brechen kann. Beim Abrieb liegen Polyurethan und UHMW-PE nah beieinander, doch Polyurethan ist zugleich elastisch und gewinnt daher an Baugruppen, wo Abrasion und Schlag zusammen auftreten.
Tipp des Ingenieurs: Wählen Sie das Material nach dem Charakter der Last, nicht nach dem Namen. Trägt eine Baugruppe Schlag und Vibration, ist Elastizität nötig, und dann arbeitet Gießpolyurethan im Bereich 80-95 Shore A besser als jeder harte Kunststoff. Wird dagegen nur eine steife, reibungsarme Gleitführung ohne Schläge gebraucht, ist Caprolon oder Polyethylen angebrachter. Übertragen Sie eine Sorte nicht automatisch von einer Baugruppe auf eine andere.
Warum TIMOL gießt und nicht extrudiert
Die Technologie des freien Gusses erlaubt es, ein Teil beliebiger Dicke und Form nach Zeichnung oder Muster des Kunden ohne teure Pressform zu gießen. Flüssiges Polyurethan wird in die Form gegossen, härtet chemisch aus, danach durchläuft das Teil eine mechanische Bearbeitung bis zum endgültigen Maß. Dieser Ansatz ist sowohl für Einzelteile als auch für kleine Serien wirtschaftlich, was die auf das dünne Massenprofil ausgelegte TPU-Extrusion nicht leisten kann.
Gerade deshalb wählt das Werk für verschleißfeste Industrieerzeugnisse Gießpolyurethan und nicht das thermoplastische. Typische Positionen sind im Katalog gesammelt, und mehr über das Material selbst und seine Eigenschaften lässt sich auf der Seite über Polyurethan nachlesen.
Wie man auswählt und bestellt
Die Wahl zwischen thermoplastischem und Gießpolyurethan läuft auf die Art des Teils hinaus. Ein dünnes, flexibles Profil, eine Folie oder ein Kabel ist das Gebiet von TPU. Ein dickes, belastetes Teil auf Abrasion und Schlag ist Gießpolyurethan. Wenn Sie nicht sicher sind, zu welcher Klasse Ihre Aufgabe gehört, ist es einfacher, die Arbeitsbedingungen der Baugruppe zu beschreiben, und der Technologe empfiehlt das Material.
Praktisches Fazit
Thermoplastisches und Gießpolyurethan sind keine Synonyme, sondern zwei Materialien für unterschiedliche Aufgaben: TPU für dünne Profile und Massenchargen, Gießpolyurethan für belastete, verschleißfeste Teile nach Maß. Beschreiben Sie Ihre Baugruppe und senden Sie Zeichnung oder Muster über die Kontakte an das Werk TIMOL, und die Ingenieure wählen Material und Härte aus und berechnen die Fertigung. Die Liste der Leistungen finden Sie im Bereich Leistungen.