Polycarbonat

Polycarbonat (PC, englisch polycarbonate) ist ein amorpher Thermoplast, der meist aus Bisphenol A hergestellt wird. Es verbindet Transparenz (Lichtdurchlässigkeit etwa 88 bis 90 % bei einigen Millimetern Dicke) mit sehr hoher Schlagzähigkeit und einer Wärmeformbeständigkeit über 120 °C und gehört daher zu den meistverwendeten technischen Kunststoffen. Bekannt sind auch Stegplatten für die Überdachung von Pergolen und Gewächshäusern.

Die Glasübergangstemperatur liegt bei etwa 145 bis 150 °C, die HDT bei 1,8 MPa meist bei 125 bis 140 °C. Der Zug-E-Modul beträgt 2,2 bis 2,5 GPa, die Zugfestigkeit etwa 60 bis 65 MPa, die Bruchdehnung 100 % und mehr, die Dichte etwa 1,2 g/cm³. Die Kerbschlagzähigkeit dünnwandiger Teile ist deutlich höher als bei ABS und um eine Größenordnung höher als bei PMMA (Acrylglas): Bei einem Schlag wird das Teil eher eingedellt, als dass es bricht. Die Zähigkeit bleibt auch bei Frost erhalten, und die Schwindung beim Spritzgießen beträgt nur etwa 0,5 bis 0,7 %.

Polycarbonat wird im Spritzguss verarbeitet (Massetemperatur meist 280 bis 320 °C, Werkzeugtemperatur 80 bis 120 °C), zu Platten, Folien und Profilen extrudiert und thermogeformt. Granulat und Platten müssen vor der Warmverarbeitung getrocknet werden, sonst entstehen im Teil Blasen und silbrige Schlieren. PC lässt sich gut zerspanen und polieren, verwenden Sie jedoch scharfe Werkzeuge und verträgliche Kühlschmierstoffe. Für den 3D-Druck gibt es Filamente aus PC und PC/ABS (Düse meist 260 bis 310 °C, Druckbett 100 bis 120 °C, beheizter Bauraum). Als „PC-like“ bezeichnete Photopolymerharze ahmen Polycarbonat nur nach.

Die nächsten Alternativen sind PMMA und PETG. PMMA ist klarer, härter, kratzfester und UV-beständiger und lässt sich beim Laserschneiden sauber trennen, ist aber spröde. PETG ist günstiger und leichter umzuformen, wird aber schon um 70 °C weich und ist weniger zäh. PC/ABS-Blends bieten einen Kompromiss zwischen den Eigenschaften von PC und der leichteren Verarbeitung und dem niedrigeren Preis von ABS, PC/PBT-Blends eine bessere Chemikalienbeständigkeit.

Wählen Sie Polycarbonat, wo Transparenz zusammen mit Schlag- und Bruchfestigkeit gefragt ist: Schutzhauben und Sichtscheiben an Maschinen, Schutzschilde und Visiere, Schutzbrillen, Leuchtenabdeckungen und LED-Diffusoren, Scheinwerferabdeckungen, transparente Gerätedeckel und Gerätegehäuse. Opake Typen und PC/ABS-Blends werden für Elektronikgehäuse, Elektroinstallationsdosen und Innenraumteile im Automobil eingesetzt, wenn die Wärmeformbeständigkeit oder Zähigkeit von ABS nicht ausreicht. Im Prototypenbau eignet sich gefrästes und poliertes PC für transparente Funktionsteile.

Die Hauptschwäche von PC ist die Neigung zur Spannungsrissbildung unter Chemikalieneinfluss. Ein Teil mit Eigenspannungen aus dem Spritzguss, mit eingepresstem Einsatz oder zu fest angezogener Schraube kann nach Kontakt mit Lösemitteln, manchen Reinigungsmitteln, Ölen, Weichmachern aus PVC, Klebstoffen oder Schraubensicherungen reißen. Prüfen Sie die Verträglichkeit deshalb vorab. PC verkratzt leicht und vergilbt ohne UV-Schutz in der Sonne, verwenden Sie im Freien und für optische Teile daher UV-geschützte Typen mit kratzfester Beschichtung. Längerer Kontakt mit Heißwasser, Dampf oder Laugen führt zur Hydrolyse.

Vermeiden Sie in der Konstruktion scharfe Innenecken, Kerben und unnötig dicke Wände, denn die Kerbschlagzähigkeit sinkt mit zunehmender Kerbschärfe und Wanddicke deutlich. Prüfen Sie bei Teilen mit Lebensmittelkontakt die aktuelle EU-Gesetzgebung zu Bisphenol A. Nennen Sie in der Anfrage den gewünschten Typ (Transparenz, UV-Stabilisierung, Flammschutz, kratzfeste Beschichtung) und bei Frästeilen, ob sie zum Spannungsabbau getempert werden sollen.