Ob Zahnrad, Gleitlager, Schutzbacke oder Bauteil im Vorrichtungsbau – bevor ein Kunststoff verbaut wird, muss klar sein, welcher Belastung er standhält. Eine gute Festigkeit Kunststoffe Tabelle liefert genau diese Orientierung: Sie zeigt auf einen Blick, wie sich Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit gängiger technischer Kunststoffe unterscheiden. In diesem Artikel finden Sie eine kompakte Übersichtstabelle, die Definitionen der wichtigsten Kennwerte sowie praxisnahe Hinweise, worauf es bei der Werkstoffauswahl für belastete Bauteile ankommt.

Anders als bei Metallen ist die Festigkeit von Kunststoffen kein einzelner, fester Wert. Sie hängt stark von Temperatur, Feuchtigkeit, Belastungsdauer und der Ausrichtung eventueller Faserverstärkungen ab. Trotzdem lassen sich einige zentrale Kennwerte definieren, die in jeder technischen Festigkeit Kunststoffe Tabelle auftauchen und den Vergleich zwischen Werkstoffen erst möglich machen.

Zugfestigkeit (Rm)

Die Zugfestigkeit beschreibt die maximale Spannung, die ein Werkstoff vor dem Bruch bei Zugbelastung aushält, gemessen in N/mm² bzw. MPa. Sie ist der am häufigsten zitierte Kennwert und die Grundlage jeder Werkstoffauswahl für zugbelastete Bauteile.

Druckfestigkeit

Sie gibt an, welcher Druckspannung ein Bauteil standhält, bevor es sich plastisch verformt oder versagt. Bei vielen thermoplastischen Kunststoffen liegt die Druckfestigkeit deutlich über der Zugfestigkeit.

Biegefestigkeit

Die Biegefestigkeit beschreibt das Verhalten unter kombinierter Zug- und Druckbelastung, wie sie bei gebogenen oder einseitig eingespannten Bauteilen auftritt – etwa bei Führungsleisten oder Abdeckungen in Vorrichtungen.

Kerbschlagzähigkeit

Sie beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs, Energie bei stoßartiger Belastung aufzunehmen, ohne zu splittern. Gerade bei schlagartig belasteten Bauteilen ist dieser Wert oft entscheidender als die reine Zugfestigkeit.

Dauerfestigkeit

Sie gibt an, welcher zyklischen Belastung ein Bauteil dauerhaft standhält, ohne durch Materialermüdung zu versagen – relevant für schwingend belastete Kunststoffbauteile in Maschinen und Vorrichtungen.

Die folgende Tabelle fasst typische Zug- und Biegefestigkeitswerte gängiger technischer Kunststoffe zusammen. Es handelt sich um Richtwerte aus technischer Fachliteratur für unverstärkte Standardtypen bei Raumtemperatur (23 °C) und trockenem Zustand – reale Werte variieren je nach Hersteller, Rezeptur und Prüfnorm.

Hinweis: Alle Werte in dieser Festigkeit Kunststoffe Tabelle sind Näherungswerte aus technischer Fachliteratur für unverstärkte Standardtypen. Für sicherheitsrelevante oder dauerhaft belastete Bauteile sollten Sie stets das Datenblatt des konkreten Herstellergranulats heranziehen – glas- oder kohlefaserverstärkte Typen erreichen teils deutlich höhere Werte.

Damit Werte aus unterschiedlichen Datenblättern und Tabellen überhaupt vergleichbar sind, werden sie nach genormten Prüfverfahren ermittelt. Für die Praxis relevant sind vor allem drei Normen:

• ISO 527 (bzw. das US-Pendant ASTM D638) regelt die Bestimmung der Zugfestigkeit im Zugversuch an genormten Probekörpern.
• ISO 178 beschreibt den Drei-Punkt-Biegeversuch zur Ermittlung der Biegefestigkeit und des Biege-E-Moduls.
• ISO 179 (Charpy) bzw. ISO 180 (Izod) definieren den Kerbschlagbiegeversuch zur Bestimmung der Schlagzähigkeit.

Wenn zwei Hersteller für denselben Kunststofftyp unterschiedliche Werte angeben, lohnt sich daher immer ein Blick darauf, nach welcher Norm und bei welcher Prüfkörpergeometrie gemessen wurde – erst dann sind die Zahlen wirklich vergleichbar.

Eine Festigkeit Kunststoffe Tabelle gibt einen ersten Anhaltspunkt – für die konkrete Bauteilauslegung reicht sie aber selten aus. Folgende Faktoren verändern die tatsächliche Festigkeit teils erheblich:

• Temperatur: Viele Thermoplaste verlieren bei steigender Temperatur deutlich an Festigkeit; PA6 etwa kann bei 80 °C nur noch einen Bruchteil der Raumtemperatur-Zugfestigkeit aufweisen.
• Feuchtigkeit: Polyamide nehmen Wasser auf und werden dadurch zäher, aber weicher – die Zugfestigkeit sinkt, die Schlagzähigkeit steigt.
• Faserverstärkung: Glasfaserverstärkte Typen (z. B. PA6-GF30) erreichen oft die doppelte bis dreifache Zugfestigkeit des unverstärkten Grundmaterials.
• Belastungsdauer: Kunststoffe zeigen ausgeprägtes Kriechverhalten – bei Dauerlast liegt die zulässige Spannung deutlich unter der kurzzeitigen Zugfestigkeit.
• Alterung und UV-Einfluss: Insbesondere PP und PE versprödert unter UV-Strahlung mit der Zeit, was die Schlagzähigkeit reduziert.

Die oben stehende Tabelle zeigt unverstärkte Standardtypen. Sobald Glas- oder Kohlenstofffasern beigemischt werden, verändern sich die Werte teils drastisch:

• PA6-GF30 (30 % Glasfaseranteil): Zugfestigkeit steigt auf etwa 140 – 180 MPa, also nahezu das Doppelte des unverstärkten Materials.
• POM-GF25: Zugfestigkeit von rund 90 – 110 MPa bei gleichzeitig höherer Steifigkeit.
• PEEK-CF30 (30 % Kohlenstofffaser): Zugfestigkeit von bis zu 230 MPa, kombiniert mit sehr guter Temperaturbeständigkeit.

Der Nachteil: Faserverstärkte Typen sind spröder, anisotroper (also richtungsabhängig in ihren Eigenschaften) und in der Regel deutlich teurer als Standardgranulate. Für hoch belastete Präzisionsbauteile lohnt sich der Mehrpreis jedoch häufig, weil sich damit filigranere und leichtere Konstruktionen realisieren lassen, ohne die nötige Festigkeit zu opfern.

Im Vorrichtungs- und Werkzeugbau stellt sich häufig die Frage, ob ein Bauteil aus Kunststoff oder aus Metall gefertigt werden sollte. Kunststoffe punkten bei geringem Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Dämpfung und Gleiteigenschaften – etwa bei Führungselementen, Abdeckungen, Isolierbuchsen oder Schutzbacken. Sobald jedoch hohe Spannkräfte, punktuelle Flächenpressung oder dauerhafte Vibrationsbelastung auftreten, wie sie in der Spanntechnik typisch sind, stoßen selbst hochfeste technische Kunststoffe wie PEEK an ihre Grenzen: Ihre Zugfestigkeit liegt auch im besten Fall deutlich unter der von gehärtetem Stahl. Für kraftübertragende Elemente wie Spannfutter, Grundbacken oder Aufspannplatten bleibt Stahl daher die erste Wahl – Kunststoff kommt dort zum Einsatz, wo Gewicht, Dämpfung oder Verschleißschutz im Vordergrund stehen.

Wer im Maschinen- und Vorrichtungsbau Kunststoffbauteile auslegt, sollte neben der reinen Festigkeit Kunststoffe Tabelle immer folgende Punkte berücksichtigen:

• Sicherheitsfaktor: Für dynamisch oder dauerhaft belastete Bauteile empfiehlt sich ein Sicherheitsfaktor von mindestens 2 auf die zulässige Zugfestigkeit.
• Einsatztemperatur am Arbeitsplatz: Kühlschmierstoffe, Späne oder Prozesswärme können die reale Betriebstemperatur deutlich über Raumtemperatur anheben.
• Chemische Beständigkeit: Kühlschmiermittel, Öle und Reinigungsmittel können bestimmte Kunststoffe angreifen und die mechanischen Werte über die Zeit verschlechtern.
• Maßhaltigkeit: Insbesondere POM und PA neigen zu Schwindung und Quellung, was bei engen Passungen berücksichtigt werden muss.

In der Praxis zeigt sich außerdem, dass die reine Zugfestigkeit selten der einzige entscheidende Faktor ist. Bei Schutzbacken oder Auflageelementen in Spannvorrichtungen spielt beispielsweise die Kombination aus Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit eine ebenso große Rolle wie der reine Festigkeitswert aus der Tabelle – ein zu sprödes, hochfestes Material kann unter Stoßbelastung schneller versagen als ein zäherer, auf dem Papier „schwächerer“ Kunststoff. Eine fundierte Werkstoffauswahl berücksichtigt deshalb immer das gesamte Belastungsprofil des Bauteils im Betrieb, nicht nur einen einzelnen Kennwert.

Wie liest man eine Festigkeit Kunststoffe Tabelle richtig?

Achten Sie darauf, ob die angegebenen Werte für trockenes oder konditioniertes (feuchtes) Material gelten, bei welcher Temperatur gemessen wurde und ob es sich um unverstärktes oder faserverstärktes Material handelt. Nur so lassen sich Werte verschiedener Hersteller sinnvoll vergleichen.

Welcher Kunststoff hat die höchste Zugfestigkeit?

Unter den unverstärkten technischen Standardkunststoffen erreicht PEEK mit rund 90 bis 110 MPa die höchsten Werte. Glas- oder kohlefaserverstärkte Varianten von PA oder PEEK können diese Werte nochmals deutlich übertreffen.

Ist die Zugfestigkeit dasselbe wie die Belastbarkeit eines Bauteils?

Nein. Die Zugfestigkeit ist ein Materialkennwert aus dem Zugversuch. Die tatsächliche Belastbarkeit eines Bauteils hängt zusätzlich von Geometrie, Kerbwirkung, Temperatur, Belastungsdauer und Sicherheitsfaktor ab.

Warum unterscheiden sich Herstellerangaben teils stark voneinander?

Unterschiedliche Prüfnormen (z. B. ISO 527 vs. ASTM D638), Probekörpergeometrien und Additivierungen führen zu abweichenden Werten. Für die Bauteilauslegung ist deshalb immer das Datenblatt des konkreten Compounds maßgeblich.

Lohnt sich ein faserverstärkter Kunststoff gegenüber dem Standardtyp?

Bei hoher mechanischer Belastung, engen Bauräumen oder Anforderungen an die Steifigkeit ja: Glas- oder kohlefaserverstärkte Typen erreichen deutlich höhere Zugfestigkeiten bei geringerem Gewicht als Metall. Bei geringer Belastung reicht meist der unverstärkte Standardtyp, der zudem günstiger und leichter zu verarbeiten ist.

Eine gute Festigkeit Kunststoffe Tabelle ist der schnelle Einstieg in die Werkstoffauswahl und zeigt zuverlässig, welche Größenordnung an Zug- und Biegefestigkeit von einem Kunststoff zu erwarten ist. Für die konkrete Bauteilauslegung im Maschinen- und Vorrichtungsbau sollten diese Richtwerte jedoch immer im Zusammenspiel mit Temperatur, Belastungsdauer, Sicherheitsfaktor und dem Datenblatt des jeweiligen Herstellers betrachtet werden. Wo Kunststoff an seine Grenzen stößt, liefert ein erfahrener Partner für Spanntechnik die passende Lösung aus belastbareren Werkstoffen.