Bei der Entscheidung zwischen ABS und Polycarbonat kommt es in erster Linie darauf an, welchen Belastungen das Bauteil standhalten muss, und nicht darauf, welcher Kunststoff beliebter ist. Beide sind technische Thermoplaste, die für Gehäuse, Einfassungen und Abdeckungen verwendet werden, und beide lassen sich bearbeiten, spritzen oder drucken. Der Unterschied liegt darin, welche Auswirkungen hinsichtlich Stoßfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Kosten jeder der beiden Werkstoffe auf das jeweilige Projekt hat. Lesen Sie den vollständigen Materialien Sortiment, um zu prüfen, wie sich die einzelnen Qualitäten mit Metallen und anderen Kunststoffen kombinieren lassen.
Keiner der beiden Kunststoffe ist in jeder Kategorie überlegen. Polycarbonat ist fester, zäher und hitzebeständiger, während ABS kostengünstiger, leichter zu veredeln und einfacher zu verarbeiten ist. Dieser Kompromiss erklärt, warum beide Materialien oft nebeneinander zum Einsatz kommen und warum Mischungen aus beiden so verbreitet sind.
Was ist ABS?
ABS steht für Acrylnitril-Butadien-Styrol. Es wird aus drei Monomeren hergestellt, von denen jedes eine andere Eigenschaft beisteuert. Acrylnitril sorgt für chemische Beständigkeit und Härte, Butadien für Schlagfestigkeit und Styrol für Steifigkeit sowie eine glatte, glänzende Oberfläche.
In der Praxis ist ABS undurchsichtig, formstabil und lässt sich leicht formen, bearbeiten und lackieren. Es wird für Innenverkleidungen im Automobilbereich, Gehäuse für Unterhaltungselektronik, Schaltschränke, Spielzeug und Prototypengehäuse verwendet. Dank seiner ausgewogenen Kombination aus Zähigkeit, Oberflächenqualität und Preis ist es die erste Wahl für alltägliche Kunststoffteile.
Was ist Polycarbonat?
Polycarbonat, oft als PC abgekürzt, ist ein transparenter Thermoplast, der für seine Zähigkeit und optische Klarheit bekannt ist. Es wird für Schutzscheiben, Maschinenschutzvorrichtungen, Lampenabdeckungen, Linsen, Schaugläser und transparente Gehäuse verwendet, bei denen ein Bauteil sowohl durchsichtig bleiben als auch stoßfest sein muss.
Eine Standard-Plattenqualität lässt laut den unten angegebenen Herstellerangaben etwa 88 Prozent des Lichts durch. Diese Lichtdurchlässigkeit in Verbindung mit einer hohen Schlagfestigkeit macht Polycarbonat zu einer praktischen Alternative zu Glas in vielen industriellen und sicherheitsrelevanten Anwendungsbereichen.
ABS vs. Polycarbonat auf einen Blick
In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten veröffentlichten Zahlen nebeneinander aufgeführt. Da die Qualitätsklassen variieren, sollten diese Werte als typische Werte für Standardqualitäten betrachtet werden und nicht als garantierte Mindestwerte für jeden Lieferanten.
| Eigenschaft | ABS | Polycarbonat |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 32 MPa | 62 MPa |
| Steifigkeit (Elastizitätsmodul) | 1,7 GPa | 2,4 GPa |
| Dichte | 1,04 g/cm³ | 1,20 g/cm³ |
| Wärmeformbeständigkeitstemperatur | Niedriger als bei Polycarbonat | 132 °C bei 1,8 MPa |
| Klarheit | Undurchsichtig | Transparent, Lichtdurchlässigkeit von etwa 88 Prozent |
| Relative Materialkosten | Nach unten | Etwa 50 Prozent mehr als ABS |
Festigkeit von Polycarbonat im Vergleich zu ABS
Bei der Zugfestigkeit liegt Polycarbonat deutlich vorn. Der angeführte Herstellervergleich gibt für Polycarbonat 62 MPa und für ABS 32 MPa an. Polycarbonat ist mit 2,4 GPa gegenüber 1,7 GPa bei ABS zudem steifer, was bei Abdeckungen und Verkleidungen von Bedeutung ist, die sich unter Belastung nicht verbiegen dürfen.
Auch beim Schlagverhalten zeigt sich ein ähnliches Bild. Polycarbonat zeichnet sich durch eine sehr hohe Schlagzähigkeit aus; in den angeführten Daten brechen Izod-Proben ohne Kerbe nicht. ABS bietet nach wie vor eine gute Schlagfestigkeit für den Alltagsgebrauch und verfügt über die richtige Zähigkeit für viele Gehäuse, die niemals einem harten Schlag ausgesetzt sein werden.
Polycarbonat vs. ABS – Hitzebeständigkeit
Bei Hitze vergrößert sich der Abstand. Polycarbonat weist laut den angegebenen Datenblättern eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur von 132 °C bei 1,8 MPa auf. Das ist für einen ungefüllten Kunststoff ein hoher Wert und erklärt, warum Polycarbonat in der Nähe von Lampen, Motoren und anderen wärmeerzeugenden Bauteilen eingesetzt wird.
ABS wird bei niedrigeren Temperaturen weich, was seinen Einsatz in heißen Umgebungen wie Motorräumen, Beleuchtungsgehäusen und Bauteilen, die im Fahrzeuginneren der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, einschränkt. Eine höhere Hitzebeständigkeit bedeutet bei Polycarbonat auch höhere Verarbeitungstemperaturen, sodass beim Drucken häufig eine beheizte Kammer erforderlich ist, um Verformungen zu vermeiden.
Klarheit, UV-Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit
In puncto Transparenz hat Polycarbonat eindeutig die Nase vorn. Es ist von Natur aus transparent, während ABS in seinem natürlichen Zustand undurchsichtig ist. Wenn ein Bauteil ein Fenster, eine Linse, ein Schauglas oder einen Lichtdiffusor benötigt, ist Polycarbonat das einzige der beiden Materialien, das diese Aufgabe ohne einen separaten transparenten Einsatz erfüllen kann.
Bei der Verwendung im Außenbereich ist das Bild uneinheitlicher. ABS soll eine höhere natürliche UV-Beständigkeit aufweisen als Polycarbonat, während Polycarbonat für eine längere Exposition im Freien eine UV-stabilisierte Ausführung benötigt. Fragen Sie bei einer Abdeckung für den Außenbereich nach der UV-stabilisierten Ausführung, anstatt davon auszugehen, dass Standard-Polycarbonat der Witterung gut standhält.
Kosten und Bearbeitung
Polycarbonat kostet laut dem unten angeführten Kostenvergleich etwa 50 Prozent mehr als ABS. Die Granulatpreise in diesem Vergleich liegen bei etwa 1,52 Dollar pro Kilogramm für Standard-Polycarbonat und bei etwa 0,90 Dollar pro Kilogramm für Standard-ABS. Beide sind relativ kostengünstig, doch bei großen Bauteilen und hohen Stückzahlen summiert sich der Preisunterschied.
ABS lässt sich zudem in der Regel kostengünstiger verarbeiten, da sein niedrigerer Schmelzpunkt den Energieverbrauch senkt und sich die Oberfläche gut lackieren lässt. Vergleichen Sie fertige Teile, nicht Granulat: Ein dünneres Teil aus Polycarbonat, das keine zusätzliche Schutzschicht benötigt, kann über seine gesamte Lebensdauer hinweg kostengünstiger sein als ein billigeres ABS-Teil, das Risse bekommt oder sich verzieht.
PC-ABS-Mischung: Der Mittelweg
Ein PC-ABS-Blend vereint Polycarbonat und ABS in einem Material. Es behält einen Großteil der Hitzebeständigkeit und Zähigkeit von Polycarbonat bei und bietet gleichzeitig die einfachere Verarbeitbarkeit und die bessere Oberflächenqualität von ABS. Es wird häufig für Automobilteile, Elektronikgehäuse und -einschlüsse verwendet, bei denen die Eigenschaften von ABS allein nicht ausreichen.
Die Mischung ist zudem kostengünstiger als reines Polycarbonat, da durch die Zugabe von ABS die Materialkosten pro Kilogramm sinken. Wenn reines Polycarbonat überdimensioniert ist und reines ABS nicht zäh oder hitzebeständig genug ist, ist eine PC-ABS-Sorte die erste Alternative, die getestet werden sollte.
ABS oder Polycarbonat für Gehäuse
Bei Gehäusen richtet sich die Wahl in der Regel nach den Umgebungsbedingungen. Für Elektronikgehäuse im Innenbereich mit mäßigem Stoßrisiko eignet sich ABS gut. Sie sind leicht, lassen sich einfach weiterverarbeiten, leicht anpassen und bei Konstruktionsänderungen kostengünstig austauschen.
Für Gehäuse im Außenbereich, in der Industrie oder im Sicherheitsbereich eignet sich Polycarbonat besser. Transparente Deckel, Sichtfenster und Abdeckungen, die Stößen, Hitze oder rauer Behandlung ausgesetzt sind, profitieren von seiner Robustheit und Klarheit. Wenn ein Gehäuse sowohl transparent als auch stabil sein muss, ist Polycarbonat die praktische Wahl.
Gepäck aus ABS im Vergleich zu Gepäck aus Polycarbonat
Am Beispiel von Reisegepäck lässt sich dieser Kompromiss im Alltag verdeutlichen. Koffer aus ABS sind in der Regel günstiger und leichter, was für Reisende von Vorteil ist, denen Preis und Gewicht wichtig sind. Koffer aus Polycarbonat sind in der Regel robuster und stoßfester, was für Vielreisende von Vorteil ist, die einen Koffer suchen, der auch unsanfter Behandlung standhält.
Die gleiche Logik gilt auch für Helme und Werkzeugkoffer: Bei häufigem Herunterfallen ist Polycarbonat vorzuziehen, bei schonender Behandlung hingegen ABS. Design und Dicke spielen eine ebenso große Rolle wie der Grundkunststoff.
Zu beachtende Nachteile
ABS wird bei niedrigeren Temperaturen weich als Polycarbonat, ist undurchsichtig und kann Kratzer bekommen oder sich verziehen, wenn bei der Konstruktion seine Wärme- und Belastungsgrenzen nicht berücksichtigt werden. Polycarbonat zerkratzt leichter, sofern es nicht beschichtet ist; es kann unter Spannung Risse durch chemische Einwirkung bilden, wenn bestimmte Chemikalien mit dem Bauteil in Kontakt kommen, und es zersetzt sich langsam in heißem Wasser und Dampf.
So treffen Sie in der Praxis die richtige Wahl
Beginnen Sie mit der anspruchsvollsten Anforderung, nicht mit dem günstigsten Material. Wenn das Bauteil Transparenz, hohe Schlagzähigkeit oder hohe Hitzebeständigkeit erfordert, beginnen Sie mit Polycarbonat und prüfen Sie, ob ABS die Anforderungen ebenfalls erfüllen könnte. Trifft keine dieser Anforderungen zu, beginnen Sie mit ABS und investieren Sie die eingesparten Kosten in eine bessere Oberflächenveredelung oder eine Konstruktionsverbesserung.
Wenn die Entscheidung schwerfällt, lassen Sie, sofern es das Budget zulässt, Prototypen aus beiden Materialien anfertigen. Ein gedrucktes oder maschinell gefertigtes Muster vermittelt einen weitaus besseren Eindruck von Oberflächenbeschaffenheit, Biegsamkeit und Passform als ein Datenblatt allein. Für 3D-Druck Prototypen: Beachten Sie, dass Polycarbonat höhere Temperaturen und eine bessere Temperaturregelung in der Kammer erfordert als ABS. Für die Serienfertigung, Spritzguss Die Einstellungen unterscheiden sich bei den beiden, daher ist ein Schnelle Prototypenerstellung Ein Testlauf im Produktionsmaterial ist die sicherste Bestätigung.
Fazit
Polycarbonat punktet bei Festigkeit, Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit und Transparenz. ABS überzeugt durch niedrige Kosten, einfache Verarbeitbarkeit und Oberflächenqualität. Ein PC-ABS-Blend liegt dazwischen und ist oft der beste Kompromiss für Gehäuse und Einfassungen. Wählen Sie das Material entsprechend der größten Belastung, der das Bauteil ausgesetzt sein wird – dann ergibt sich die richtige Wahl meist von selbst.
Quellen: Xometry: Polycarbonat vs. ABS und ArpTech, CNC-Bearbeitung von Polycarbonat (PC), unter Bezugnahme auf das Datenblatt zu SABIC LEXAN 9034-Platten.
Häufig gestellte Fragen
Was ist besser: Gepäck aus ABS oder aus Polycarbonat?
Gepäck aus Polycarbonat ist in der Regel robuster und bei Stößen widerstandsfähiger, was sich für häufige Reisen und unsanfte Behandlung eignet. Gepäck aus ABS ist in der Regel günstiger und leichter, was sich für gelegentliche Reisen und ein knappes Budget eignet. Die beste Wahl hängt davon ab, wie oft der Koffer mitgenommen wird und wie stark er beansprucht wird.
Welches Material ist besser: Polycarbonat oder ABS?
Keines der beiden Materialien ist in jedem Fall besser. Polycarbonat ist hinsichtlich Festigkeit, Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit und Transparenz überlegen. ABS überzeugt durch niedrige Kosten, einfache Verarbeitung und eine glatte Lackoberfläche. Entscheiden Sie sich für Polycarbonat bei anspruchsvollen Bauteilen und für ABS bei einfachen Bauteilen für den Innenbereich, bei denen die Kosten im Vordergrund stehen.
Was sind die Nachteile von ABS-Kunststoff?
ABS wird bei niedrigeren Temperaturen weich als Polycarbonat, ist undurchsichtig und kann sich verziehen oder zerkratzen, wenn bei der Konstruktion seine Wärme- und Belastungsgrenzen nicht berücksichtigt werden. Außerdem wird es aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt, und die Recyclingmöglichkeiten variieren je nach Standort. Für Teile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, transparent sein müssen oder eine hohe Schlagfestigkeit erfordern, ist ABS oft das falsche Ausgangsmaterial.
Was ist ein wesentlicher Nachteil von Polycarbonatplatten?
Ein großer Nachteil sind Kratzer und chemische Empfindlichkeit. Polycarbonat kann Kratzer bekommen, sofern es nicht mit einer harten Beschichtung versehen ist, und es kann zu Spannungsrissen kommen, wenn Lösungsmittel oder starke Laugen mit einem unter Spannung stehenden Bauteil in Berührung kommen. Außerdem ist es teurer als ABS und muss für den langfristigen Einsatz im Außenbereich UV-stabilisiert werden.
Kann Polycarbonat eine Kugel abwehren?
Eine gewöhnliche Polycarbonatplatte kann keine Kugel abwehren. Bei kugelsicherer Verglasung kommen dicke, laminierte Verbundkonstruktionen zum Einsatz, die auf eine bestimmte Gefahrenstufe geprüft sind – nicht eine einzelne, handelsübliche Platte. Betrachten Sie keine gewöhnliche Polycarbonatplatte als kugelsicher und überprüfen Sie stets die geprüfte Schutzklasse der gesamten Verbundkonstruktion.
