In Kunststoffteilen können Spannungen entstehen, wenn diese durch spanabhebende Bearbeitungsmethoden wie Drehen oder Sägen bearbeitet werden oder durch Warmverformung umgeformt werden. In Verbindung mit korrosiven Medien wie etwa scharfen Reinigungsmitteln, Lacken oder Lösungsmitteln können in der Folge leicht Spannungsrisse im Material auftreten. Es gibt hochwertige Kunststoffe wie Acrylglas, die tolerant gegenüber hohen Zugspannungen sind. Dennoch ist es durchaus empfehlenswert in den genannten Fällen den Kunststoff zu tempern. Dadurch können spätere Beschädigungen vermieden oder zumindest minimiert werden.

Das Tempern

Tempern beschreibt die Wärmebehandlung von Kunststoff und anderen Materialien. Ziel ist es hierbei, bestimmte wünschenswerte Gebrauchseigenschaften zu erhalten. Bei Kunststoffen erfolgt es durch Warmlagern. Dies geschieht in einem Umluftofen mit Temperaturregelung. Das Tempern teilt sich in 3 Phasen auf:

1. langsames, gleichmäßiges Aufheizen
2. Halten einer konstanten Temperatur über einen längeren Zeitraum
3. sehr langsames und stetiges Abkühlen bis zum Erreichen der Raumtemperatur

Wie lange jede einzelne Phase dauern muss, hängt vom jeweiligen Werkstoff und der Wanddicke des Werkstücks ab. Ebenso verhält es sich mit den eingesetzten Temperaturen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die zulässige Dauergebrauchstemperatur niemals überschritten werden darf.

Ziele des Temperns von Kunststoffen

Es gibt unterschiedliche Ziele, beim Tempern von Kunststoff erreicht werden sollen:

• Die Reduktion von materialinternen Spannungen, welche zum Beispiel durch Abkanten oder spanende Bearbeitung entstehen.
• Verbesserung der Festigkeit sowie Chemikalienbeständigkeit durch Erhöhung der Kristallinität des Kunststoffs.
• Die erhöhte Wärmebeständigkeit des verarbeiteten Kunststoffs.
• Verbesserung der Dimensionsstabilität, insbesondere dann, wenn enge Toleranzen eingehalten werden müssen.

Auswirkungen des Temperns

Es erfolgt ein Eingriff in die molekulare Struktur des Kunststoffs. Sind bei der Bearbeitung Molekülgitter "durcheinandergeraten", werden diese während des Temperns wieder korrekt angeordnet. Hierdurch erfolgt die Lösungen materialinterner Spannungen. Eine geordnete Abkühlung ist zum Beispiel bei Acrylglas notwendig, damit das Material diese positiven Eigenschaften auch nach dem Tempern weiter beibehält. Bauteile müssen daher bei rund 50°C aus dem Ofen genommen werden. Anschließen muss eine weitere langsame Abkühlung auf Raumtemperatur gewährleistet werden. Werden diese Vorgaben nicht eingehalten droht die Gefahr, dass man mit dem Tempern nicht die gewünschten Effekte erzielt und den Vorgang unter Umständen wiederholen muss.