Der Allrounder Unter Den Kunststoffen: Was Ist ABS?

Der Allrounder unter den Kunststoffen: Was ist ABS?

ABS ist die Kurzbezeichnung für Acrylnitril-Butadien-Styrol – für einen Kunststoff, der unter verschiedenen Handelsnamen für Produkte unterschiedlichster Art Verwendung findet: etwa als Kantenschutz für Möbel, als Kühlergrill in PKWs oder als Gehäuse von Elektrogeräten. Besondere Aufmerksamkeit und Beliebtheit genießt die Substanz als Ausgangsmaterial für Werkstücke im 3D-Druck.

Chemische Zusammensetzung physikalischen Eigenschaften des Polymers ABS

ABS ist ein Polymer – ein chemischer Stoff, der aus mehreren (poly), nämlich aus drei Monomeren aufgebaut ist. Monomere sind reaktionsfähige Moleküle, die sich zu molekularen Ketten verbinden können. ABS ist ein Terpolymer – ‚ter‘ steht für drei: Die drei Ausgangsstoffe – die Monomere Acrylnitril, Butadien und Styrol – ergeben das (Ter-)Polymer ABS.

Acrylnitril-Butadien-Styrol ist zudem ein thermoplastischer Kunststoff, dessen Form sich bei bestimmten Temperaturen beliebig oft verändern lässt. Die Substanz ist im weiten Temperaturbereich zwischen -40 °C und +100 °C – fest und hart. Acrylnitril-Butadien-Styrol hat eine Erweichungstemperatur von etwa 100 °C und verflüssigt sich zwischen 220 °C und 250 °C.

Schlagfest, kratzfest und vielseitig in der Nachbehandlung

Acrylnitril-Butadien-Styrol wurde Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt. Die globale Beliebtheit verdankt der Thermoplast seiner Vielseitigkeit: Er ist feuchtigkeitsabweisend, schmutzabweisend sowie weitgehend resistent gegen Fette und Öle, gegen elektrostatische Aufladung und Temperaturschwankungen. ABS punktet mit Zähigkeit und ist steif, schlag- und kratzfest. Trotz seiner Robustheit lässt sich der Stoff gut präparieren und als fertiges Produkt nachbearbeiten – etwa kleben und schweißen, schleifen, bohren und sägen. Die Beschichtungsmöglichkeiten sprechen zusätzlich für die Verwendung von ABS: Es lässt sich lackieren, bedrucken und – ein besonders attraktives Merkmal für einen Kunststoff – es lässt sich hervorragend galvanisieren: Diese Form der metallischen Oberflächenbeschichtung von ABS-Fabrikaten ist weitverbreitet. Das liegt daran, dass die Metallisierung von Acrylnitril-Butadien-Styrol eine besonders gute Haftung zwischen Metallbezug und Kunststoffkern erzielt.

Breitgefächertes Anwendungsspektrum von ABS

Gerade die hohe Qualität galvanischer Oberflächenveredelung beschert ABS-Produkten einen weltweit hohen Nachfragemarkt. Metallisch beschichtete Kunststoffe sind beispielsweise bei elektronischen Geräten sowie in der Automobil-Zulieferindustrie heiß begehrt. So findet man oberflächenmetallisiertes Acrylnitril-Butadien-Styrol als Gehäuseteile von Kleingeräten wie Smartphones, Rasierapparaten und Kameras. Auch Gehäuse von Büromaschinen, Computern, TV-Geräten und Staubsaugern sind häufig aus diesem Thermoplast gefertigt. Selbst in die Spielzeugindustrie hat ABS schon vor Jahrzehnten Einzug gefunden: LEGO-Bausteine sind aus Acrylnitril-Butadien-Styrol geformt. Der Vielzahl an Anwendungsbeispielen sind keine Grenzen gesetzt: Aus ABS werden Blasinstrumente hergestellt, in der Möbelindustrie wird Acrylnitril-Butadien-Styrol als Umleimer und Kantenschutz genutzt – Medizinprodukte, Elektronikbauteile, Uhrgehäuse, Armaturen im Sanitärbereich, Helme, Sonnenbrillen – die Liste ließe sich beliebig lange fortsetzen. In der Automobilbranche kommen ABS-Fabrikate in unterschiedlichster Formgebung und Oberflächengestaltung zum Zug. Das gilt sowohl für Karosserieteile, Spoiler, Zierleisten oder Scheinwerferleuchten als auch für diverse Innenraumteile – so werden etwa Spiegelverkleidungen, Armaturen und Armlehnen oft aus dieser Substanz gefertigt.

Der optimierte Werkstoff – die ABS-Blends

Die vorteilhaften mechanischen Eigenschaften des Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymers lassen sich in der Kombination mit anderen technischen Kunststoffen noch zusätzlich optimieren. So resultiert aus einer Mischung der beiden Thermoplasten ABS und PC (Polycarbonat) ein Werkstoff, der durch zusätzliche Härte, Kaltschlagzähigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit überzeugt. Solche ABS/PC-Blends finden beispielsweise in der Fertigung im Automotive-Sektor sowie in der Elektro- und Elektronikindustrie Verwendung. ABS-Blends sind der Stoff, aus dem beispielsweise Handschuhfächer, Mittelkonsolen und Gurtführungsgehäuse gemacht sind. Auch für Stecker, Steckdosen, Klemmleisten, Leitungskanäle und Stromzähler wird serienmäßig auf Blends zurückgegriffen. Gerade dort, wo das Produkt besonderen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, wird diesen Polymerblends der Vorzug gegeben. Neben den hervorragenden Materialeigenschaften besticht auch die ansprechende Oberflächenbeschaffenheit.

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer im 3D-Druck

Das Aufkommen der 3D-Drucktechnik hat den Bekanntheitsgrad von Acrylnitril-Butadien-Styrol weltweit vervielfacht. Heute lautet die Frage nicht mehr: Was ist ABS? Vielmehr wird gezielt nach Qualitätsmerkmalen verschiedener ABS-Filamente selektiert, nach Angeboten und Verfügbarkeit gesucht. Acrylnitril-Butadien-Styrol – angeboten und vertrieben üblicherweise auf Rollen oder Spulen gewickeltes Filament (Faser, Faden) in unterschiedlicher Stärke – ist der Klassiker unter den 3D-Druckermaterialen. Die Substanz zählt gemeinsam mit PLA (Polylactide – ebenfalls synthetische Polymere) zu den meistgenutzten Stoffen im 3D-Druckverfahren. Mit ABS-Filamenten erzeugte Formen überzeugen durch einen hohen Härtegrad und ihre glatte Oberfläche. Sie sind widerstandsfähig und hitzebeständig. In Technik, Architektur und Design wird beim Prototyping per 3D-Druck vorzugsweise auf Acrylnitril-Butadien-Styrol zurückgegriffen.

Grundsatzentscheidung bei der Wahl des Druckermaterials – ABS oder PLA?

Beide Kunststoffe sind preislich in der unteren Kategorie verschiedener Werkstoffe angesiedelt. PLA ist einfacher zu handhaben und somit für Einsteiger im Bereich 3D-Druck oft die erste Wahl. PLA erfordert keine hohen Temperaturen im Druckprozess und ist mit praktisch allen gängigen Druckermodellen kompatibel. Zudem verzieht sich das mittels PLA hergestellte Druckerzeugnis nicht und es schrumpft nach Fertigstellung nur geringfügig.

ABS-Filamente sind das von routinierteren Makern bevorzugte Material. Wer mit dem zusätzlichen Aufwand und produktions- und substanzbedingten Schwierigkeiten umzugehen weiß, schätzt die Vorzüge von Acrylnitril-Butadien-Styrol im Vergleich zu PLA. ABS tendiert zu Warping – dem Verziehen des Materials während des Abkühlens. Außerdem macht die Verwendung von Acrylnitril-Butadien-Styrol einen Drucker mit beheiztem Druckbett erforderlich – die hohen Temperaturen während der Verarbeitung gewährleisten später die Hitzebeständigkeit des fertigen Produktes. Sowohl der unerwünschte Warping-Effekt als auch etwaige Probleme beim Ablösen des gedruckten Objekts von der Plattform können mit etwas Geschick und Erfahrung weitgehend vermieden werden. Wer sich für ABS entscheidet, hält schließlich ein witterungsbeständiges, robustes Erzeugnis in seinen Händen. Es lässt sich einfach nachbearbeiten, zum Beispiel färben, kleben oder glätten.

Was ist ABS? Ein vielbeschäftigter Alleskönner unter den Thermoplasten …

… und allgegenwärtig nicht nur im Haushalt, in der Automobilbranche und der Elektro- sowie Möbelindustrie. Acrylnitril-Butadien-Styrol ist auch unersetzlicher Werkstoff in der boomenden Branche 3D-Druck. ABS ist einer jener Kunststoffe, die aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind.