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Moderne Polymere : Die Kunst, mit künstlichen Stoffen umzugehen

Stark im Verbund: Der Kern im Hufschutz ist aus Eisen Bild: Dieter Rüchel / F.A.Z.

Dass Kunststoffe immer noch als simples Plastik verunglimpft werden, gehört zu den großen Missverständnissen dieser Zeit. Vom Plastikgriff bis zur Weltraumfaser - für moderne Polymere finden Kunststoffingenieure viele Anwendungen.

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          Luis Trenker war aus heutiger Sicht ein armer Tropf. Die Bergsteigerlegende mühte sich in Lederschuhen und Strickweste durch die Alpen, um ihre Schwarzweißfilme zu drehen. Gegen den Sturz in die Gletscherspalte sicherte man sich damals mit Hanfseilen, die trotz Daumenstärke ihre Aufgabe nicht immer zufriedenstellend erfüllten. Moderne Alpinisten schützt dagegen ultraleichte Funktionskleidung, deren Membran den Schweiß von innen nach außen befördert, während der Regen abperlt. Im Falle eines Fehltritts fangen ihn dünne Seilchen auf - nachgiebig, nicht abrupt.

          Lukas Weber

          Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.

          Dass Kunststoffe immer noch als simples Plastik verunglimpft werden, gehört zu den großen Missverständnissen dieser Zeit. Tatsächlich hat die chemische Industrie seit Erfindung des steinzeitlichen Birkenpech-Klebers eine unüberschaubare Zahl von Materialien aus organischen Molekülen entwickelt. Von ihren Anwendungsmöglichkeiten lebt heute ein ganzer Berufsstand. Der Ingenieur für Kunststofftechnik macht aus dem, was die chemische Industrie liefert, die Produkte. Er ist zuständig für Herstellungsverfahren, entwirft Konstruktionsunterlagen, prüft die Ausgangsstoffe und überwacht die Fertigung. Auch die Konstruktion der Anlagen für die Kunststoffverarbeitung gehört dazu. Seinen Arbeitsplatz findet der Kunststoffingenieur im Maschinen- und Fahrzeugbau, der chemischen Industrie und in der Kunststoffverarbeitung selbst.

          „Wir beklagen seit langem einen hohen Mangel an Fachkräften“, sagt der Präsident des Gesamtverbands der Kunststoffverarbeitenden Industrie (GKV), Reinhard Proske. Die Ausbildungsplätze für Kunststofftechniker in den Betrieben könnten seit Jahren nicht vollständig besetzt werden. An Ingenieuren fehle es ebenso, ergänzt Michael Rathje, bis vor kurzem Geschäftsführer des Verbands und nun dessen Berater. Selbst in der Krise hat die Branche den Abbau von Arbeitsplätzen vermieden, weil qualifiziertes Personal so schwer zu bekommen ist.

          Ausbildungsinitiative zur Kunststoffmesse

          Der GKV hat deshalb eine Ausbildungsinitiative ins Leben gerufen, die Ende Oktober zur weltgrößten Kunststoffmesse in Düsseldorf starten soll. „Ziel ist es, Schüler und Studenten für einen Beruf in der Kunststoffbranche zu begeistern“, erklärt Reinhard Proske. Es hapert nicht nur am Image. „Nicht jeder mag außerdem den in der Branche üblichen Schichtbetrieb“, räumt Rathje ein. Andererseits sind die Verdienstmöglichkeiten angenehm. „Die Tarife sind oft an die Chemie angelehnt - und die zahlt ja nicht schlecht.“ In Deutschland kann Kunststofftechnik an vielen Universitäten und Fachhochschulen studiert werden, die ihre Studenten zunehmend mit eigenen Zulassungsverfahren auswählen. Inhalte sind unter anderen Kunststoffchemie, Physik, Werkstofftechnik, Mechanik, Elektrotechnik, Statik und Festigkeitslehre - dazu gehört naturgemäß viel Mathematik.

          Am Ende der Mühe winkt ein weitgehend krisenfester Beruf, der so vielseitig ist wie der Werkstoff, mit dem man umgeht: Je nachdem, wie die aus Öl oder nachwachsenden Rohstoffen gewonnenen Kohlenstoffmoleküle angeordnet werden, lassen sich die technischen Eigenschaften verändern. Kunststoffe sind leicht, mechanisch belastbar, chemisch beständig, wiederverwertbar und als Massenprodukt kostengünstig. Je Kopf und Jahr verbrauchten Westeuropäer heute rund 100 Kilogramm, Tendenz steigend. Die meisten heute verwendeten Kunststoffe sind sogenannte Thermoplaste, die beliebig oft durch Wärmezufuhr verformbar sind. Duroplaste wie der Klassiker Bakelit und Kunstharz härten dagegen aus. Auch Elastomere sind Kunststoffe, selbst wenn sie Gummi genannt werden. Entsprechend dieser Vielfalt gibt es unterschiedliche Fertigungsverfahren, die der Ingenieur beherrschen muss: Das Spritzgießen ähnelt dem Druckguss der Metalle, Flaschen werden durch Blasformen hergestellt, Isolationsmaterialien geschäumt.

          Wettbewerb um Rekorde

          Jenseits der Massenware aus Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polypropylen und Polyurethan beginnt der Wettbewerb um Rekorde: Superleichte und doch höchst stabile Kohlenstoff-Verbundmaterialien werden im Flugzeugbau oder in der Formel 1 eingesetzt. Das schon 1938 entwickelte Polytetrafluorethylen (Teflon) hat Reibungswerte wie Eis, Aramid (Kevlar) hält Temperaturen von 400 Grad Celsius aus. Die Faser Dyneema, die in der Raumfahrt und von Fallschirmspringern eingesetzt wird, ist noch einmal fast doppelt so stark wie Aramid und achtmal so reißfest wie Stahl. Noch aber lässt sie sich nicht wie das Maß aller Hochbelastungsseile, der Faden der Spinne, vor dem Bruch auf ihre dreifache Länge dehnen. Die Forscher arbeiten daran. Auf die Anwendungsmöglichkeiten freuen sich die Ingenieure schon heute.

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