UHMWPE steht für ultra-hochmolekulares Polyethylen, einen Werkstoff mit sehr hoher Molmasse, der sich durch ausgezeichnete Abriebfestigkeit und sehr gutes Gleitverhalten auszeichnet. UHMWPE ist zäh, schlagunempfindlich und nimmt kaum Wasser auf, zeigt aber eine vergleichsweise geringe Steifigkeit und eine deutliche thermische Ausdehnung. Im gleichen Kontext werden häufig PE-UHMW, Verschleißfestigkeit, Reibungskoeffizient, Kerbschlagzähigkeit und Kaltfluss genannt.
In der Kunststofftechnik wird UHMWPE oft für Gleit- und Verschleißteile eingesetzt, zum Beispiel Führungen, Gleitleisten, Kettenführungen, Auskleidungen, Lagerflächen oder Fördertechnik-Komponenten. Im klassischen Spritzguss ist UHMWPE nur eingeschränkt üblich, weil die extrem hohe Molmasse das Fließen stark reduziert. Häufiger wird UHMWPE daher über Pressen, Sintern oder durch Zerspanung aus Halbzeugen verarbeitet. Für den Werkzeug- und Formenbau ist das relevant, weil UHMWPE-Teile oft als Funktionselemente in Baugruppen auftauchen, die mit spritzgegossenen Teilen zusammenarbeiten, beispielsweise als verschleißarme Gegenflächen oder Gleitpartner.
Einflussfaktoren sind vor allem Last, Temperatur und Oberflächenpaarung. UHMWPE zeigt unter Dauerlast Kaltfluss, also zeitabhängige Verformung, was Passungen und Vorspannungen verändern kann. Zudem ist die thermische Ausdehnung relativ hoch, weshalb Maßhaltigkeit über Temperaturzyklen kritisch sein kann. Die Oberfläche ist sehr gleitfähig, aber die geringe Oberflächenenergie erschwert Kleben oder Beschichten, was bei Montagekonzepten berücksichtigt werden muss. Geometrisch sind Radien und Kanten wichtig, weil scharfe Kerben unter zyklischer Belastung zu lokalen Spannungsspitzen führen können, auch wenn der Werkstoff an sich sehr zäh ist.
Typische Fehlerbilder sind Maßänderungen durch Kaltfluss, Ausformungen unter punktförmiger Belastung sowie Kriechen bei erhöhter Temperatur. In Baugruppen kann es außerdem zu Geräuschen oder Stick-Slip-Effekten kommen, wenn die Oberflächenpaarung ungünstig ist oder Schmierung fehlt. Bei mechanischer Bearbeitung sind Faserbildung und Grat möglich, was die Oberfläche funktional stören kann. Für Anwendungen mit engen Toleranzen ist außerdem die Kombination aus hoher Ausdehnung und geringer Steifigkeit ein häufiges Risiko, weil Bauteile stärker nachgeben und sich unter Last anders verhalten als steifere Kunststoffe.
Für die Planung ist sinnvoll, UHMWPE als Funktionswerkstoff zu betrachten und die Geometrie auf Flächenpressung und Kriechverhalten auszulegen. Lager- und Gleitflächen sollten ausreichend groß dimensioniert werden, um lokale Belastung zu reduzieren. Bei Verschraubungen helfen Einlegeteile oder konstruktive Maßnahmen, um Setzverhalten zu beherrschen. Wenn UHMWPE als Einsatzteil mit spritzgegossenen Komponenten kombiniert wird, ist eine formschlüssige Befestigung oft robuster als Klebung. So lässt sich die hohe Verschleißfestigkeit von UHMWPE nutzen, ohne dass Kaltfluss und Temperaturverhalten im Betrieb zu Überraschungen führen.
