Thermoformen oder Metall: Kunststoff als Alternative zu Metall

Bei der Entwicklung von Gehäusen, Verkleidungen, Abdeckungen und anderen technischen Bauteilen stellt sich häufig die Frage: Kunststoff oder Metall? Entscheidend sind dabei nicht allein Werkzeug- und Stückkosten, sondern vor allem die technischen Anforderungen an das Bauteil. Thermogeformte Kunststoffbauteile können insbesondere bei mittelgroßen und großen Bauteilen eine interessante Alternative zu Stahl, Edelstahl oder Aluminium sein – beispielsweise wenn ein geringes Gewicht, hochwertige Sichtoberflächen, Korrosionsbeständigkeit oder vergleichsweise niedrige Werkzeugkosten gefragt sind. Ob Kunststoff Metall ersetzen kann, hängt jedoch immer vom konkreten Anforderungsprofil ab. Bei sehr hohen mechanischen Belastungen, tragenden Funktionen, hoher Oberflächenhärte oder Anforderungen an die Nichtbrennbarkeit kann Metall die bessere Werkstoffwahl sein.

Thermoformen oder Metall – die wichtigsten Unterschiede auf einen Blick

Thermoformen und Metallverarbeitung unterscheiden sich unter anderem hinsichtlich Werkstoff, Werkzeugkonzept, Bauteilgröße, Stückzahl, Bauteileigenschaften und Wirtschaftlichkeit. Die folgende Gegenüberstellung zeigt die wichtigsten Unterschiede. Die angegebenen Stückzahlbereiche dienen der Orientierung. Die Wirtschaftlichkeit hängt unter anderem von Bauteilgröße, Geometrie, Werkstoff, Werkzeugaufwand und Nachbearbeitung ab.

Parameter	Thermoformen	Parameter	Metall
WERKZEUG		WERKZEUG
Werkzeugkosten	Niedrig bis mittel	Werkzeugkosten	mittel bis hoch
Herstellung	vergleichsweise einfach und schnell	Herstellung	aufwendig
Änderungen	häufig mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich	Änderungen	abhängig vom Fertigungsverfahren
Aufbau	vergleichsweise einfacher Werkzeugaufbau	Aufbau	je nach Fertigungsverfahren unterschiedlich
MATERIAL	Große Auswahlmöglichkeit an Kunststoffen (ABS, PS, ASA, PMMA etc.) in Bezug auf Stabilität, Temperaturbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Brandschutzverhalten. Auch faserverstärkte, flammgeschützte oder UV-beständige Werkstoffe möglich.	MATERIAL	Große Auswahl an Metallen (Stahl, Edelstahl, Aluminium etc.)
BAUTEILGRÖSSE		BAUTEILGRÖSSE	Große Bandbreite an Bauteilgrößen realisierbar; die Wirtschaftlichkeit ist stark vom Fertigungsverfahren abhängig (z. B. Blech Kanten oder Blech Tiefziehen)
Kleine Bauteile	Technisch möglich, wirtschaftlich meist nicht ideal.	Kleine Bauteile	Je nach Anforderung wirtschaftlich als gekantetes oder gestanztes Blechteil
Mittlere Bauteile	Besonders wirtschaftlich für mittelgroße Kunststoffbauteile. Bei Hesse Thermoformung fertigen wir Bauteile ab etwa 300 × 300 mm wirtschaftlich in kleinen bis mittleren Serien.	Mittlere Bauteile	Wirtschaftlich abhängig von Geometrie, Material und Fertigungsverfahren
Große Bauteile	Besonders wirtschaftlich fertigen wir großformatige Kunststoffbauteile ab etwa 1200 × 800 mm (ähnlich einer Europalette). Gerade in diesem Größenbereich spielt das Thermoformen seine Vorteile gegenüber anderen Fertigungsverfahren besonders aus.	Große Bauteile	Je nach Stückzahl als gekantetes oder tiefgezogenes Blechteil wirtschaftlich realisierbar
MENGE		MENGE
Prototyp	Geeignet ab 1 St.	Prototyp	Je nach Geometrie und Fertigungsverfahren ab Stückzahl 1 möglich
Kleine Serie	Geeignet ab ca. 50 - 200 St. abhängig von der Größe des Bauteils	Kleine Serie	Geeignet, beispielsweise als gekantetes, geschnittenes oder geschweißtes Blechteil
Mittlere Serie	Sehr wirtschaftlich ab ca. 200 - 1.000 St.	Mittlere Serie	Je nach Bauteil und Fertigungsverfahren wirtschaftlich realisierbar
Großserie	Je nach Bauteilgröße und Geometrie auch bei ca. 1.000 - 10.000 St. und darüber hinaus wirtschaftlich	Großserie	Bei geeigneter Geometrie beispielsweise als tiefgezogenes Blechteil wirtschaftlich
STÜCKKOSTEN		STÜCKKOSTEN
Kleinserie	Vergleichsweise günstig	Kleinserie	je nach Geometrie und Fertigungsverfahren wirtschaftlich
Mittlere Serie	häufig sehr wirtschaftlich	Mittlere Serie	je nach Geometrie und Fertigungsverfahren wirtschaftlich
Großserie	wirtschaftlich, insbesondere bei großformatigen Kunststoffbauteilen (z. B. ab 1200 × 800 × 150 mm)	Großserie	je nach Bauteil und Verfahren wirtschaftlich, z. B. als tiefgezogenes Blechteil
GEOMETRIE	Dreidimensional, Hinterschneidungen nur eingeschränkt möglich, Anbringung von Versteifungen und Halterungen nachträglich durch Montage (Kleben, Schweißen) möglich	GEOMETRIE	Dreidimensionale Bauteile je nach Fertigungsverfahren realisierbar; komplexere Geometrien können mehrere Fertigungsschritte und Fügeverfahren erfordern.
OPTIK/HAPTIK		OPTIK/HAPTIK
Farbe	Große Farbauswahl über das Plattenmaterial möglich	Farbe	Große Farbauswahl durch Lackierung oder Beschichtung möglich
Glanzgrad	Verschiedene Glanzgrade von glänzend bis matt möglich.	Glanzgrad	Unterschiedliche Glanzgrade durch Werkstoffauswahl und Nachbearbeitung möglich
Oberflächen	Zahlreiche Oberflächentexturen von glatt bis genarbt möglich.	Oberflächen	Unterschiedliche Oberflächen durch Werkstoffauswahl und Nachbearbeitung möglich
EIGENSCHAFTEN		EIGENSCHAFTEN
Mechanische Eigenschaften	Geringes Gewicht sowie – abhängig vom verwendeten Kunststoff – mittlere bis hohe Biege- und Zugfestigkeit sowie Oberflächenhärte.	Mechanische Eigenschaften	Vergleichsweise hohes Gewicht, hohe Biege- und Zugfestigkeit, hohe Oberflächenhärte
Elektrische Eigenschaften	Viele thermoplastische Kunststoffe sind elektrisch isolierend; durch entsprechende Additive sind auch elektrisch leitfähige bzw. ableitfähige Werkstoffe möglich	Elektrische Eigenschaften	Elektrisch leitfähig, Leitfähigkeit abhängig vom Werkstoff
Thermische Eigenschaften	Geringe Wärmeleitfähigkeit	Thermische Eigenschaften	Hohe Wärmeleitfähigkeit
Chemische Eigenschaften	Mittlere bis sehr hohe Chemikalienbeständigkeit je nach Kunststofftyp	Chemische Eigenschaften	Geringe bis hohe Chemikalienbeständigkeit je nach Metalltyp
Brandverhalten	Je nach Kunststofftyp und Flammschutzausrüstung bis UL 94 V-0 bzw. weiteren Brandschutzklassen erhältlich	Brandverhalten	Nicht brennbar
NACHBEARBEITUNG	In der Regel erforderlich, z. B. CNC-Fräsen, Bohren oder Stanzen, zusätzliche Oberflächenbehandlung ist häufig nicht erforderlich, aber möglich	NACHBEARBEITUNG	Je nach Fertigungsverfahren und Bauteil in der Regel erforderlich, z. B. Stanzen oder CNC-Fräsen oder Lasern oder Wasserschneiden. Zusätzliche Oberflächenbearbeitung kann je nach Werkstoff und Anwendung erforderlich sein, z. B. Grundieren und Lackieren, Pulverbeschichten oder KTL-beschichten
PROTOTYP	Sehr gut geeignet	PROTOTYP	je nach Fertigungsverfahren gut geeignet, Metall-Tiefziehen aufgrund des Werkzeugaufwandes für Einzelteile häufig nicht wirtschaftlich
ENTWICKLUNGSZEIT	Kurz durch vergleichsweise einfach und schnell herstellbare Werkzeuge	ENTWICKLUNGSZEIT	Blechbearbeitung/Kanten: kurz Metall-Tiefziehen: vergleichsweise lang durch aufwendigere Werkzeugherstellung
ZYKLUS	Kurz	ZYKLUS	Blechbearbeitung/Kanten: abhängig von Geometrie und Anzahl der Bearbeitungsschritte Metall-Tiefziehen: sehr kurz
RÜSTZEIT	Kurz	RÜSTZEIT	Blechbearbeitung/Kanten: abhängig von Bauteil und Fertigungsverfahren Metall-Tiefziehen: mittel

Kunststoff oder Metall? Die technischen Eigenschaften entscheiden

Die Entscheidung zwischen Kunststoff und Metall sollte nicht allein auf Basis von Werkzeug- und Stückkosten getroffen werden. Entscheidend ist, welche technischen Eigenschaften das Bauteil für die jeweilige Anwendung tatsächlich benötigt.

Kunststoffe bieten je nach Werkstoff eine Vielzahl unterschiedlicher Eigenschaften. Viele thermoplastische Kunststoffe sind elektrisch isolierend und weisen im Vergleich zu Metallen eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Durch die Auswahl des geeigneten Kunststoffs lassen sich darüber hinaus Anforderungen an UV- und Witterungsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit oder Brandverhalten gezielt berücksichtigen.

Metalle bieten in der Regel eine hohe mechanische Festigkeit und Oberflächenhärte und sind als Werkstoff nicht brennbar. Für hoch belastete oder tragende Konstruktionen kann Metall deshalb technisch erforderlich oder die geeignetere Werkstoffwahl sein.

Die Werkstoffauswahl sollte daher immer anhand des konkreten Anforderungsprofils des Bauteils erfolgen.

Wann ist Thermoformen eine interessante Alternative zu Metall?

Thermoformen kann insbesondere dann eine interessante Alternative zu Metall sein, wenn die spezifischen Eigenschaften eines Kunststoffbauteils für die Anwendung Vorteile bieten. Eine Prüfung lohnt sich beispielsweise, wenn:

das Gewicht des Bauteils reduziert werden soll,
eine hochwertige Sichtoberfläche bereits über das Plattenmaterial realisiert und auf eine zusätzliche Lackierung oder Beschichtung möglichst verzichtet werden soll,
ein korrosionsbeständiges Bauteil ohne zusätzlichen Korrosionsschutz benötigt wird,
elektrisch isolierende Eigenschaften gefragt sind,
eine geringe Wärmeleitfähigkeit von Vorteil ist,
bei einem dreidimensionalen Bauteil vergleichsweise niedrige Werkzeugkosten wichtig sind,
eine energieeffiziente Fertigung mit möglichst wenigen Prozessschritten angestrebt wird,
oder mehrere Bauteile einer Metallkonstruktion in einem Kunststoffbauteil zusammengefasst werden können.

Besonders interessant ist Thermoformen für Gehäuse, Verkleidungen, Abdeckungen und andere mittelgroße bis große Bauteile, bei denen die hohe mechanische Festigkeit eines Metallbauteils für die eigentliche Funktion nicht erforderlich ist.

Thermoformen vs. Metall – welches Verfahren ist wirtschaftlicher?

Darauf gibt es keine allgemeingültige Antwort. Die Wirtschaftlichkeit hängt unter anderem von Bauteilgröße, Geometrie, Stückzahl, Werkstoff und den erforderlichen Fertigungsschritten ab.

Thermoformen kann insbesondere bei mittelgroßen bis großen Gehäusen, Verkleidungen, Abdeckungen und Wannen wirtschaftlich interessant sein. Vergleichsweise niedrige Werkzeugkosten und die Möglichkeit, Farbe und Oberfläche bereits über das Plattenmaterial zu realisieren, können sich dabei positiv auf die Gesamtkosten auswirken.

Auch Metall kann wirtschaftliche Vorteile bieten. Ein einfaches gekantetes Blechteil lässt sich beispielsweise bereits in sehr kleinen Stückzahlen wirtschaftlich herstellen. Bei hohen Stückzahlen kann wiederum das Tiefziehen von Metall aufgrund der kurzen Zykluszeiten interessant sein.

Für einen aussagekräftigen Kostenvergleich sollten deshalb nicht nur die Stückkosten betrachtet werden. Zu berücksichtigen sind unter anderem:

Werkzeugkosten
Materialkosten
Energieaufwand der Fertigung
Anzahl der Fertigungsschritte
Montageaufwand
Oberflächenbehandlung
Bauteilgewicht
Änderungsaufwand
geplante Jahresstückzahl
erwartete Produktlaufzeit

Erst aus der Betrachtung der gesamten Prozesskette lässt sich beurteilen, welche Lösung für das jeweilige Bauteil wirtschaftlicher ist.

Entscheidungshilfe: Thermoformen oder Metall?

Welches Verfahren für ein Bauteil besser geeignet ist, hängt vom Zusammenspiel verschiedener Anforderungen ab. Die folgende Übersicht zeigt, welches Verfahren bei typischen Entscheidungskriterien tendenziell Vorteile bietet.

Anforderung	Thermoformen	Metall
Mittelgroße und große Kunststoffteile	besonders geeignet	geeignet
Kleine und mittlere Stückzahlen	häufig wirtschaftlich	abhängig vom Fertigungsverfahren häufig wirtschaftlich
Geringe Werkzeugkosten	vergleichsweise geringe Investition	abhängig vom Fertigungsverfahren
Geringes Bauteilgewicht	Vorteil	häufig höheres Bauteilgewicht
Hochwertige Sichtoberflächen	über Plattenmaterial realisierbar	häufig zusätzliche Oberflächenbehandlung
Korrosionsbeständigkeit	ohne zusätzlichen Korrosionsschutz möglich	abhängig vom Metall bzw. Oberflächenschutz
Elektrisch isolierende Eigenschaften	mit geeigneten Kunststoffen realisierbar	elektrisch leitfähig
Hohe mechanische Belastbarkeit	abhängig vom Kunststoff	Vorteil

Sie prüfen unterschiedliche Verfahren für Kunststoffbauteile? Im Vergleich Thermoformen oder Spritzguss zeigen wir die Unterschiede bei Werkzeugkosten, Stückzahlen, Bauteilgrößen und konstruktiven Möglichkeiten.

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Zuletzt aktualisiert: 15.09.2026