Съдържание
Изборът на термопластичен материал започва с това, което трябва да прави детайлът. Лекият капак, еластичната панта, плъзгащият се компонент и мекото уплътнение поставят много различни изисквания към материала, дори когато всички те са произведени чрез шприцване.
PP може да е подходящ за капаци с ниско тегло или „живи“ панти, докато ABS шприцването често е предпочитано за корпуси, фокусирани върху външния вид, които се нуждаят от баланс между здравина и качество на повърхността. POM шприцването обикновено се разглежда за зъбни колела, водачи, ключалки и други движещи се части, които изискват ниско триене и износоустойчивост. Тези примери създават кратък списък, но крайният избор все още зависи от точния клас, геометрията на детайла, работната среда, метода на сглобяване, дизайна на матрицата и обема на производство.
Какво представляват термопластите?
Термопластите омекват или се топят при нагряване и се втвърдяват отново при охлаждане. Това им позволява да бъдат обработвани чрез шприцване, екструдиране, формоване чрез раздуване и термоформоване. Термопластите и термореактивните пластмаси се държат различно, защото те образуват постоянна омрежена структура по време на втвърдяване и не могат просто да бъдат претопени.
Термопластичният полимер може да се нагрява отново, но не безкрайно без промяна. Излишната топлина, срязване, влага или замърсяване могат да намалят якостта, да променят цвета и да дестабилизират обработката.
Как се групират термопластичните материали?
Две класификации са полезни. Полимерната структура помага да се обясни омекването, свиването и охлаждането, докато категориите по експлоатационни характеристики стесняват обхвата на приложение.
Единият обяснява поведението; другият предлага къде може да е подходящ материалът. Нито един от двамата не избира производствения клас.
Аморфни и полукристални термопласти
Аморфните пластмаси имат предимно произволно молекулярно разположение. Полукристалните пластмаси съдържат както подредени, така и аморфни области, така че те не са 100% кристални.
| фактор | Аморфни термопласти | Полукристални термопласти |
| структура | Предимно произволно подреждане на вериги | Подредени и аморфни региони |
| Поведение при нагряване | Омекотява в по-широк диапазон | По-дефиниран диапазон на топене |
| Типичен външен вид | Може да е прозрачно | Обикновено непрозрачен |
| Поведение при плесени | Често по-ниско свиване | Често по-голямо насочено свиване |
| Примери | ABS, полистирен, поликарбонат | PP, PE, PA, POM, PBT |
При формованите части разликата става практична бързо. ABS и PC често са по-лесни отправни точки, когато външният вид или контролът на размерите са от значение. PP, PA и POM изискват по-голямо внимание по отношение на свиването, посоката на потока и деформацията.
Стоки, инженерство и високоефективни пластмаси
Стоковите пластмаси включват PP, PE и PS. Инженерните пластмаси включват ABS, PC, PA, POM и PBT. Високоефективните термопласти, като PEEK, PPS и PEI, се разглеждат за по-тежки топлинни, химични или електрически условия.
Тези групи са инструменти за скрининг, а не класации за качество. Модифициран полипропилен (PP) може да е по-подходящ за корпус, отколкото немодифицирана инженерна смола. Плащането за висока производителност няма особен смисъл, когато детайлът не се нуждае от нея.
Често срещани термопластични материали за шприцване
Следните примери за термопластични материали обхващат много формовани продукти, от капачки и корпуси до зъбни колела и конектори. Използвайте таблицата, за да съставите кратък списък, а не за да одобрите материал.
| Материал | Често избирани за | Типични формовани части | Внимавайте по време на проектирането |
| PP | Ниско тегло, химикали, умора | Капачки, капаци, живи панти | Свиване и ограничена твърдост |
| PE | Устойчивост на влага, здравина | Контейнери, тапи, предпазители | Ниска твърдост и трудно залепване |
| ABS | Баланс на външен вид и въздействие | Корпуси, панели | UV, топлина, химическо излагане |
| PC | Удароустойчивост, прозрачност | Предпазители, лещи, капаци | Сушене и химичен стрес |
| PA | Якост, скоби, износване | Скоби, зъбни колела, механични части | Промяна на размерите, свързана с влагата |
| POM | Ниско триене, движение | Зъбни колела, водачи, ключалки | Свързване и контрол на процеса |
| PBT | Електрически характеристики | Конектори, превключватели | Сушене и хидролиза |
| TPE/TPU | Сцепление, гъвкавост, уплътняване | Уплътнения, дръжки, меки зони | Адхезия и компресионна деформация |
Тези примери за термопластични материали само идентифицират кандидатите. Класовете с едно и също фамилно наименование могат да се различават по течливост на стопилка, пълнители, модификация на удароустойчивост, клас на огнеустойчивост и съдържание на рециклирани материали. Таблицата стеснява полето; тя не одобрява материала.
Защо термопластите работят добре при шприцване?
При шприцването на термопласти, пелетите се стопяват, избутват се в кухина, охлаждат се и се изхвърлят. Един цикъл може да образува ребра, издатини, щраквания, отвори, резби и текстури, което е подходящо както за козметични, така и за функционални части.
Гамата от материали поддържа също оцветители, стъклени влакна, забавители на горенето и UV опаковки. Въпреки това, всяка смола тече, свива се, изсъхва и охлажда по различен начин. Преминаването от ABS към PP може да повлияе на дизайна на затвора, размера на кухината, охлаждането и крайните размери.
Избор на термопластична смола за реална част
Практическият процес на избор на материал за шприцване започва с това къде ще се използва детайлът, с какво ще се докосва и как ще бъде натоварен и сглобен. Вътрешен капак и скоба до горещ компонент на двигателя се нуждаят от различни пътища за избор.
Информационните листове помагат при скрининга, но не могат да възпроизведат реалната дебелина на стената, линиите на заваръчните шевове, геометрията на щракването, напрежението на винтовата вдлъбнатина или химическото излагане. Това е мястото, където обещаващата термопластична смола може да се повреди след обработка с инструмент.
Какво трябва да издържи частта?
Ще бъде ли детайлът изпускан, огъван многократно или ще бъде държан под товар в продължение на години? Непрекъснатата топлина, пикът по време на транспортиране и топлината от близък компонент са различни условия.
„Химически устойчив“ е твърде неясно понятие за одобрение. Спиртна кърпичка не е същото като дългосрочен контакт с масло, препарат, дъжд или UV лъчи. Пълзенето и напукването от напрежение може да са по-важни от якостта на опън.
Как ще бъде формована и сглобена частта?
Тънките стени, дългите пътища на потока, промените в дебелината и линиите на заваряване влияят на запълването и якостта. Щракващите сглобки, винтовите вдлъбнатини, вложките и тесните позиции на отворите добавят допълнителен риск. Смолата може да изглежда подходяща на хартия, но въпреки това да се представя зле в реалната геометрия.
Сглобяването и довършителните работи също са важни. Смазан POM клас може да се движи плавно, но да е устойчив на залепване или боядисване. Стъклонапълнената смола може да увеличи твърдостта, като същевременно остави видими влакна и насочено свиване. Проверете покритието, заваряването, печатането и лепилата, преди да финализирате формата.
Кой клас трябва да бъде одобрен?
PP, PC и PA са семейства материали, а не пълни спецификации. Видовете в рамките на едно семейство могат да се различават по течливост на стопилката, модификация на удароустойчивостта, съдържание на пълнител, UV опаковка, клас на огнеустойчивост, цвят и съдържание на рециклирани материали. Често срещана грешка е одобряването на името на семейството, като същевременно производственият вид остава отворен.
Поставете избрания клас на чертежа или в спецификацията на материала. Алтернативите се нуждаят от преглед. „Подобен“ клас може да промени силата на захващане, да напука винтовата глава, да измести размер, да направи повърхността грапава или да обезсили клас на огнеустойчивост, обвързан със клас, цвят и дебелина.
Как изборът на материал променя детайла и матрицата
Смяната на смолата може да промени детайла, дори когато CAD файлът остава същият. Потокът на материала, свиването, охлаждането и износването могат да повлияят на дизайна на шприцформата , включително разположението на отвора, размерите на кухината, оформлението на охлаждането и детайлите на инструментите.
Промените в материалите след обработката на инструментите рядко са прости машинни настройки. Одобрете смолата преди окончателното оразмеряване на кухината, особено за тесни допуски, щраквания, уплътнителни повърхности и многокомпонентни корпуси.
Свиване и деформация
Полукристалните материали обикновено се свиват повече от аморфните материали, но стойността от информационния лист е само отправна точка. Дебелината на стената, позицията на затвора, опаковката, охлаждането и посоката на потока влияят върху свиването и деформацията на шприцваните части . Стъклените влакна могат да намалят общото свиване, като същевременно увеличат разликата между посоката на потока и напречната посока на потока.
Последиците са познати: капак се огъва, отвор се мести, щраква неправилно или уплътнителната повърхност губи контакт. Кухината на формата обикновено се оразмерява спрямо одобрената производствена смола. Закъсняло превключване може да изисква корекция на стоманата.
Сушене и влага
PC, PA, PBT и много видове TPU изискват контролирано сушене. Остатъчната влага може да причини разпръскване, образуване на мехурчета, разграждане и намалена якост. Точката на оросяване, обработката и излагането на въздействие след сушене също са от значение.
PA може също да абсорбира влага след формоване, променяйки размерите и твърдостта си. Плътното прилягане не трябва да се оценява само в прясно формовано състояние; необходимо е да се вземат предвид условията при проверка и очакваната експлоатационна среда.
Пълнители и добавки
Стъклените влакна повишават твърдостта и здравината, но могат също така да увеличат посоката на движение, да оголят влакната на повърхността, да отслабят видимите зони на заваръчните шевове и да ускорят износването на матрицата. Това не са незначителни детайли във формулировката.
Забавители на горенето, минерали, смазочни материали, UV стабилизатори, пигменти и рециклирано съдържание могат да променят течливостта, цвета, покритието и стабилността. Възможно е все още да са необходими нови опити.
Колко всъщност струва смолата?
Цената за килограм е само една част от изчислението. Плътността, сушенето, времето на цикъла, бракът, износването на матрицата, довършителните работи, монтажът и повреди на място оформят крайната цена.
По-скъпият клас може да намали разходите, като поддържа по-тънка стена, премахва покритие, намалява брака или издържа по-дълго. Сравнете цената на квалифицирана част, а не на един килограм смола.
Въпроси и Отговори
Кои са петте често срещани термопласти?
PP, PE, ABS, PC и PA са пет често срещани примера. Те обхващат опаковки, корпуси, прозрачни предпазители, скоби, скоби и много механични части.
Може ли един вид термопластичен материал да замени друг?
Не автоматично, дори когато и двата класа са обозначени като PP, PC или PA. Течността на стопилката, свиването, пълнителите и характеристиките на пламъка може да се различават. Направете пробно формоване, сглобете и тествайте заместителя спрямо чертежа.
Кой термопласт е най-подходящ за шприцване?
Използвайте изискванията към частите, за да вземете решение. PP е подходящ за леки, химически устойчиви капаци; ABS е подходящ за корпуси, ориентирани към външния вид; PA е подходящ за скоби и структурни части; POM работи в плъзгащи механизми. Изискванията решават, а не популярността.
Заключение
Подходящият термопласт не винаги е най-здравият или най-скъпият. Той трябва да съответства на употребата, структурата, изискванията за формоване, метода на сглобяване, външния вид и общата цена на детайла.
За проекти, които се нуждаят от преглед на материалите, инструментална екипировка и поддръжка на производството, услугите за шприцване на пластмаси могат да помогнат за оценка на дизайна на частите, опциите за смола, изискванията за матрици и производствените условия.