Зміст
Для електричних корпусів, деталей, пов'язаних з акумуляторами, компонентів побутової техніки, автомобільних модулів або промислових кришок вибір матеріалу не може обмежуватися міцністю та зовнішнім виглядом. Деталі також може знадобитися визначений клас вогнестійкості. Структурований процес вибору матеріалу для лиття під тиском для вогнестійких деталей повинен враховувати клас смоли, клас UL94, товщину стінки, геометрію деталі, технологічні характеристики та необхідну документацію, а не лише «FR» або «V-0».
Що таке вогнестійкі пластикові матеріали?
Вогнестійкі пластикові матеріали – це пластмаси, які можуть уповільнювати займання, зменшувати поширення полум’я або самозагасати за певних умов випробування. Вони не є «вогнестійкими», але допомагають деталі безпечніше поводитися під впливом тепла або полум’я.
Деякі пластмаси мають кращу природну вогнестійкість, тоді як інші залежать від вогнезахисних добавок або складних марок. Для лиття під тиском зазвичай краще вибрати перевірену вогнезахисну смолу з самого початку, ніж намагатися модифікувати стандартну смолу під час виробництва.
Матеріал все ще повинен добре формуватися. Він повинен заповнювати порожнину, зберігати розміри, відповідати вимогам до поверхні та зберігати достатню міцність для складання. Марку, яка пройшла випробування полум'ям, все ще може бути важко використовувати в тонких стінках або складних корпусах, тому товщину стінки, конструкцію форми, технологічне вікно та документацію слід перевіряти разом.
Чому важливі рейтинги UL94 для литих деталей
Класифікація UL94 широко використовується для опису займистості пластикових матеріалів. Вони зазвичай зустрічаються в електричних, електронних, побутових та промислових пластикових деталях.
Ключовим моментом є те, що рейтинг UL94 – це рейтинг для конкретного класу матеріалу за певних умов випробувань і не повинен розглядатися як загальна характеристика ABS, PC/ABS, PA, PBT або будь-якої іншої серії матеріалів.
Рейтинги HB, V-2, V-1 та V-0
Для проектів лиття під тиском поширені рейтинги UL94 включають HB, V-2, V-1 та V-0.
- HB – це горизонтальний показник горіння. Зазвичай це нижчий показник полум’я, ніж вертикальні класифікації.
- V-2 це вертикальний показник горіння. Матеріал може самозагаснути в умовах випробування, але можуть утворюватися краплі полум'я.
- V-1 є суворішим, ніж V-2. Він має жорсткіші вимоги до горіння та не допускає потрапляння полум'яних крапель, які можуть запалювати бавовну.
- V-0 є суворішим вертикальним класом вигоряння. Багато електричних та електронних виробів вимагають UL94 V-0, але не кожна деталь потребує цього.
V-0 не є універсальною властивістю для певної групи матеріалів. Лише певні вогнестійкі пластикові матеріали можуть відповідати необхідному рейтингу.
Товщина стінки може змінити рейтинг
Товщина стінки при лиття під тиском є однією з перших деталей, які потрібно перевірити, оскільки необхідний клас вогнестійкості має бути оцінений для відповідної товщини матеріалу. Смола може відповідати V-0 при 1.5 мм, але не відповідати тому ж класу при 0.8 мм. Рецептура, наповнювач, колір та постачальник також можуть змінити результат.
Це має значення під час проектування прес-форм для литтєвого виготовлення пластику. Тонкостінний корпус, роз'єм або кришка електронного обладнання можуть потребувати іншої марки смоли, ніж товстіша деталь. Якщо стінка занадто тонка для цільового рейтингу, матеріал може не відповідати необхідним випробуванням на полум'я, навіть якщо паспорт даних виглядає відповідним.
Перед виготовленням форми підтвердьте як необхідний клас UL94, так і необхідну товщину випробування або фактичну товщину стінки деталі.
Необхідно підтвердити клас смоли та UL-файл
Недостатньо написати на кресленні «вогнестійкий ABS» або «FR PC/ABS». У проекті слід підтвердити точну марку смоли, постачальника, файл UL, колір та товщину випробування.
Це особливо важливо для регульованих або затверджених замовником проектів. Якщо замовнику потрібна документація, постачальник ливарного матеріалу не повинен замінювати його іншим сортом без його схвалення.
Звичайні вогнестійкі пластмаси для лиття під тиском
Багато сімейств пластмас мають вогнестійкі марки. Правильний вибір залежить від класу вогнестійкості, термостійкості, електричних потреб, міцності, зовнішнього вигляду, формуваності та вартості.
| Матеріальна | Загальне використання | міцність | Точка спостереження |
| FR ABS | Корпуси, кришки, панелі | Гарна обробка поверхні та формуваність | Межі теплового та ультрафіолетового випромінювання |
| ПК FR | Міцні кришки, електричні деталі | Ударостійкість та термостійкість | Вища вартість та хімічні обмеження |
| вогнестійкий ПК/АБС | Корпуси електроніки, деталі побутової техніки | Гарний баланс міцності та оброблюваності | Необхідно перевірити клас і товщину стінки |
| FR PA нейлон | Роз'єми, кронштейни, електричні деталі | Міцність і термостійкість | Поглинання вологи та зміна розмірів |
| FR ПБТ | Роз'єми, реле, перемикачі | Електричні характеристики та стабільність | Деякі сорти можуть бути крихкими |
| FR PP | Недорогі електротехнічні або побутові деталі | Легка та хімічна стійкість | Нижча жорсткість та термостійкість |
| PPS | Електричні деталі, що нагріваються до високої температури | Термічна та хімічна стійкість | Вища вартість матеріалу |
| PEI | Електричні деталі, що захищають від високих температур | Вогнестійкість, жорсткість, термостійкість | Вища вартість та складніша обробка |
| LCP | Тонкостінні роз'єми та електроніка | Тонкостінний потік та висока теплова продуктивність | Вартість та анізотропна поведінка |
Вогнестійкий ABS
Лиття під тиском ABS зазвичай використовується для корпусів, кришок та деталей керування, де мають значення зовнішній вигляд та формуваність, тоді як вогнестійкі марки слід вказувати, коли потрібен певний клас вогнестійкості. Вогнестійкий матеріал ABS може бути практичним, коли деталі потрібен зовнішній вигляд та помірна ударостійкість.
Однак, вогнестійкі марки ABS все ще мають обмеження. Вони можуть бути не ідеальними для зон з високими температурами, зовнішнього впливу ультрафіолетового випромінювання або застосувань, які потребують сильнішої хімічної стійкості. Якщо потрібна більша теплопровідність або міцність, вогнестійкий PC/ABS або PC може бути кращим вибором.
Вогнестійкий ПК та ПК/АБС
Полікарбонат, або ПК, часто обирають, коли деталі потрібна краща ударна міцність та термостійкість, ніж у стандартних пластмас. Вогнестійкий ПК зазвичай використовується для міцніших корпусів, електронних корпусів, деталей зарядних пристроїв та деяких прозорих або напівпрозорих деталей, залежно від марки.
PC/ABS зазвичай розглядається, коли деталь потребує балансу між міцністю, термостійкістю, пластичністю та зовнішнім виглядом поверхні. У багатьох корпусах для електроніки вогнестійкий PC/ABS є практичним вибором, оскільки його легше обробляти, ніж чистий PC, водночас забезпечуючи хороші загальні характеристики.
Вогнестійкий нейлон PA та PBT
ПА та ПБТ поширені в електричних та роз'ємних пристроях. Вогнестійкий ПА може забезпечити хорошу міцність та термостійкість, але слід враховувати поглинання вологи. Зміна розмірів може вплинути на прецизійні деталі.
Матеріал PBT для лиття під тиском часто використовується для роз'ємів, реле, перемикачів та електричних корпусів, причому вогнестійкі марки вибираються, коли застосування вимагає певного номіналу. Він має хороші електричні властивості та стабільність розмірів. Деякі марки можуть бути крихкими, тому перед виготовленням інструменту слід перевірити вимоги до застібки та ударної міцності.
PPS, PEI та LCP для вищих вимог
Для застосування у високотемпературних пластиках варто розглянути такі матеріали, як PPS, PEI та LCP, коли вимоги до тепла, хімічного впливу або електричних характеристик перевищують вимоги стандартних марок FR. Це високоефективні вогнестійкі пластикові матеріали, але вони також мають вищу вартість матеріалів та жорсткіші вимоги до формування.
Кожен матеріал має свою відповідну область застосування. LCP часто використовується для тонкостінних роз'ємів та прецизійних електронних деталей. PPS є гарним варіантом, коли важливі термостійкість та хімічна стійкість. PEI можна розглядати для високотемпературних електричних деталей, які потребують стабільної роботи. На практиці ці матеріали не слід вибирати лише тому, що вони виглядають «більш просунутими». Вони мають сенс лише тоді, коли застосування дійсно потребує такого рівня продуктивності.
Ризики лиття під тиском з вогнестійкими пластмасами
Вогнестійкі пластикові матеріали можна ефективно формувати, але вогнестійкі добавки, скловолокно та мінеральні наповнювачі можуть змінити характеристики плинності, міцність, якість поверхні та стабільність обробки. Ці фактори слід переглядати заздалегідь, особливо для тонкостінних деталей, деталей з високими допусками або деталей, критично важливих до зовнішнього вигляду.
- Проблеми з потоком та наповненням: Деякі вогнетривкі матеріали мають нижчу текучість, ніж стандартні марки, що збільшує ризик утворення коротких зварних швів, ліній зварювання та поганого ущільнення. Розмір та розташування затвора слід оптимізувати для підтримки міцності та якості деталі.
- Сушіння та контроль вологості: Такі матеріали, як PA, PBT, PC та PC/ABS, можуть потребувати належного сушіння перед формуванням. Надлишок вологи може спричинити появу срібних смуг, бульбашок, дефектів поверхні та зниження механічних характеристик.
- Термічна деградація: Надмірна температура розплаву або тривалий час перебування можуть спричинити зміну кольору, запах, чорні плями або зниження міцності. Контроль температури, часу перебування та перерв у виробництві є важливим.
- Відкладення цвілі та дефекти поверхні: Деякі вогнезахисні системи можуть утворювати відкладення під час виробництва, що впливає на якість поверхні та довгострокову стабільність. Для безперервного виробництва може знадобитися регулярне обслуговування форми.
- Усадка та деформація: Вогнестійкі добавки, наповнювачі та напрямок потоку можуть впливати на усадку та розмірну стабільність. Конструкцію форми та налаштування процесу слід коригувати залежно від поведінки матеріалу, щоб підтримувати точність деталі.
Поширені запитання
Чи вогнестійкі вогнестійкі пластикові матеріали?
Ні. Вогнестійкі пластикові матеріали не є вогнестійкими. Вони призначені для уповільнення горіння, зменшення поширення полум'я або сприяння самозагасанню матеріалу за певних умов випробування.
Чи є АБС-пластик сам по собі вогнестійким?
Стандартний ABS-пластик зазвичай не вважається вогнестійким. Якщо деталь потребує вогнестійкості, вам потрібно вибрати вогнестійкий ABS-пластик та підтвердити його клас UL94 перед використанням.
Чи можна лити вогнестійкі пластмаси під тиском?
Так. Багато вогнестійких пластмас призначені для лиття під тиском. Але порівняно зі стандартними сортами, деякі матеріали потребують суворішого сушіння, контролю температури розплаву, вентиляції та проектування прес-форм, щоб уникнути дефектів лиття.
Чому товщина стінки має значення для рейтингів UL94?
Товщина стінки безпосередньо впливає на результати випробувань на горіння. Матеріал може досягти певного показника вогнестійкості при 1.5 мм, але не при 0.8 мм. Для реальних проектів завжди перевіряйте показник вогнестійкості при необхідній товщині випробування або якомога ближче до фактичної товщини стінки деталі.
Висновок
Вогнестійкі пластикові матеріали можуть допомогти зменшити ризик пожежі в електричних, електронних, автомобільних, побутових та промислових деталях. Але вибір матеріалу не повинен обмежуватися на «FR» або «V-0». Важливими є такі характеристики, як клас міцності UL94, товщина випробувань, сорт смоли, механічна міцність, колір, технологічність та документація.
Якщо вашому проєкту потрібні литі під тиском вогнестійкі пластикові деталі, зверніться до виробника ливарних систем HingTung, щоб переглянути ваші креслення, вимоги до матеріалів, потреби в конструкції прес-форми та цілі виробництва, перш ніж розпочати виготовлення оснащення.