Podle neúplných statistik je v materiálové knihovně 45 polymerních řad, až 85000 XNUMX druhů plastů, které lze zhruba rozdělit do dvou kategorií: termosetové plasty a termoplasty. Vstřikování je jednou z nejčastěji používaných metod výroby velkého množství dílů. Výběr vhodného materiálu se zdá být obtížný úkol. To vyžaduje, abychom podrobně rozuměli materiálům a musíme odkazovat na účel, efektivitu a náklady na výrobu dílů. Některé materiály mohou být samozřejmě vhodnější, ale pro proces vstřikování neexistuje „jedna velikost pro všechny“. Výběr správného materiálu může zlepšit tvar, montáž a funkci součásti. V konečném důsledku zvolený materiál vždy přímo souvisí s aplikací dílu.
Obsah
Přepnout1. Rozdíl mezi termosetovými plasty a termoplasty.
Hlavní rozdíl mezi termosetovými plasty a termoplasty spočívá v jejich různých reakcích na teplo, což má za následek odlišné výsledky.
A. Termosetové plasty
Tento materiál zvyšuje pevnost při zahřívání nebo vystavení vysokým teplotám; například termosetové plastové výrobky si mohou zachovat svou celkovou pevnost a tvar i v prostředích s vysokými teplotami. Tato vlastnost je výhodná při výrobě velkých trvalých dílů a součástí, protože vydrží více použití a extrémní podmínky. Termosetové plasty však mají také zjevné nevýhody, protože jejich vnitřní struktura se při zahřívání mění, což znemožňuje jejich přetvoření nebo opětovné použití. Vysoký bod tání termosetových plastů také není vhodný pro procesy vstřikování a ne všechny termosetové plasty mají stejnou teplotu tání. Každý materiál reaguje na teplo jinak, takže pro určitý typ termosetového plastu mohou být vyžadovány specializované stroje a obecně je nelze používat zaměnitelně.
b. Termoplast
Termoplastické materiály nepodléhají chemické změně ve své struktuře po několika cyklech ohřevu a chlazení, což z nich činí recyklovatelné materiály, které lze znovu použít. Z hlediska vstřikování mají termoplastické materiály relativně nízký bod tání, což je značná výhoda a činí je vhodnějšími pro velkosériovou výrobu plastových dílů. Termoplastické materiály však mají obecně vyšší cenu než termosetové plasty.
2.Faktory, které je třeba vzít v úvahu při výběru materiálů
Obrácené myšlení může být užitečné při hledání správného materiálu pro vaše plastové díly. Připravte se na zodpovězení těchto otázek: K čemu budou díly použity? Jaký tlak vydrží? Budou pracovat v drsném prostředí? Je montáž složitá? Upřednostnění těchto faktorů může pomoci při výběru vhodného materiálu.
A. Montážní poloha
Místo instalace součásti je faktorem, který je třeba zvážit, zda bude umístěn na slunečním světle, venku, ve vlhkém prostředí nebo bude instalován uvnitř větší sestavy.
b. teplota
Bude součást fungovat ve studené chladničce, při pokojové teplotě nebo v prostředí s vysokou teplotou, například pod kapotou auta?
C. životní cyklus
Průměrná pracovní doba dílů je 5 let, 10 let nebo více?
d. Záruka
Specificky pro automobilový průmysl je nutné vzít v úvahu možnost selhání komponent po několika letech. Jaká bude cena opravy?
E. Omezení nákladů
Komoditní plasty, jako je vysokohustotní polyethylen nebo polypropylen, mají obvykle vysokou hustotu a jsou relativně levné. Dalším typem jsou technické plasty, jako je PEEK, PEI a další materiály, které jsou vysoce odolné vůči vysokým teplotám a velmi trvanlivé, ale mají vyšší cenu.
F. Požadavky na vzhled
Vyžaduje součást texturu, jak vysoká musí být povrchová úprava a zda by byly mimo jiné vhodnější barevné části než průhledné?
Jakmile odpovíte na úvodní otázky, můžete většinu materiálů odstranit, ale stále musíte zvážit řadu navazujících otázek, abyste dále zúžili rozsah materiálů.
G. Designová funkce
Zvažte mechanické vlastnosti součásti, zda musí být ohebná, stlačitelná nebo spojitelná atd. Musí mít pevnost v tahu? Jaké jsou požadavky na odolnost dílu proti nárazu, elektrickou izolaci atd.? Potřebuje se materiál spojit se součástmi, jako je vícemateriálové zalití nebo vložení? Důležitým faktorem je také hmotnost součásti.
h. Environmentální faktor
Jaké bude pracovní prostředí pro díl? Přijde do styku s chemikáliemi? Musí být zpomalující hoření? Jaké jsou požadavky na odolnost vůči UV záření?
i. Vyhovuje
Pro určitá průmyslová odvětví existují specifické materiálové požadavky na díly. Musí mít váš díl certifikaci pro potravinářský průmysl, splňovat normy FDA nebo splňovat lékařské normy, normy ISO, elektrické shody nebo jiné normy?
3. Přednosti a aplikace běžně používaných termoplastických materiálů
Profesionální továrna na vstřikování obvykle nabízí desítky technických plastů na skladě a musí také podporovat speciální materiály podle požadavků zákazníků. Podle inventáře materiálů poskytnutého čínským dodavatelem vstřikovacích forem, společností DDPROTOTYPE, jsou shrnuty výhody a aplikace běžně používaných termoplastických materiálů.
A. břišní svaly
I. Výhoda
ABS je houževnatý a nárazuvzdorný plast, který má nízké smrštění a stabilní rozměrové vlastnosti, stejně jako vynikající odolnost proti kyselinám a zásadám a je široce používán v různých oblastech. Tento materiál je cenově relativně levný.
II. oblast použití
Včetně, ale bez omezení, elektronických produktů, dálkových ovladačů, počítačů, telefonů, kosmetiky, ručních zařízení a krytů.
III. Poznámka
Vstřikované díly vyrobené z ABS budou vykazovat pletené linie a v silnějších oblastech mohou mít propady a dutiny. Naštěstí lze ABS smíchat s PC, aby se výrazně zlepšil materiál a vyřešily se tyto problémy.
b. ABS/PC
I. Výhoda
Směsný materiál ABS/PC kombinuje pevnost a tepelnou odolnost polykarbonátu s pružností a rozměrovou stálostí ABS, díky čemuž se jedná o materiál s vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Tento materiál má vyšší tepelnou odolnost než ABS a vyšší odolnost proti nárazu než PC v podmínkách nízkých teplot.
II. oblast použití
Tyto směsné materiály se běžně používají v automobilovém, elektronickém a telekomunikačním průmyslu a také v dalších průmyslových odvětvích.
III. Poznámka
Materiál ABS/PC maximalizuje řešení defektů při lisování jednoho materiálu, jako jsou problémy s tlustým lisováním. Tento směsný materiál lze zvolit, když je požadován vynikající mechanický výkon, přičemž je také cílem snížit náklady.
C. PC
I. Výhoda
PC je průhledný plast s vysokou optickou průhledností, vysokou pevností, extrémní odolností proti nárazu, nízkým smrštěním a dobrou rozměrovou stálostí. PC má navíc vynikající tepelnou odolnost a díly z něj zpracované mají vysokou povrchovou úpravu.
II. oblast použití
Mimo jiné včetně čoček, svítidel, pouzder na mobilní telefony, elektronických součástek, lékařských přístrojů a neprůstřelných skel.
III. Poznámka
Při výrobě silnějších dílů z PC se mohou objevit dutiny, bubliny nebo stopy propadu. Navíc PC díly mají relativně špatnou chemickou odolnost. Směsný materiál ABS/PC je dobrou náhradou za PC a může vyřešit některé z těchto vad, ale výsledné části jsou neprůhledné.
d. PA nebo PPA
I. Výhoda
PA neboli polyamid je vysoce výkonný technický plast s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, vynikající odolností proti korozi, oleji a tepelnou odolností. Vyztužením a úpravou zpomalující hoření lze výrazně zlepšit jeho tepelnou odolnost, stabilitu a zpomalení hoření. Existuje mnoho druhů nylonu (4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12 atd.). Každý materiál má své výhody. Nylon má vysokou pevnost a pevnost při vysokých teplotách, stejně jako vynikající chemickou odolnost. Například nylon 6/6 má vysokou pevnost a tvrdost a je velmi odolný proti opotřebení. Při nízkých teplotách je nylon 6 velmi tvrdý a houževnatý. Nylon 6/12 má lepší odolnost proti nárazu.
II. oblast použití
Není omezeno na díly s tenkostěnnými prvky, hřídele, ozubená kola a ložiska, šrouby, čerpadla, vodítka atd.
III. Poznámka
Nylon je náchylný k deformaci, což je všeobecně známo. V některých specifických prostředích, například uvnitř vlhké chladničky, je obecně vhodné vyhnout se výběru nylonových dílů. Nylon je totiž hygroskopický materiál, který může způsobit změny rozměrů a struktury dílů a způsobit poškození.
E. POM
I. Výhoda
Je houževnatý, tuhý, tvrdý a pevný a patří mezi nejtvrdší plasty. Má také dobrou kluznost a odolnost vůči organickým rozpouštědlům a vynikající elasticitu. Proto je tento plast velmi vhodný pro výrobu dosedacích ploch a ozubených kol.
II. oblast použití
Včetně ozubených kol, čerpadel, oběžných kol, lopatek, dopravníkových řetězů, ventilátorů, spínacích komponentů, tlačítek a knoflíků.
III. Poznámka
Kvůli jeho smrštění je při výrobě dílů z POM nutná rovnoměrná tloušťka stěny. Jeho mazací schopnost ztěžuje lakování nebo natírání a dosažení esteticky příjemného povrchu může být náročné.
F. PMMA
I. Výhoda
Také známý jako akryl, je to další průhledný plast s dobrými optickými vlastnostmi, hladkostí povrchu, odolností proti poškrábání a nízkým smrštěním.
II. oblast použití
Není omezeno na čočky, světelné trubice, optické čočky, stínidla, optická vlákna, loga atd.
III. Poznámka
PMMA je poměrně křehký a náchylný k praskání pod napětím a má špatnou chemickou odolnost.
G. PP
I. Výhoda
PP má dobrou tvarovatelnost, dobrou povrchovou tuhost a odolnost proti poškrábání a je relativně levným plastem. Má dobrou odolnost proti nárazu, odolnost proti opotřebení, vysokou houževnatost, dobrou tažnost a odolnost vůči kyselinám a zásadám.
II. oblast použití
Včetně, ale bez omezení na panty, ventilátory, uzávěry lahví, lékařské transferové pipety atd.
III. Poznámka
PP má tendenci křehnout při nízkých teplotách. Výroba silnějších dílů může mít za následek tvorbu bublin, smrštění nebo deformaci.
h. PBT
I. Výhoda
PBT je vynikající technický materiál s dobrou houževnatostí a odolností proti únavě, vysokou tepelnou a povětrnostní odolností, dobrými elektrickými vlastnostmi a nízkou nasákavostí. Vyztužení a úprava zpomalující hoření může výrazně zlepšit jeho tepelnou odolnost, rozměrovou stabilitu a vlastnosti zpomalující hoření, takže je ideální pro automobily a poskytuje vynikající elektrický výkon pro elektronické součástky. Má střední až vysokou pevnost a houževnatost a dobrou odolnost vůči palivům, olejům, tukům a mnoha rozpouštědlům a neabsorbuje pachy.
II. oblast použití
Včetně kluzných ložisek, ozubených kol, brusek, vysavačů, knoflíků atd.
III. Poznámka
PBT pryskyřice je náchylná k deformaci a je obtížné ji zpracovat na tenkostěnné díly.
i. PPSU
I. Výhoda
PPSU se vyznačuje vysokou houževnatostí a tepelnou odolností a je to materiál odolný vůči vysokým teplotám a rozměrově stálý. Má také schopnost odolávat záření a určitý stupeň odolnosti vůči kyselinám a zásadám.
II. oblast použití
Včetně, ale bez omezení na součásti lékařských přístrojů, sterilizační podnosy, armatury na horkou vodu, zásuvky a konektory.
III. Poznámka
U silnějších dílů může PPSU způsobit mezery nebo bubliny. Organická rozpouštědla a uhlovodíky mají na materiály PPSU určité korozivní účinky. Do PPSU pryskyřice obecně nelze přidávat barviva.
j. PROHLÉDNĚTE
I. Výhoda
PEEK je vysokoteplotně odolný, chemicky odolný, nehořlavý a rozměrově stálý materiál běžně používaný v lékařském, leteckém a automobilovém průmyslu.
II. oblast použití
Včetně, ale bez omezení, ložisek, pístových součástí a čerpadel, izolovaných drátů atd.
III. Poznámka
PEEK je vysoce výkonný materiál, takže náklady jsou velmi vysoké.
Výše zmíněných 11 materiálů jsou běžně používané materiály pro vstřikování. DDPROTOTYPE také nabízí další plastové možnosti, jako jsou PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE a PSU, které lze dále vylepšit přidáním skleněných a uhlíkových vláken pro zlepšení jejich výkonu.
4.Typické materiály pro lékařské vstřikování.
Po dlouhou dobu lidé věřili, že plasty mají v lékařských aplikacích více výhod než kovy, protože kovy mohou podléhat chemickým reakcím s roztokem slané vody v lidském těle. V procesu vstřikování má lékařský průmysl nejvyšší požadavky a obrovskou poptávku. Kvalita lékařské vstřikování části souvisí se zdravím lidí a může dokonce ohrozit jejich životy. Při spolupráci s výrobci lékařských vstřikovacích forem je důležité, aby plně rozuměli charakteristikám nejčastěji používaných termoplastických plastů v lékařském vstřikování, a to je také jeden z ukazatelů výkonnosti, zda výrobce dodržuje přísné výrobní normy. Níže si představíme běžně používané materiály a jejich aplikace pro medicínské vstřikovací díly. Tyto lékařské materiály se obvykle nepoužívají jako záložní zásobní materiály, ale před použitím ve výrobě musí projít přísným testováním.
A. PE
Polyetylen (PE) je dosud nejpoužívanějším plastem na světě. Jedná se o nákladově efektivní materiál lékařské kvality, který je nenasákavý, biologicky nerozložitelný a nebledne, takže je ideální volbou pro citlivé lékařské vybavení a komponenty. Polyetylen je odolný vůči zadržování nebezpečných bakterií a snese drsné čisticí prostředky. Běžně se používá pro nádoby, lahve a potrubí, ale je citlivý na UV záření a je hořlavý. Jeho pevnost v tahu je 4,000 psi.
b. PP
Polypropylen je termoplastický materiál s vynikajícími mechanickými vlastnostmi a chemickou odolností. Je pevný a odolný, s velmi vysokou pevností v tahu 4,800 XNUMX psi a používá se v řadě aplikací od automobilových nárazníků až po lékařské nástroje. Polypropylen se běžně používá k výrobě jednorázových injekčních stříkaček, konektorů, protéz kloubů prstů, nevstřebatelných stehů, nádob, lékovek a průhledných sáčků.
C. PS
Polystyren je jedním z nejpoužívanějších plastů. Je to skelný a průhledný plast, který je relativně levný, ale má špatné bariéry pro kyslík a vodní páru a relativně nízký bod tání. Polystyren se běžně používá k výrobě zkumavek, kultivačních misek, táců a jednorázového plastového náčiní.
d. PMMA
PMMA má téměř dokonalou propustnost viditelného světla a neobvyklou charakteristiku odrážení světelných paprsků uvnitř jeho povrchu, díky čemuž se běžně používá pro výrobu optických vláken. Používá se také v lékařských zařízeních k výrobě umělých zubů, zubních implantátů, materiálů pro zubní protézy, zubních výplní, umělých čoček a membrán používaných pro dialýzu.
E. PVC
Polyvinylchlorid (PVC) je jedním z nejběžněji používaných termoplastických polymerů na světě. Používá se především ve stavebnictví, jako jsou podlahy, potrubí a stěnové panely v nemocničních sterilních laboratořích. V některých případech se používá jako náhražka gumy a běžně se také používá k výrobě materiálů pro krevní dialýzu nebo perfuzi, krevní hadičky, krevní vaky a protetické končetiny.
F. PC
Polykarbonát je skupina termoplastických polymerů s přirozenou průhledností vůči viditelnému světlu a odolností vůči UV záření, často používaný v brýlových čočkách a považovaný za dobrou náhradu skla. Polykarbonát je velmi pevný materiál, který se jen tak nerozbije a běžně se používá i ve zdravotnických pomůckách. Díly vyrobené z polykarbonátu lze sterilizovat pomocí páry při 120 °C, gama zářením nebo metodami ethylenoxidu (ETO).
5.Hledá se důvěryhodný výrobce vstřikovacích forem.
Když svůj projekt vstřikování svěříte výrobci, očekáváte, že bude důsledně splňovat vaše očekávání a bude přidávat hodnotu vašemu projektu. Proto musíte vědět, co hledat u výrobce vstřikovacích forem.
A. Řádná certifikace vstřikování.
Průmysl vstřikování má přísné směrnice, zejména pro speciální průmyslová odvětví, jako je medicína.
b. Certifikace designu a výroby.
Je velmi důležité, aby zařízení výrobce splňovalo kvalitativní standardy procesní validace IQ/OQ/PQ. Navíc použití návrhového softwaru jako např Solid Works CAD je důležitým ukazatelem jejich schopností prototypování.
C. Certifikace kontroly kvality a hodnocení.
Pro výrobce je ISO 9001:2015 důležitou certifikací, protože znamená vhodný systém managementu kvality.
d. Certifikace bezpečnosti materiálu a nákupu.
A. Úroveň kontroly kvality výrobce.
Vstřikování vyžaduje vysokou stabilitu a je nezbytné, aby váš dodavatel dodržoval kontrolu kvality a bezpečnostní opatření během celého výrobního procesu. Návštěva jejich továrny, aby zjistili, zda jsou schopni vyrábět řadu termoplastických plastových dílů, je zásadní. Je také moudré je požádat, aby popsali konkrétní případové studie jejich postupů.
B. Vnitřní výrobní zařízení a profesionální mechanici.
Interní pokročilé výrobní zařízení a kvalifikovaní strojníci jsou nezbytnými základy pro poskytování vysoké kvality a splnění výrobních očekávání. A 5osý CNC stroj, souřadnicový měřicí stroj a další vybavení jsou nezbytnou podmínkou. Zkušení strojníci samozřejmě musí sledovat celý vývojový proces. Máte-li jakékoli dotazy při výběru vstřikovacích materiálů, neváhejte kontaktovat AN-Prototype. Bezplatně vám poskytnou poradenství na základě více než 20 let zkušeností.