Material zum Spritzgießen

Martin.Mu

Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Spezialisiert auf CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Urethanguss, Rapid Tooling, Spritzguss, Metallguss, Blech und Extrusion.

So wählen Sie das geeignete Material für den Spritzguss aus

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Unvollständigen Statistiken zufolge gibt es in der Materialbibliothek 45 Polymerreihen, also bis zu 85000 Kunststoffarten, die sich grob in zwei Kategorien einteilen lassen: Duroplaste und Thermoplaste. Spritzgießen ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Herstellung großer Teilemengen. Die Auswahl eines geeigneten Materials scheint eine schwierige Aufgabe zu sein. Dies erfordert ein detailliertes Verständnis der Materialien und muss sich auf den Zweck, die Effizienz und die Kosten der Herstellung von Teilen beziehen. Natürlich können einige Materialien besser geeignet sein, aber es gibt keine Einheitslösung für den Spritzgussprozess. Durch die Auswahl des richtigen Materials können Form, Zusammenbau und Funktion des Teils verbessert werden. Letztlich steht das gewählte Material immer in direktem Zusammenhang mit der Anwendung des Bauteils.

Spritzgussmaterialien

Der Hauptunterschied zwischen duroplastischen Kunststoffen und Thermoplasten liegt in ihren unterschiedlichen Reaktionen auf Wärme, die zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.

A. Duroplastische Kunststoffe

Die Festigkeit dieses Materials nimmt zu, wenn es erhitzt oder hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Beispielsweise können Produkte aus duroplastischem Kunststoff ihre Gesamtfestigkeit und Form auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen beibehalten. Diese Eigenschaft ist bei der Herstellung großer dauerhafter Teile und Komponenten von Vorteil, da sie einer höheren Beanspruchung und extremen Bedingungen standhalten. Allerdings weisen duroplastische Kunststoffe auch offensichtliche Nachteile auf, da sich ihre innere Struktur bei Erwärmung verändert und eine Umformung oder Wiederverwendung unmöglich ist. Auch der hohe Schmelzpunkt duroplastischer Kunststoffe ist für Spritzgussverfahren nicht geeignet und nicht alle duroplastischen Kunststoffe haben den gleichen Schmelzpunkt. Da jedes Material anders auf Hitze reagiert, sind möglicherweise spezielle Maschinen für eine bestimmte Art von duroplastischem Kunststoff erforderlich, die im Allgemeinen nicht austauschbar sind.

B. Thermoplast

Thermoplastische Materialien unterliegen nach mehreren Erwärmungs- und Abkühlungszyklen keiner chemischen Veränderung ihrer Struktur und sind somit recycelbare Materialien, die wiederverwendet werden können. Im Hinblick auf das Spritzgießen haben thermoplastische Materialien einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, was einen erheblichen Vorteil darstellt und sie für die Herstellung von Kunststoffteilen in großem Maßstab besser geeignet macht. Allerdings sind thermoplastische Materialien im Allgemeinen teurer als duroplastische Kunststoffe.

2. Bei der Materialauswahl zu berücksichtigende Faktoren

Umgekehrtes Denken kann hilfreich sein, um das richtige Material für Ihre Kunststoffteile zu finden. Bereiten Sie sich auf die Beantwortung dieser Fragen vor: Wofür werden die Teile verwendet? Welchem ​​Druck werden sie standhalten? Werden sie in rauen Umgebungen arbeiten? Ist die Montage komplex? Die Priorisierung dieser Faktoren kann bei der Auswahl des geeigneten Materials hilfreich sein.

A. Einbaulage

Der Installationsort der Komponente ist ein Faktor, der berücksichtigt werden muss, unabhängig davon, ob sie im Sonnenlicht, im Freien, in feuchten Umgebungen oder in einer größeren Baugruppe installiert wird.

B. Temperatur

Wird die Komponente in einem kalten Kühlschrank, bei Raumtemperatur oder in Umgebungen mit hohen Temperaturen, beispielsweise unter der Motorhaube eines Autos, betrieben?

C. Lebenszyklus

Die durchschnittliche Arbeitszeit von Teilen beträgt 5 Jahre, 10 Jahre oder mehr?

D. Garantie

Speziell in der Automobilindustrie muss die Möglichkeit eines Komponentenausfalls über mehrere Jahre hinweg in Betracht gezogen werden. Wie hoch werden die Reparaturkosten sein?

e. Kostenbegrenzung

Standardkunststoffe wie hochdichtes Polyethylen oder Polypropylen weisen typischerweise eine hohe Dichte auf und sind relativ kostengünstig. Eine andere Art sind technische Kunststoffe wie PEEK, PEI und andere Materialien, die sehr temperaturbeständig und sehr langlebig sind, aber höhere Kosten verursachen.

F. Anforderungen an das Aussehen

Benötigt das Bauteil unter anderem eine Textur, wie hoch muss die Oberflächengüte sein und ob farbige Teile besser geeignet sind als transparente?

Sobald Sie die ersten Fragen beantwortet haben, können Sie die meisten Materialien eliminieren, müssen aber noch eine Reihe von Folgefragen berücksichtigen, um die Auswahl an Materialien weiter einzugrenzen.

G. Designfunktion

Berücksichtigen Sie die mechanischen Eigenschaften des Teils, ob es flexibel, komprimierbar oder verklebbar sein muss usw. Muss es Zugfestigkeit haben? Welche Anforderungen werden an Schlagfestigkeit, elektrische Isolierung usw. des Teils gestellt? Muss sich das Material mit Komponenten verbinden, z. B. durch Multimaterial-Umspritzen oder Umspritzen? Auch das Gewicht des Teils ist ein wichtiger Überlegungsfaktor.

H. Umweltfaktor

Wie wird das Arbeitsumfeld für die Stelle sein? Wird es mit Chemikalien in Kontakt kommen? Muss es schwer entflammbar sein? Was sind die Anforderungen an die UV-Beständigkeit?

ich. Entspricht

Für bestimmte Branchen gelten besondere Materialanforderungen für Teile. Muss Ihr Teil für Lebensmittel zertifiziert sein, den FDA-Standards entsprechen oder medizinische Standards, ISO, elektrische Konformität oder andere Standards erfüllen?

3. Vorteile und Anwendungen häufig verwendeter thermoplastischer Materialien

Eine professionelle Spritzgussfabrik bietet in der Regel Dutzende von technischen Kunststoffen auf Lager an und muss je nach Kundenwunsch auch weitere Spezialmaterialien unterstützen. Anhand des Materialinventars eines chinesischen Spritzgusslieferanten, DDPROTOTYPE, werden die Vorteile und Anwendungen häufig verwendeter thermoplastischer Materialien zusammengefasst.

A. Abs

I. Vorteil

ABS ist ein zäher und schlagfester Kunststoff mit geringer Schrumpfung und stabilen Dimensionseigenschaften sowie ausgezeichneter Säure- und Laugenbeständigkeit, der in verschiedenen Bereichen weit verbreitet ist. Dieses Material ist relativ günstig im Preis.

II. Anwendungsbereich

Dazu gehören unter anderem elektronische Produkte, Fernbedienungen, Computer, Telefone, Kosmetika, Handgeräte und Gehäuse.

III. Notiz

Spritzgussteile aus ABS weisen Bindenähte auf und können in dickeren Bereichen Einfallstellen und Hohlräume aufweisen. Glücklicherweise kann ABS mit PC gemischt werden, um das Material erheblich zu verbessern und diese Probleme zu lösen.

B. ABS/PC

I. Vorteil

Das ABS/PC-Mischmaterial kombiniert die Festigkeit und Hitzebeständigkeit von Polycarbonat mit der Flexibilität und Dimensionsstabilität von ABS und macht es zu einem Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Dieses Material weist eine höhere Hitzebeständigkeit als ABS und eine höhere Schlagfestigkeit als PC bei niedrigen Temperaturen auf.

II. Anwendungsbereich

Diese Mischungsmaterialien werden häufig in der Automobil-, Elektronik- und Telekommunikationsindustrie sowie anderen Branchen verwendet.

III. Notiz

ABS/PC-Material maximiert die Lösung von Fehlern beim Formen aus einem einzigen Material, wie z. B. Probleme mit dicken Formen. Dieses Mischmaterial kann gewählt werden, wenn eine hervorragende mechanische Leistung gewünscht wird und gleichzeitig die Kosten gesenkt werden sollen.

C. PC

PC-Spritzguss

I. Vorteil

PC ist ein transparenter Kunststoff mit hoher optischer Transparenz, hoher Festigkeit, extremer Schlagfestigkeit, geringem Schrumpf und guter Dimensionsstabilität. Darüber hinaus verfügt PC über eine hervorragende Hitzebeständigkeit und die daraus verarbeiteten Teile weisen eine hohe Oberflächengüte auf.

II. Anwendungsbereich

Dazu gehören unter anderem Linsen, Beleuchtungskörper, Handyhüllen, elektronische Komponenten, medizinische Geräte und Panzerglas.

III. Notiz

Bei der Herstellung dickerer Teile aus PC kann es zu Lunkern, Blasen oder Einfallstellen kommen. Darüber hinaus weisen PC-Teile eine relativ geringe chemische Beständigkeit auf. ABS/PC-Mischmaterial ist ein guter Ersatz für PC und kann einige dieser Mängel beheben, die resultierenden Teile sind jedoch undurchsichtig.

D. PA oder PPA

PPA-Spritzguss

I. Vorteil

PA oder Polyamid ist ein technischer Hochleistungskunststoff mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, Ölbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Durch die Verstärkung und flammhemmende Modifizierung können die Hitzebeständigkeit, Stabilität und Flammwidrigkeit deutlich verbessert werden. Es gibt viele Arten von Nylon (4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12 usw.). Jedes Material hat seine eigenen Vorteile. Nylon verfügt über eine hohe Festigkeit und Hochtemperaturfestigkeit sowie eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit. Beispielsweise weist Nylon 6/6 eine hohe Festigkeit und Härte auf und ist sehr verschleißfest. Bei niedrigen Temperaturen ist Nylon 6 sehr hart und zäh. Nylon 6/12 hat eine bessere Schlagfestigkeit.

II. Anwendungsbereich

Nicht beschränkt auf Teile mit dünnwandigen Merkmalen, Wellen, Zahnräder und Lager, Schrauben, Pumpen, Führungen usw.

III. Notiz

Nylon neigt bekanntlich zu Verformungen. In bestimmten Umgebungen, beispielsweise in einem feuchten Kühlschrank, ist es generell ratsam, auf Nylonteile zu verzichten. Denn Nylon ist ein hygroskopisches Material, das zu Veränderungen in den Abmessungen und der Struktur der Teile und zu Schäden führen kann.

e. POM

I. Vorteil

Es ist zäh, steif, hart und fest und gehört zu den härtesten Kunststoffen. Es verfügt außerdem über eine gute Gleitfähigkeit und Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln sowie eine ausgezeichnete Elastizität. Daher eignet sich dieser Kunststoff sehr gut zur Herstellung von Lagerflächen und Zahnrädern.

II. Anwendungsbereich

Einschließlich, aber nicht beschränkt auf Zahnräder, Pumpen, Laufräder, Schaufeln, Förderketten, Lüfter, Schalterkomponenten, Knöpfe und Knöpfe.

III. Notiz

Aufgrund seiner Schrumpfung ist bei der Herstellung von Teilen aus POM eine gleichmäßige Wandstärke erforderlich. Aufgrund seiner Gleitfähigkeit ist es schwierig zu streichen oder zu beschichten, und die Erzielung eines ästhetisch ansprechenden Finishs kann eine Herausforderung sein.

F. PMMA

I. Vorteil

Auch Acryl genannt, ist ein weiterer transparenter Kunststoff mit guten optischen Eigenschaften, Oberflächenglätte, Kratzfestigkeit und geringer Schrumpfung.

II. Anwendungsbereich

Nicht beschränkt auf Linsen, Lichtröhren, optische Linsen, Lampenschirme, optische Fasern, Logos usw.

III. Notiz

PMMA ist relativ spröde, neigt unter Belastung zur Rissbildung und weist eine geringe chemische Beständigkeit auf.

G. PP

PP-Spritzguss

I. Vorteil

PP verfügt über eine gute Formbarkeit, gute Oberflächensteifigkeit und Kratzfestigkeit und ist ein relativ kostengünstiger Kunststoff. Es verfügt über eine gute Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit, hohe Zähigkeit, gute Dehnung sowie Säure- und Alkalibeständigkeit.

II. Anwendungsbereich

Dazu gehören unter anderem Scharniere, Ventilatoren, Flaschenverschlüsse, medizinische Transferpipetten usw.

III. Notiz

PP neigt bei niedrigen Temperaturen dazu, spröde zu werden. Bei der Herstellung dickerer Teile kann es zu Blasenbildung, Schrumpfung oder Verzug kommen.

H. PBT

I. Vorteil

PBT ist ein ausgezeichneter technischer Werkstoff mit guter Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, hoher Hitze- und Wetterbeständigkeit, guten elektrischen Eigenschaften und geringer Wasseraufnahme. Durch die Verstärkung und flammhemmende Modifizierung können die Hitzebeständigkeit, die Dimensionsstabilität und die flammhemmenden Eigenschaften erheblich verbessert werden, was es ideal für Automobile macht und eine hervorragende elektrische Leistung für elektronische Komponenten bietet. Es verfügt über eine mäßige bis hohe Festigkeit und Zähigkeit sowie eine gute Beständigkeit gegenüber Kraftstoffen, Ölen, Fetten und vielen Lösungsmitteln und nimmt keine Gerüche an.

II. Anwendungsbereich

Einschließlich, aber nicht beschränkt auf Gleitlager, Zahnräder, Schleifmaschinen, Staubsauger, Knöpfe usw.

III. Notiz

PBT-Harz neigt zum Verziehen und lässt sich nur schwer zu dünnwandigen Teilen verarbeiten.

ich. PPSU

PPSU-Spritzguss

I. Vorteil

PPSU zeichnet sich durch hohe Zähigkeit und Hitzebeständigkeit aus und ist ein hochtemperaturbeständiges und formstabiles Material. Es verfügt außerdem über eine Strahlungsbeständigkeit und eine gewisse Säure- und Laugenbeständigkeit.

II. Anwendungsbereich

Einschließlich, aber nicht beschränkt auf Komponenten medizinischer Geräte, Sterilisationstabletts, Warmwasseranschlüsse, Steckdosen und Anschlüsse.

III. Notiz

Bei dickeren Teilen kann PPSU zu Lücken oder Blasen führen. Organische Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffe haben eine gewisse korrosive Wirkung auf PPSU-Materialien. Im Allgemeinen können PPSU-Harz keine Farbstoffe zugesetzt werden.

J. SPÄHEN

PEEK-Spritzguss

I. Vorteil

PEEK ist ein hochtemperaturbeständiges, chemisch beständiges, flammhemmendes und formstabiles Material, das häufig in der Medizin-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie verwendet wird.

II. Anwendungsbereich

Einschließlich, aber nicht beschränkt auf Lager, Kolbenkomponenten und Pumpen, isolierte Drähte usw.

III. Notiz

PEEK ist ein Hochleistungsmaterial, daher sind die Kosten sehr hoch.

Die oben genannten 11 Materialien sind häufig verwendete Materialien für den Spritzguss. DDPROTOTYPE bietet auch andere Kunststoffoptionen wie PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE und PSU an, die durch die Zugabe von Glas- und Kohlefasern weiter verbessert werden können, um ihre Leistung zu verbessern.

4.Typische Materialien für den medizinischen Spritzguss.

Lange Zeit glaubte man, dass Kunststoffe in medizinischen Anwendungen größere Vorteile als Metalle hätten, da Metalle im menschlichen Körper chemische Reaktionen mit der Salzwasserlösung eingehen könnten. Im Spritzgussverfahren bestehen in der Medizinbranche höchste Anforderungen und ein enormer Bedarf. Die Qualität von medizinisches Spritzgussverfahren Teile sind gesundheitsgefährdend und können sogar lebensgefährlich sein. Bei der Zusammenarbeit mit Herstellern medizinischer Spritzgussteile ist es wichtig, dass diese die Eigenschaften der am häufigsten verwendeten thermoplastischen Kunststoffe beim medizinischen Spritzguss vollständig verstehen. Dies ist auch einer der Leistungsindikatoren dafür, ob der Hersteller strenge Fertigungsstandards einhält. Im Folgenden stellen wir die am häufigsten verwendeten Materialien und ihre Anwendungen für medizinische Spritzgussteile vor. Typischerweise werden diese medizinischen Materialien nicht als Reservematerial verwendet, sondern müssen strengen Tests unterzogen werden, bevor sie in der Produktion verwendet werden.

A. SPORT

Polyethylen (PE) ist der bisher weltweit am häufigsten verwendete Kunststoff. Es handelt sich um ein kostengünstiges Material in medizinischer Qualität, das nicht absorbierend, nicht biologisch abbaubar und nicht verblasst, was es zur idealen Wahl für empfindliche medizinische Geräte und Komponenten macht. Polyethylen ist resistent gegen gefährliche Bakterien und widersteht aggressiven Reinigungsmitteln. Es wird häufig für Behälter, Flaschen und Rohre verwendet, ist jedoch anfällig für UV-Strahlung und brennbar. Seine Zugfestigkeit beträgt 4,000 psi.

B. PP

Polypropylen ist ein thermoplastisches Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und chemischer Beständigkeit. Es ist stark und langlebig, hat eine sehr hohe Zugfestigkeit von 4,800 psi und wird in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, von Autostoßstangen bis hin zu medizinischen Werkzeugen. Polypropylen wird häufig zur Herstellung von Einwegspritzen, Verbindungsstücken, Fingergelenkprothesen, nicht resorbierbarem Nahtmaterial, Behältern, Medikamentenflaschen und transparenten Beuteln verwendet.

C. PS

Polystyrol ist einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe. Es handelt sich um einen glasigen und transparenten Kunststoff, der relativ kostengünstig ist, aber eine schlechte Barriere gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf sowie einen relativ niedrigen Schmelzpunkt aufweist. Polystyrol wird häufig zur Herstellung von Reagenzgläsern, Kulturschalen, Tabletts und Einwegutensilien aus Kunststoff verwendet.

D. PMMA

PMMA hat eine nahezu perfekte Durchlässigkeit für sichtbares Licht und die ungewöhnliche Eigenschaft, Lichtstrahlen in seiner Oberfläche zu reflektieren, weshalb es häufig zur Herstellung optischer Fasern verwendet wird. Es wird auch in medizinischen Geräten zur Herstellung von künstlichen Zähnen, Zahnimplantaten, Prothesenmaterialien, Zahnfüllungen, künstlichen Linsen und Membranen für die Dialyse verwendet.

e. PVC

Polyvinylchlorid (PVC) ist eines der am häufigsten verwendeten thermoplastischen Polymere weltweit. Es wird hauptsächlich in der Bauindustrie verwendet, beispielsweise für Fußböden, Rohre und Wandpaneele in Sterillabors von Krankenhäusern. In einigen Fällen wird es als Ersatz für Gummi verwendet und wird auch häufig zur Herstellung von Materialien für die Blutdialyse oder -perfusion, Blutschläuchen, Blutbeuteln und Gliedmaßenprothesen verwendet.

F. PC

Polycarbonat ist eine Gruppe thermoplastischer Polymere mit natürlicher Transparenz für sichtbares Licht und UV-Beständigkeit, die häufig in Brillengläsern verwendet werden und als guter Ersatz für Glas gelten. Polycarbonat ist ein sehr starkes Material, das nicht leicht zerbricht und auch häufig in medizinischen Geräten verwendet wird. Teile aus Polycarbonat können mit Dampf bei 120 °C, Gammastrahlung oder Ethylenoxid (ETO) sterilisiert werden.

5.Suchen Sie einen vertrauenswürdigen Spritzgusshersteller.

Wenn Sie Ihr Spritzgussprojekt einem Hersteller anvertrauen, erwarten Sie von ihm, dass er Ihre Erwartungen stets erfüllt und einen Mehrwert für Ihr Projekt schafft. Daher müssen Sie wissen, worauf Sie bei einem Spritzgusshersteller achten müssen.

A. Ordnungsgemäße Spritzguss-Zertifizierung.

Die Spritzgussindustrie hat strenge Richtlinien, insbesondere für spezielle Branchen wie die Medizintechnik.

B. Design- und Fertigungszertifizierung.

Es ist sehr wichtig, dass die Ausrüstung des Herstellers den Qualitätsstandards der IQ/OQ/PQ-Prozessvalidierung entspricht. Darüber hinaus ist der Einsatz von Design-Software wie z Solid Works CAD ist ein wichtiger Indikator für ihre Prototyping-Fähigkeiten.

C. Qualitätskontroll- und Bewertungszertifizierung.

Für Hersteller ist die ISO 9001:2015 eine wichtige Zertifizierung, da sie ein entsprechendes Qualitätsmanagementsystem kennzeichnet.

D. Materialsicherheits- und Beschaffungszertifizierung.

A. Das Qualitätskontrollniveau des Herstellers.

Beim Spritzgießen ist eine hohe Stabilität erforderlich, und es ist wichtig, dass Ihr Lieferant während des gesamten Produktionsprozesses Qualitätskontrollen und Sicherheitsmaßnahmen einhält. Es ist von entscheidender Bedeutung, ihre Fabrik zu besuchen, um zu sehen, ob sie in der Lage ist, eine Reihe thermoplastischer Kunststoffteile herzustellen. Es ist auch ratsam, sie zu bitten, konkrete Fallstudien ihrer Praktiken zu beschreiben.

B. Interne Fertigungsausrüstung und professionelle Mechaniker.
Interne fortschrittliche Fertigungsanlagen und qualifizierte Maschinisten sind wesentliche Grundlagen für die Bereitstellung hoher Qualität und die Erfüllung der Produktionserwartungen. A 5-Achsen-CNC-Maschine, ein Koordinatenmessgerät und weitere Geräte sind notwendige Voraussetzungen. Natürlich müssen erfahrene Maschinisten den gesamten Entwicklungsprozess verfolgen. Wenn Sie Fragen zur Auswahl von Spritzgussmaterialien haben, wenden Sie sich bitte an AN-Prototype. Sie beraten Sie mit über 20 Jahren Erfahrung kostenlos.

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