Volgens onvolledige statistieken zijn er 45 polymeerseries in de materiaalbibliotheek, tot wel 85000 soorten kunststoffen, die grofweg in twee categorieën kunnen worden verdeeld: thermohardende kunststoffen en thermoplastische kunststoffen. spuitgieten is een van de meest gebruikte methoden voor het vervaardigen van grote hoeveelheden onderdelen. Het kiezen van een geschikt materiaal lijkt een moeilijke opgave. Dit vereist dat we een gedetailleerd begrip van materialen hebben en moeten verwijzen naar het doel, de efficiëntie en de kosten van het vervaardigen van onderdelen. Natuurlijk kunnen sommige materialen geschikter zijn, maar er bestaat geen ‘one size fits all’-situatie voor het spuitgietproces. Door het juiste materiaal te selecteren, kunnen de vorm, montage en functie van het onderdeel worden verbeterd. Uiteindelijk houdt het geselecteerde materiaal altijd direct verband met de toepassing van het onderdeel.
Het belangrijkste verschil tussen thermohardende kunststoffen en thermoplastische kunststoffen ligt in hun verschillende reacties op hitte, wat resulteert in verschillende resultaten.
A. Thermohardende kunststoffen
Dit materiaal wordt sterker bij verhitting of blootstelling aan hoge temperaturen; Thermohardende kunststofproducten kunnen bijvoorbeeld hun algehele sterkte en vorm behouden, zelfs in omgevingen met blootstelling aan hoge temperaturen. Deze eigenschap is gunstig bij de productie van grote permanente onderdelen en componenten, omdat ze bestand zijn tegen meer gebruik en extreme omstandigheden. Thermohardende kunststoffen hebben echter ook duidelijke nadelen, aangezien hun interne structuur verandert bij verhitting, waardoor het onmogelijk wordt ze opnieuw te vormen of opnieuw te gebruiken. Het hoge smeltpunt van thermohardende kunststoffen is bovendien niet geschikt voor spuitgietprocessen en niet alle thermohardende kunststoffen hebben hetzelfde smeltpunt. Elk materiaal reageert anders op warmte, dus er kunnen gespecialiseerde machines nodig zijn voor een bepaald type thermohardende kunststof, en deze kunnen over het algemeen niet door elkaar worden gebruikt.
B. Thermoplastisch
Thermoplastische materialen ondergaan geen chemische verandering in hun structuur na meerdere verwarmings- en afkoelingscycli, waardoor het recyclebare materialen zijn die kunnen worden hergebruikt. In termen van spuitgieten hebben thermoplastische materialen een relatief laag smeltpunt, wat een aanzienlijk voordeel is en ze geschikter maakt voor grootschalige productie van kunststof onderdelen. Thermoplastische materialen hebben echter over het algemeen hogere kosten dan thermohardende kunststoffen.
2. Factoren waarmee u rekening moet houden bij het selecteren van materialen
Omgekeerd denken kan nuttig zijn bij het vinden van het juiste materiaal voor uw plastic onderdelen. Bereid u voor om deze vragen te beantwoorden: Waarvoor worden de onderdelen gebruikt? Welke druk zullen zij verdragen? Zullen ze in ruwe omgevingen werken? Is de montage complex? Het prioriteren van deze factoren kan helpen bij het selecteren van het juiste materiaal.
A. Installatiepositie
De installatielocatie van het onderdeel is een factor waarmee rekening moet worden gehouden, of het nu in de zon, buiten, in een vochtige omgeving wordt geplaatst of in een groter geheel wordt geïnstalleerd.
B. temperatuur
Werkt het onderdeel in een koude koelkast, bij kamertemperatuur of in omgevingen met hoge temperaturen, zoals onder de motorkap van een auto?
C. levenscyclus
De gemiddelde werktijd van onderdelen is 5 jaar, 10 jaar of meer?
D. Garantie
Specifiek voor de auto-industrie is het noodzakelijk om rekening te houden met de mogelijkheid dat onderdelen over een aantal jaren defect raken. Wat zullen de kosten van reparatie zijn?
e. Kostenbeperking
Kunststoffen van grondstoffenkwaliteit, zoals polyethyleen met hoge dichtheid of polypropyleen, hebben doorgaans een hoge dichtheid en zijn relatief goedkoop. Een ander type zijn technische kunststoffen, zoals PEEK, PEI en andere materialen, die zeer goed bestand zijn tegen hoge temperaturen en zeer duurzaam zijn, maar hogere kosten met zich meebrengen.
F. Uiterlijkvereisten
Heeft het onderdeel textuur nodig, hoe hoog moet de oppervlakteafwerking zijn en zijn gekleurde onderdelen geschikter dan transparante onderdelen, naast andere overwegingen?
Zodra u de initiële vragen heeft beantwoord, kunt u het merendeel van de materialen elimineren, maar u moet nog steeds een reeks vervolgvragen overwegen om het scala aan materialen verder te beperken.
G. Ontwerpfunctie
Houd rekening met de mechanische eigenschappen van het onderdeel, of het flexibel, samendrukbaar of hechtbaar moet zijn, enz. Moet het treksterkte hebben? Wat zijn de eisen aan de slagvastheid, elektrische isolatie etc. van het onderdeel? Moet het materiaal zich hechten aan componenten, zoals multi-materiaal overmolding of insert-molding? Het gewicht van het onderdeel is ook een belangrijke overwegingsfactor.
H. Omgevingsfactor
Wat zal de werkomgeving voor het onderdeel zijn? Komt het in contact met chemicaliën? Moet het vlamvertragend zijn? Wat zijn de vereisten voor UV-bestendigheid?
i. Voldoet
Voor bepaalde industrieën gelden specifieke materiaaleisen voor onderdelen. Moet uw onderdeel gecertificeerd zijn voor levensmiddelen, voldoen aan de FDA-normen, of voldoen aan medische normen, ISO, elektrische normen of andere normen?
3. Voordelen en toepassingen van veelgebruikte thermoplastische materialen
Een professionele spuitgietfabriek biedt doorgaans tientallen kunststoffen op voorraad aan en moet ook meer speciale materialen ondersteunen, zoals gevraagd door klanten. Volgens de materiaalinventarisatie van een Chinese spuitgietleverancier, DDPROTOTYPE, worden de voordelen en toepassingen van veelgebruikte thermoplastische materialen samengevat.
A. buikspieren
I. Voordeel
ABS is een taaie en slagvaste kunststof met een lage krimp en stabiele maateigenschappen, evenals een uitstekende zuur- en alkalibestendigheid, en wordt veel gebruikt op verschillende gebieden. Dit materiaal is relatief goedkoop in prijs.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot elektronische producten, afstandsbedieningen, computers, telefoons, cosmetica, draagbare apparaten en behuizingen.
III. Opmerking
Spuitgegoten onderdelen gemaakt van ABS vertonen breilijnen en kunnen in dikkere gebieden zinksporen en holtes vertonen. Gelukkig kan ABS worden gemengd met pc om het materiaal aanzienlijk te verbeteren en deze problemen op te lossen.
B. ABS/PC
I. Voordeel
Het ABS/PC-mengsel combineert de sterkte en hittebestendigheid van polycarbonaat met de flexibiliteit en maatvastheid van ABS, waardoor het een materiaal is met uitstekende mechanische eigenschappen. Dit materiaal heeft een hogere hittebestendigheid dan ABS en een hogere slagvastheid dan PC bij lage temperaturen.
II. toepassingsgebied
Deze mengselmaterialen worden vaak gebruikt in de auto-, elektronica- en telecommunicatie-industrie, maar ook in andere industrieën.
III. Opmerking
ABS/PC-materiaal maximaliseert de oplossing voor defecten bij het gieten van één materiaal, zoals problemen met dik gieten. Dit mengmateriaal kan worden gekozen wanneer uitstekende mechanische prestaties gewenst zijn en tegelijkertijd de kosten willen verlagen.
c. pc
I. Voordeel
PC is een transparant plastic met hoge optische transparantie, hoge sterkte, extreme slagvastheid, lage krimp en goede maatvastheid. Bovendien heeft PC een uitstekende hittebestendigheid en hebben de daaruit verwerkte onderdelen een hoge oppervlakteafwerking.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot lenzen, verlichtingsarmaturen, hoesjes voor mobiele telefoons, elektronische componenten, medische apparaten en kogelvrij glas.
III. Opmerking
Bij het vervaardigen van dikkere onderdelen uit PC kunnen holtes, luchtbellen of zinksporen ontstaan. Bovendien hebben pc-onderdelen een relatief slechte chemische bestendigheid. ABS/PC-mengselmateriaal is een goed alternatief voor PC en kan enkele van deze defecten verhelpen, maar de resulterende onderdelen zijn ondoorzichtig.
D. PA of PPA
I. Voordeel
PA, of polyamide, is een hoogwaardige technische kunststof met uitstekende mechanische eigenschappen, uitstekende corrosieweerstand, oliebestendigheid en hittebestendigheid. Door versterkende en vlamvertragende modificatie kunnen de hittebestendigheid, stabiliteit en vlamvertraging aanzienlijk worden verbeterd. Er zijn veel soorten nylon (4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12, enz.). Elk materiaal heeft zijn eigen voordelen. Nylon heeft een hoge sterkte en hoge temperatuursterkte, evenals een uitstekende chemische weerstand. Nylon 6/6 heeft bijvoorbeeld een hoge sterkte en hardheid en is zeer slijtvast. Bij lage temperaturen is nylon 6 erg hard en taai. Nylon 6/12 heeft een betere slagvastheid.
II. toepassingsgebied
Niet beperkt tot onderdelen met dunne wandkenmerken, assen, tandwielen en lagers, schroeven, pompen, geleidingen, enz.
III. Opmerking
Nylon is gevoelig voor vervorming, wat algemeen bekend is. In sommige specifieke omgevingen, zoals in een vochtige koelkast, is het over het algemeen raadzaam om geen nylon onderdelen te kiezen. Dit komt omdat nylon een hygroscopisch materiaal is, dat veranderingen in de afmetingen en structuur van de onderdelen kan veroorzaken en tot schade kan leiden.
e. POM
I. Voordeel
Het is taai, stijf, hard en sterk en behoort tot de hardste kunststoffen. Het heeft ook een goede smering en weerstand tegen organische oplosmiddelen, en een uitstekende elasticiteit. Hierdoor is deze kunststof zeer geschikt voor het vervaardigen van lagervlakken en tandwielen.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot tandwielen, pompen, waaiers, bladen, transportkettingen, ventilatoren, schakelcomponenten, knoppen en knoppen.
III. Opmerking
Vanwege de krimp is een uniforme wanddikte noodzakelijk bij het vervaardigen van onderdelen uit POM. De gladheid maakt het moeilijk om te schilderen of te coaten, en het bereiken van een esthetisch aantrekkelijke afwerking kan een uitdaging zijn.
F. PMMA
I. Voordeel
Ook bekend als acryl, het is een ander transparant plastic met goede optische eigenschappen, gladheid van het oppervlak, krasbestendigheid en lage krimp.
II. toepassingsgebied
Niet beperkt tot lenzen, lichtbuizen, optische lenzen, lampenkappen, optische vezels, logo's, enz.
III. Opmerking
PMMA is relatief bros en vatbaar voor barsten onder spanning, en heeft een slechte chemische weerstand.
G. PP
I. Voordeel
PP heeft een goede vormbaarheid, goede oppervlaktestijfheid en krasbestendigheid, en is een relatief goedkope kunststof. Het heeft een goede slagvastheid, slijtvastheid, hoge taaiheid, goede rek en zuur- en alkalibestendigheid.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot scharnieren, ventilatoren, flessendoppen, medische transferpipetten, enz.
III. Opmerking
PP heeft de neiging bros te worden bij lage temperaturen. De productie van dikkere onderdelen kan resulteren in de vorming van luchtbellen, krimp of kromtrekken.
H. PBT
I. Voordeel
PBT is een uitstekend technisch materiaal met een goede taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid, hoge hitte- en weerbestendigheid, goede elektrische eigenschappen en een lage waterabsorptie. Versterkende en vlamvertragende modificaties kunnen de hittebestendigheid, maatvastheid en vlamvertragende eigenschappen aanzienlijk verbeteren, waardoor het ideaal is voor auto's en uitstekende elektrische prestaties levert voor elektronische componenten. Het heeft een matige tot hoge sterkte en taaiheid, is goed bestand tegen brandstoffen, oliën, vetten en veel oplosmiddelen en absorbeert geen geuren.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot glijlagers, tandwielen, slijpmachines, stofzuigers, knoppen, etc.
III. Opmerking
PBT-hars is gevoelig voor kromtrekken en is moeilijk te verwerken tot dunwandige onderdelen.
i. PPSU
I. Voordeel
PPSU heeft de kenmerken van hoge taaiheid en hittebestendigheid, en is een materiaal dat bestand is tegen hoge temperaturen en maatvast is. Het heeft ook het vermogen om straling te weerstaan en een zekere mate van zuur- en alkalibestendigheid.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot onderdelen van medische apparatuur, sterilisatietrays, warmwaterfittingen, stopcontacten en connectoren.
III. Opmerking
Bij dikkere onderdelen kan PPSU leiden tot gaten of luchtbellen. Organische oplosmiddelen en koolwaterstoffen hebben enkele corrosieve effecten op PPSU-materialen. Kleurstoffen kunnen over het algemeen niet aan PPSU-hars worden toegevoegd.
J. KIJKJE
I. Voordeel
PEEK is een hittebestendig, chemisch bestendig, vlamvertragend en maatvast materiaal dat veel wordt gebruikt in de medische, ruimtevaart- en auto-industrie.
II. toepassingsgebied
Inclusief maar niet beperkt tot lagers, zuigercomponenten en pompen, geïsoleerde draden, enz.
III. Opmerking
PEEK is een hoogwaardig materiaal, dus de kosten zijn erg hoog.
De 11 hierboven genoemde materialen zijn veelgebruikte materialen voor spuitgieten. DDPROTOTYPE biedt ook andere plastic opties, zoals PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE en PSU, die verder kunnen worden verbeterd door glas- en koolstofvezels toe te voegen om hun prestaties te verbeteren.
4. Typische materialen voor medisch spuitgieten.
Lange tijd heeft men geloofd dat kunststoffen meer voordelen hebben dan metalen in medische toepassingen, omdat metalen chemische reacties kunnen ondergaan met de zoutwateroplossing in het menselijk lichaam. Bij het spuitgietproces stelt de medische industrie de hoogste eisen en is de vraag groot. De kwaliteit van medisch spuitgegoten onderdelen houden verband met de gezondheid van mensen en kunnen zelfs hun leven in gevaar brengen. Bij het werken met fabrikanten van medische spuitgietproducten is het belangrijk dat zij de kenmerken van de meest gebruikte thermoplastische kunststoffen bij medisch spuitgieten volledig begrijpen, en dit is ook een van de prestatie-indicatoren of de fabrikant voldoet aan strikte productienormen. Hieronder introduceren we de veelgebruikte materialen en hun toepassingen voor medische spuitgietonderdelen. Normaal gesproken worden deze medische materialen niet gebruikt als back-upmateriaal, maar moeten ze strenge tests ondergaan voordat ze in de productie worden gebruikt.
A. PE
Polyethyleen (PE) is tot nu toe de meest gebruikte kunststof ter wereld. Het is een kosteneffectief materiaal van medische kwaliteit dat niet-absorberend, niet biologisch afbreekbaar is en niet vervaagt, waardoor het een ideale keuze is voor gevoelige medische apparatuur en componenten. Polyethyleen is bestand tegen het vasthouden van gevaarlijke bacteriën en is bestand tegen agressieve schoonmaakmiddelen. Het wordt vaak gebruikt voor containers, flessen en pijpen, maar is gevoelig voor UV-straling en is brandbaar. De treksterkte is 4,000 psi.
B. PP
Polypropyleen is een thermoplastisch materiaal met uitstekende mechanische eigenschappen en chemische bestendigheid. Het is sterk en duurzaam, met een zeer hoge treksterkte van 4,800 psi, en wordt gebruikt in een reeks toepassingen, van autobumpers tot medische hulpmiddelen. Polypropyleen wordt vaak gebruikt voor de vervaardiging van wegwerpspuiten, connectoren, vingergewrichtsprothesen, niet-resorbeerbare hechtingen, containers, medicijnflessen en transparante zakken.
C. PS
Polystyreen is een van de meest gebruikte kunststoffen. Het is een glasachtig en transparant plastic dat relatief goedkoop is, maar slechte barrières heeft voor zuurstof en waterdamp en een relatief laag smeltpunt. Polystyreen wordt vaak gebruikt voor de vervaardiging van reageerbuizen, kweekschalen, trays en plastic wegwerpgerei.
D. PMMA
PMMA heeft een vrijwel perfecte transmissie van zichtbaar licht en een ongebruikelijk kenmerk van reflecterende lichtstralen in het oppervlak, waardoor het vaak wordt gebruikt voor de productie van optische vezels. Het wordt ook gebruikt in medische apparaten voor de productie van kunsttanden, tandheelkundige implantaten, kunstgebitmaterialen, tandvullingen, kunstmatige lenzen en membranen die voor dialyse worden gebruikt.
e. PVC
Polyvinylchloride (PVC) is een van de meest gebruikte thermoplastische polymeren ter wereld. Het wordt voornamelijk gebruikt in de bouwsector, zoals voor vloeren, buizen en wandpanelen in steriele ziekenhuislaboratoria. In sommige gevallen wordt het gebruikt als vervanging voor rubber, en wordt het ook vaak gebruikt voor de vervaardiging van materialen voor bloeddialyse of perfusie, bloedslangen, bloedzakken en prothetische ledematen.
F. PC
Polycarbonaat is een groep thermoplastische polymeren met natuurlijke transparantie voor zichtbaar licht en UV-bestendigheid, vaak gebruikt in brillenglazen en beschouwd als een goed alternatief voor glas. Polycarbonaat is een zeer sterk materiaal dat niet gemakkelijk breekt en ook veel wordt gebruikt in medische hulpmiddelen. Onderdelen gemaakt van polycarbonaat kunnen worden gesteriliseerd met behulp van stoom bij 120°C, gammastraling of ethyleenoxide (ETO).
5. Op zoek naar een vertrouwde spuitgietfabrikant.
Wanneer u uw spuitgietproject aan een fabrikant toevertrouwt, verwacht u dat deze consequent aan uw verwachtingen voldoet en waarde toevoegt aan uw project. Daarom moet u weten waar u op moet letten bij een spuitgietfabrikant.
A. Goede spuitgietcertificering.
De spuitgietindustrie heeft strikte richtlijnen, zeker voor speciale industrieën zoals de medische.
B. Ontwerp- en fabricagecertificering.
Het is van groot belang dat de apparatuur van de fabrikant voldoet aan de kwaliteitsnormen van IQ/OQ/PQ-procesvalidatie. Daarnaast wordt gebruik gemaakt van ontwerpsoftware zoals Solid Works CAD is een belangrijke indicator van hun prototypingmogelijkheden.
C. Kwaliteitscontrole en evaluatiecertificering.
Voor fabrikanten is ISO 9001:2015 een belangrijke certificering, omdat het een passend kwaliteitsmanagementsysteem betekent.
D. Materiaalveiligheid en inkoopcertificering.
A. Het kwaliteitscontroleniveau van de fabrikant.
Spuitgieten vereist een hoge stabiliteit en het is essentieel dat uw leverancier gedurende het gehele productieproces kwaliteitscontroles en veiligheidsmaatregelen handhaaft. Een bezoek aan hun fabriek om te zien of ze de mogelijkheid hebben om een reeks thermoplastische plastic onderdelen te vervaardigen, is van cruciaal belang. Het is ook verstandig om hen te vragen specifieke casestudies van hun praktijken te beschrijven.
B. Interne productieapparatuur en professionele monteurs.
Interne geavanceerde productieapparatuur en bekwame machinisten zijn essentiële fundamenten voor het leveren van hoge kwaliteit en het voldoen aan de productieverwachtingen. A 5-assige CNC-machine, een coördinatenmeetmachine en andere apparatuur zijn noodzakelijke voorwaarden. Natuurlijk moeten ervaren machinisten het hele ontwikkelingsproces volgen. Heeft u vragen bij de keuze van spuitgietmaterialen, neem dan gerust contact op met AN-Prototype. Zij geven u gratis advies op basis van ruim 20 jaar ervaring.