Какие материалы можно использовать при литье пластмасс под давлением?

Литье пластмасс под давлением - один из самых универсальных и экономически эффективных производственных процессов на сегодняшний день. С помощью литья пластмасс под давлением можно изготавливать сложные, высокоточные пластиковые детали в больших масштабах. Однако одним из ключевых этапов этого процесса является выбор правильного пластикового материала для вашего применения.

На рынке представлены тысячи различных пластмасс, каждая из которых обладает своим уникальным набором свойств. В зависимости от таких факторов, как прочность, гибкость, термостойкость, химическая стойкость и стоимость, некоторые пластики лучше подходят для определенных применений, чем другие.

Какие же материалы можно использовать для литья пластмасс под давлением? В этом исчерпывающем руководстве вы, как профессионал производитель литья пластмасс под давлениемЯ выделю 10 наиболее часто используемых пластмасс для литья под давлением, расскажу об их ключевых характеристиках и идеальных областях применения.

Что такое литье пластмасс под давлением?

Прежде чем перейти к рассмотрению материалов, давайте начнем с краткого обзора того, что именно представляет собой литье пластмасс под давлением и почему выбор материала так важен.

Литье пластмасс под давлением - это производственный процесс, при котором полимер нагревается до расплавления, а затем под высоким давлением впрыскивается в полость формы. Форма закрывается до тех пор, пока пластик не остынет и не затвердеет до нужной формы.

Существует несколько причин, по которым литье под давлением является столь распространенным методом производства:

• Экономическая эффективность - Производство пластмассовых деталей методом литья под давлением чрезвычайно экономично, особенно при больших партиях. Высокие первоначальные затраты на проектирование и обработку оснастки с ЧПУ компенсируются низкой стоимостью каждой детали.
• Универсальность материалов - Существуют тысячи различных термопластичных и термореактивных полимеров, каждый из которых обладает уникальными механическими, термическими, химическими и электрическими свойствами. Это позволяет выбирать материал с учетом специфики применения.
• Сложные геометрии - Многокомпонентные литьевые формы, оснащенные направляющими, стержнями, механизмами отвинчивания и прочим, позволяют изготавливать сложные пластиковые геометрические формы, производство которых в противном случае было бы невозможным или чрезвычайно дорогостоящим.
• Эффективность - После изготовления пресс-форм для литья под давлением и оптимизации процесса литья пластмассовые детали можно производить очень быстро. Одиночные машины для литья под давлением могут выпускать тысячи пластиковых деталей в день.
• Последовательность - При каждом выстреле получается идентичная пластиковая деталь, что обеспечивает полную согласованность всех производственных партий. Никаких отклонений от детали к детали.

При всем этом, пожалуй, самым важным шагом в любом проекте литья под давлением является выбор подходящей пластиковой смолы. Но с тысячами доступных материалов, каждый из которых обладает различными свойствами и характеристиками, это может быть легче сказать, чем сделать!

Давайте рассмотрим десять наиболее широко используемых пластмасс для литья под давлением.

Какие материалы можно использовать при литье пластмасс под давлением?

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS)

ABS, или акрилонитрил-бутадиен-стирол, - это аморфный термопластик, широко используемый в потребительских товарах, электронике, автомобильной промышленности и игрушках (например, кирпичи LEGO!).

К основным характеристикам пластика ABS относятся:

• Высокая ударная прочность и вязкость
• Жесткость - варьируется от мягкой до жесткой.
• Устойчивость к агрессивным химическим веществам и высоким температурам
• Отличная стабильность размеров
• Легко поддается термоформовке и изготовлению
• Доступны различные эстетические варианты отделки

Несмотря на отличные механические свойства и универсальность, у ABS есть и минусы:

• Восприимчивость к растрескиванию под напряжением
• Уязвимы к ультрафиолетовому излучению
• Легковоспламеняющиеся
• Плохие погодные характеристики

При всем этом литье под давлением ABS идеально подходит для:

• Потребительская электроника
• Автомобильные запчасти
• Корпус прибора
• Защитное оборудование
• Игрушки

Полипропилен (PP)

Полипропилен (PP), также называемый "полипропеном", - это термопластичный полимер, используемый в широком спектре областей применения литья под давлением, особенно для упаковки пищевых продуктов.

Свойства литьевого полипропилена включают:

• Высокая температура плавления
• Химическая и влагостойкость
• Чрезвычайно универсальна
• Низкая плотность
• Отличная усталостная прочность
• Перерабатываемые

Несмотря на то, что полипропилен трудно поддается окраске или склеиванию, он обладает превосходными механическими свойствами, устойчив к деформации, безопасен для пищевых продуктов и пригоден для вторичной переработки, что делает его распространенным выбором для литья под давлением бытовых товаров и различных контейнеров.

Распространенные области применения литья полипропилена под давлением включают:

• Контейнеры для пищевых продуктов
• Приборы
• Автомобильные запчасти
• Петли, упаковка
• Трубопроводы, сантехника
• Полипропиленовый канат

Нейлон (полиамид)

Нейлон относится к семейству синтетических полимеров, которые обычно используются для литья под давлением изделий, требующих высокой прочности, износостойкости и термостойкости.

Некоторые примечательные свойства нейлон Смолы для литья под давлением включают:

• Высокая прочность на разрыв
• Химическая стойкость
• Низкий коэффициент трения
• Термостойкость - хорошие свойства при высоких температурах
• Высокая универсальность - хорошо сплавляется
• Хорошая устойчивость к истиранию и износу
• Выпускается в различных вариантах (нейлон 6, нейлон 66 и т.д.)

Несмотря на отличные механические свойства, нейлон впитывает влагу и масла, что делает его менее подходящим для некоторых областей применения. Типы изделий, изготовленных из литьевого нейлона, включают:

• Подшипники/шестерни
• Крепеж
• Автомобильные запчасти
• Промышленные детали
• Упаковка для пищевых продуктов
• Приборы

Ацеталь (POM)

Ацетальный пластик, также называемый полиоксиметиленом (POM), известен своей высокой жесткостью, прочностью и термостойкостью по сравнению с другими термопластами для литья под давлением.

Основные характеристики ацетальной смолы включают:

• Чрезвычайно прочный и жесткий
• Низкий коэффициент трения - скользкая поверхность
• Отличная термическая стабильность и химическая стойкость
• Выдерживает многократные удары

С другой стороны, ацетальный пластик относительно дорог по сравнению с товарными смолами. Области применения, хорошо подходящие для литья ацеталя под давлением:

• Прецизионные шестерни
• Шкивы
• Автомобильные детали интерьера
• Сантехнические приспособления
• Дверные защелки
• Шарикоподшипники
• Компоненты прибора

Поликарбонат (PC)

Поликарбонат (PC) - оптически прозрачная аморфная термопластичная смола для литья под давлением, которая демонстрирует исключительную ударную прочность и стабильность размеров в широком диапазоне температур.

преимущества литья поликарбоната под давлением:

• Высокая ударопрочность
• Оптическая чистота - прозрачность как у стекла
• Термостойкость
• Стабильность размеров
• Доступны огнестойкие марки

Несмотря на то, что поликарбонат склонен к растрескиванию под напряжением и несколько чувствителен к надрезам, он является основным вариантом для литья под давлением прозрачных или минимально окрашенных деталей для оборудования безопасности, электроники и других приложений, требующих высокой ударной прочности.

Типичные области применения включают:

• Очки
• Защитные лицевые щитки
• Полицейские щиты для борьбы с беспорядками
• Автомобильные линзы
• Электронные дисплеи/экраны

Полиэтилен (ПЭ)

Полиэтилены составляют одно из самых распространенных на планете семейств пластмасс для литья под давлением. От бутылок и кувшинов до игрушек и пакетов - полиэтилен стал вездесущим, и на то есть веские причины.

Полиэтилены можно разделить на несколько классификаций, но некоторые общие характеристики включают в себя:

• Химическая и влагостойкость
• Безопасен при контакте с пищевыми продуктами
• Отличная ударная прочность
• Низкий коэффициент трения
• Перерабатываемые

Благодаря исключительной химической стойкости, низкой стоимости, высокой доступности и возможности вторичной переработки, неудивительно, что полиэтилен занимает первое место в мировом спросе на пластиковые смолы. Некоторые примеры изделий из полиэтилена для литья под давлением:

• Кувшины для молока
• Бутылки для шампуня/мыла
• Изоляция проводов и кабелей
• Игрушки
• Одноразовые стаканчики
• Складные стулья
• Ведра

Если вы не уверены, какая именно марка полиэтилена лучше всего подходит для вашей задачи, проконсультируйтесь с литейщиком на ранних этапах проектирования.

Акрил (PMMA)

Акриловые пластики для литья под давлением, также называемые полиметилметакрилатом (ПММА), акриловым стеклом или плексигласом, обеспечивают превосходную оптическую прозрачность и стойкость к атмосферным воздействиям.

литье акрила под давлением:

• Оптическая чистота - прозрачность как у стекла
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям
• Жесткий - хрупкий в зависимости от сорта
• Легкий
• Низкая потеря рассеяния

С другой стороны, акрилы демонстрируют слабую устойчивость к истиранию и химическим веществам. Несмотря на свои недостатки в некоторых химических или механических областях применения, акриловое литье под давлением широко распространено во всем мире:

• Знаки
• Витрины
• Аквариумы
• Автомобильные световые линзы
• Медицинское оборудование
• Посуда для ванной комнаты

Полистирол (PS)

Полистирол относится к классу пластмасс, известных как виниловые полимеры - шестая по распространенности пластиковая смола во всем мире. Он обладает многими необходимыми характеристиками:

• Доступны оптически прозрачные сорта
• Отличная стабильность размеров
• Электроизоляционные свойства
• Низкое поглощение влаги
• Экономичный
• Перерабатываемые

К сожалению, полистирол по своей природе хрупок и обладает низкой стойкостью к ударам и проколам. Это исключает его применение в более сложных областях. Однако литье полистирола под давлением предлагает доступное решение для множества потребительских товаров:

• Одноразовая посуда
• Защитная упаковка
• Картонные коробки для яиц
• Футляры для компакт-дисков
• Линейки
• Чашки Петри

Если требуется высокая ударная прочность, производители обычно выбирают компаунды из ударопрочного полистирола (HIPS), которые содержат полибутадиеновый каучук для повышения пластичности.

Термопластичные эластомеры (TPE)

Термопластичные эластомеры (ТПЭ) представляют собой уникальный класс сополимеров, состоящих из материалов, обладающих одновременно термопластичными и эластомерными свойствами.

характеристики Термопластичные эластомеры литьевого формования:

• Эластичность и упругость резины
• Перерабатываемость термопластов
• Настраиваемая твердость - от 10 до 60 единиц по Шору A
• Стойкость к истиранию/химическому/коррозионному воздействию
• Способность к многократному растяжению

Поскольку TPE стоят значительно дороже других товарных смол, их обычно используют только в тех случаях, когда требуются их особые эксплуатационные характеристики.

Некоторые примеры включают:

• Автомобильные уплотнения HVAC
• Спортивные защитные очки
• Изоляция электрических проводов
• Медицинские трубки/оборудование
• Обувь
• Потребительские товары
• Уплотнительная лента

Жидкокристаллический полимер (LCP)

Жидкокристаллические полимеры (ЖКП), хотя и не так широко распространены, как другие основные смолы для литья под давлением, о которых пойдет речь в этом разделе, предлагают непревзойденное сочетание теплостойкости, прочности и жесткости в сочетании с отличной химической стойкостью.

Почему стоит обратить внимание на литье под давлением LCP?

• Экстремальная термостойкость - функциональность до 260°C
• Химически инертен - превосходная химическая стойкость
• Невероятно жесткий и прочный
• Низкая воспламеняемость/дымность
• Стабильность размеров
• Натуральная смазка

Минусы? LCP - один из самых дорогих пластиков для литья под давлением в пересчете на фунт во всем мире. Кроме того, будучи исключительно жестким материалом, конструкции требуют очень плавных переходов толщины стенок для предотвращения растрескивания.

Но для компонентов, требующих максимальной производительности в экстремальных условиях, LCP часто подходят как нельзя лучше:

• Аэрокосмическая электроника
• Оборудование для производства полупроводников
• Прецизионные автомобильные компоненты
• Медицинские изделия

Какой материал лучше всего подходит для вашего применения?

При таком количестве доступных материалов для литья пластмасс под давлением бывает сложно выбрать одну смолу для своей задачи.

В заключение приведем краткий трехэтапный процесс, который поможет вам выбрать материал для литья под давлением:

1. Определите механические/термические/химические требования - Какая прочность, термостойкость, жесткость, пластичность и т.д. требуется вашему пластиковому компоненту в процессе эксплуатации? Какие химические воздействия он будет выдерживать?

2. Исследование подходящих смол - Когда ваши требования к производительности полностью определены, вы можете существенно сузить игровое поле с точки зрения применимых материалов для литья под давлением.

3. Выберите 2-3 пластика-кандидата - Сократив список смол-кандидатов, вы теперь можете напрямую сравнить плюсы и минусы. Обратитесь к своему литейщику за окончательным мнением/одобрением, прежде чем остановить свой выбор на одной из них!

Конечно, этот упрощенный подход лишь поверхностно затрагивает лучшие практики выбора материалов для литья под давлением. Но я надеюсь, что он, по крайней мере, дает некоторые рекомендации о том, с чего начать!

Для каждого применения требуется свой уникальный набор свойств материала. Тесное сотрудничество с литейщиком на ранних этапах проектирования поможет вам выбрать пластиковую смолу, идеально подходящую для вашего продукта и конечного использования!