Инженерни пластмаси: видове, избор и преработка

Когато се мисли за пластмаси, първо се сещаме за опаковките; но пластмасите, които работят под капака на автомобила, в електрическото табло или в редуктора, принадлежат към съвсем друг клас. Тази статия събира на едно място какво представляват инженерните пластмаси, коя се избира за кой детайл и на какво да се внимава при преработката им.

Какво е инженерна пластмаса?

Пластмасите грубо образуват тристепенна пирамида. В основата са масовите пластмаси — в големи обеми, евтини и лесни за преработка; в средата са инженерните пластмаси, които носят механични натоварвания и издържат на температура и химикали; а на върха са високоефективните пластмаси, които могат да заменят металите и се използват в детайли за самолети и импланти.

С изкачването по нивата цената за килограм рязко расте — но при правилен избор детайлът става по-малък, животът му по-дълъг, а разходът за механична обработка на метал изчезва. Изборът в грешна посока изгаря пари по два начина: купува се материал, по-скъп от необходимото, или евтин материал се чупи рано в експлоатация.

Коя инженерна пластмаса за кой детайл?

Полиамидът (PA6 / PA66) е работният кон на инженерните пластмаси: зъбни колела, щипки, кабелни превръзки, резервоари на радиатори, капаци около двигателя. Жилавостта и износоустойчивостта му са високи. Най-известната му особеност е поглъщането на влага — с поемането на вода жилавостта му се увеличава, а твърдостта намалява; затова размерно чувствителните PA детайли се доставят кондиционирани. PA66 издържа на по-гореща среда от PA6.

POM (полиацетал) с ниския си коефициент на триене и пружиниращата си структура е материалът на прецизните механизми: зъбни колела, щракващи закопчалки, шарнири, детайли на горивната система. Благодарение на хлъзгавата си повърхност в повечето приложения не се нуждае от смазване. Чувствителността му при преработката е друга: ако престои дълго в цилиндъра, бързо се разгражда, затова при избора на машина се внимава за съотношението между дозата и обема на цилиндъра.

Поликарбонатът (PC) е единственият адрес за детайли, които изискват едновременно прозрачност и ударна якост: автомобилни фарове, защитни визьори, капаци на осветителни тела. Изглежда като стъкло и понася удари многократно по-силни от стъклото. Цената е дисциплината при преработката — PC, преработен влажен, показва визуални дефекти и тихо губи ударната си якост. Контактът с разтворители по повърхността може да предизвика пукане от напрежения.

PBT и PET са материалите на електрическия и електронния свят: конектори, тела на бобини, кутии за предпазители. Електроизолационните им свойства и размерната им стабилност са високи; почти винаги се използват подсилени със стъклени влакна.

ABS и PC/ABS са класът за видимите детайли: корпуси на уреди, детайли от интериора на автомобили, основи за галванично покритие. ABS се преработва лесно и може да се боядисва; сместа PC/ABS добавя към същата лекота резерв по ударна якост и температура.

PMMA (акрил) предлага най-високата оптична прозрачност — лещи, задни светлини, светловоди. Не е толкова жилав като PC; където има риск от удар, се избира PC, а където приоритет е оптичното качество — PMMA.

На високоефективното ниво PPS издържа на продължителни 200 °C и на агресивни химикали; той заменя лития метал в детайлите около помпи и двигатели. PEEK е на върха на пирамидата с продължителна работа над 250 °C, устойчивост на стерилизация и одобрение за импланти. PEI (Ultem) е прозрачен и негорим; LCP е единственият материал, който може да запълни тънките стени на микроелектронните конектори.

Бърз избор от нуждата към материала

Реалността на стъклените влакна

Повечето инженерни пластмаси се използват подсилени: PA66 с 30% стъклени влакна е многократно по-твърд от неподсиления вариант и задържа формата си много по-добре при температура. Подсилването обаче има три цени: изделието се свива анизотропно (малко по посока на влакната, много перпендикулярно на тях — риск от изкривяване), повърхността става матова, а тъй като вискозитетът се повишава, са нужни по-високо налягане на впръскване и следователно по-голяма сила на затваряне. Можете да видите влиянието на дела на стъклените влакна върху силата на затваряне, като въведете вида и процента на добавката в нашия калкулатор; за влиянието на абразивните влакна върху живота на шнека и цилиндъра вижте нашето ръководство за износването.

Изисквания към преработката: инженерните пластмаси изискват дисциплина

Масовите пластмаси прощават, инженерните — не. Решаващи са три момента:

1. Сушенето не подлежи на договаряне. PA, PC, PBT, PET и PEI са хигроскопични — ако се преработват влажни, хидролизата къса веригите; изделието изглежда здраво, но ударната му якост е спаднала. Видимият симптом може да са ивици от влага, но истинската опасност е невидимата загуба на якост. За подробности вижте нашето ръководство за сушенето и страницата сушилни със сух въздух.

2. Температурата на шприцформата се повишава. Докато масовите пластмаси работят с шприцформа при 30–50 °C, инженерните изискват 80–140 °C, а PEEK — 180 °C. При кристален материал студената шприцформа оставя кристализацията незавършена: изделието излиза добро от шприцформата, но по-късно се свива и изкривява. Над 90 °C означава кръг с вода, над 150 °C — кръг с масло; тук идва ред на избора на темпериращо устройство.

3. Температурите и допустимото време на престой се стесняват. Типични стойности:

Пълните технологични стойности за 48 материала са в нашата таблица с технологични стойности; нашият калкулатор за времето на престой изчислява безопасното време на престой в цилиндъра със зони, специфични за всеки материал.

Оборудването: какво изисква преработката на инженерни пластмаси?

За предприятие, което преминава към инженерни пластмаси, периферното оборудване се изпитва колкото и машината: сушилнята със сух въздух вече не е избор, а необходимост, температурата на шприцформата не може да се поддържа без темпериращо устройство, а при рецепти със стъклени влакна инвестицията в биметален шнек и цилиндър се изплаща с живота при износване. При производството на медицински изделия на преден план излиза повторяемостта — предпочитат се машини, проектирани за тази задача, като серията MX.

Ако искате да определите подходящите машина и сила на затваряне за Вашето изделие, нашите калкулатори препоръчват модели, като отчитат материала и дела на добавката; за оценка, специфична за Вашето приложение, можете да се свържете с нашия технически екип.