Pregătirea pentru selecția rășinii pentru turnarea prin injecție
Producătorii folosesc o gamă largă de materiale plastice pentru a turna piese încorporate în produse și, din ce în ce mai mult, au început să înlocuiască alte materiale precum bronzul, oțelul inoxidabil, aluminiul și ceramica.
Unele dintre cele mai populare motive pentru utilizarea sau trecerea la plastic includ durata de viață mai lungă a piesei, uzura redusă a celorlalte componente ale unui produs, viteze mai mari pe linia de producție, rezistență la coroziune și reducerea greutății. În plus, companiile raportează economii de costuri în medie de 25-50 la sută când piesele sunt transformate din plastic, care adesea prezintă caracteristici de performanță superioare.
Alinierea cu partenerul tău de turnare prin injecție pentru a alege cea mai bună rășină cât mai devreme în procesul de proiectare pentru fabricabilitate este esențială pentru succesul producției piesei. Un punct bun de plecare este să ai o înțelegere generală a celor două tipuri principale de rășini – amorfe și semicristaline.
Polimerii sunt alcătuiți din structuri definite în termeni de cristalinitate – sau de modul în care moleculele polimerului sunt aranjate între ele. Structurile cristaline sunt, în majoritatea cazurilor, foarte ordonate, ceea ce conferă materialului rezistență și rigiditate. Polimerii amorfi sunt opusul.
Uneori, distincția dintre cele două nu este clară. În cazul majorității polimerilor, există o combinație între structuri cristaline și amorfe. Modul în care este procesat polimerul determină proporția exactă a fiecăreia.
Amorfe
Rășinile amorfe includ majoritatea materialelor plastice transparente, inclusiv policarbonat, acril, PETG, ABS și polisulfonă. Ele fac parte dintr-o familie de rășini care rezistă la temperaturi ridicate și pot fi adesea înlocuite între ele, în aceleași cavități de injecție, deoarece micșorările liniare sunt în același interval.
Pro:
- -Se înmoaie pe un interval larg de temperaturi
- Natural translucid
- Se lipește bine cu adezivi și solvenți
- Micșorare redusă la răcire
Contra:
- Predispus la crăpare sub stres
- Rezistență slabă la oboseală
- Recomandat doar pentru aplicații structurale (nu pentru rulmenți și uzură)
- Stabilitate dimensională scăzută
- Tendință de fluaj
Semicristaline
Rășinile semicristaline au o structură moleculară foarte ordonată și nu se înmoaie pe măsura creșterii temperaturii, ci au un punct de topire definit și îngust. Punctul de topire este, în general, mai mare decât limita superioară a termoplasticelor amorfe. Unele dintre cele mai comune materiale plastice semicristaline includ Nailonul și Acetatul.
Pro:
- Rezistență bună la crăpare sub stres
- Rezistență bună la oboseală
- Potrivite pentru rulmenți și uzură, cât și pentru aplicații structurale
- Tind să fie opace și să reflecte lumina
Contra:
- Punct de topire abrupt
- Dificil de lipit cu adezivi și solvenți
- Micșorare mai ridicată la răcire
Atunci când este nevoie de flexibilitate la temperaturi scăzute sau ambientale, polimerii amorfi sunt cea mai bună alegere pentru aplicația dumneavoastră. Când sunt necesare duritate și rigiditate, se recomandă polimerii cu un grad mai mare de cristalinitate.
Pe lângă rășinile amorfe și semi-cristaline, mai des utilizate, există rășini rezistente la temperaturi ridicate sau exotice, care oferă proprietăți și caracteristici unice, făcând materialul respectiv ideal pentru diverse caracteristici ale piesei și aplicații.
Atunci când luați în considerare utilizarea finală a piesei dumneavoastră injectate, înțelegerea acestor caracteristici cheie este esențială pentru selectarea celei mai potrivite rășini:
Aspectul și Geometria Piesei
Aspectul general și geometria unei piese au un impact semnificativ asupra capacității de turnare prin injecție și asupra tipului de rășină ce trebuie utilizat. Proiectarea piesei, inclusiv dimensiunea, forma și grosimea peretelui, poate predispune piesa la defecte, iar elemente precum închideri rapide, degajări, șefi, nervuri și altele pot complica procesul de injectare.
Identificarea riscurilor potențiale de defecte ale piesei înainte de procesul de producție este un pas esențial în turnarea prin injecție. Este imperativ ca producătorii să folosească cea mai nouă tehnologie pentru a rula simulări care validează designul și alegerea rășinii înainte ca proiectul să fie finalizat pentru producție. SolidWorks®Premium simularea fluxului de mase plastice oferă previziuni în stadiile incipiente, ceea ce adesea reduce timpul total de lansare pe piață.
Rezistența și Flexibilitatea Piesei
Selectarea materialului are un rol critic în rezistența și flexibilitatea piesei injectate. Abordarea cerințelor specifice încă din etapa de proiectare vă poate ajuta să evitați modificări costisitoare ulterior. Echilibrarea caracteristicilor precum rigiditate, durabilitate, rezistență la impact și altele este cheia pentru a obține o funcționalitate optimă. De asemenea, este important să înțelegeți principalele diferențe între unele dintre rășinile des folosite.
ABS (acrilonitril butadien stiren) este un material comun pentru injectare, ușor de achiziționat și prelucrat, la un cost accesibil. Este un material rezistent, robust, cu bună rezistență la impact, ușor de prelucrat mecanic și care îndeplinește o varietate de cerințe estetice. Această rășină nu este ideală pentru piese expuse la căldură intensă susținută, deoarece se va deforma sau topi la peste/în jur de 200 grade Fahrenheit.
Policarbonatii sunt o clasă de termoplaste de înaltă calitate, ușor de injectat, care adesea crește rezistența la spargere. Natural transparenți, policarbonatul este ideal pentru aplicații de tip sticlă rezistentă (ochelari de protecție, echipamente laborator medical și altele). Policarbonatul nu este potrivit pentru aplicații unde este nevoie de o flexibilitate mai mare sau pentru alegeri estetice colorate.
Nailon cu fibre de sticlă este un termoplastic armat, unde rășina de bază din nailon conține fibre de sticlă adăugate pentru rezistență suplimentară și toleranță la temperaturi înalte. Această rășină este de asemenea mai neconductoare electric decât multe altele, dar, în ciuda punctului său de topire ridicat, este mai susceptibilă la ardere decât alte materiale.
Polipropilena este un termoplastic flexibil, potrivit pentru aplicații industriale și de consum. Este cunoscută ca fiind o rășină foarte maleabilă, ce poate fi modelată în multe feluri fără a-și pierde forma inițială. Polipropilena oferă, de asemenea, rezistență la solvenți, substanțe chimice și raze UV.
Acetala este cunoscută pentru rezistența mare la frecare și rigiditatea ridicată. Poate fi colorată și vopsită ușor în procesul de injectare, însă nu oferă rezistență superioară la temperaturi înalte.
Factori Chimici și de Mediu
Înțelegerea condițiilor și factorilor de mediu la care o piesă va fi expusă este o considerare importantă în procesul de proiectare și selecție a rășinii. Mediile fizice, chimice și termice sunt, probabil, cele mai importante de avut în vedere. Multe rășini sunt expuse riscului de degradare atunci când sunt expuse la radiații și energie ultravioletă, ceea ce poate duce la descompunerea materialului. Temperaturile extreme, umiditatea, radiațiile și alți factori de mediu, inclusiv necesitatea unei posibile rezistențe la foc, trebuie luați în considerare. Cunoașterea mediului în care se va utiliza piesa va simplifica alegerea rășinii potrivite, dacă luați în calcul atributele și avantajele unice ale fiecărui material.
Cerințe Reglementare
Cerințele reglementare de produs pot reprezenta provocări specifice în procesul de turnare prin injectare și selecție a rășinii. Adesea, piesele trebuie să treacă anumite cerințe înainte de a fi lansate pe piață. Acestea pot include conformitatea cu ASTM, ANSI, OSHA, FDA, EPA și altele.
Utilizarea aditivilor
Atunci când performanța materialului nu poate fi obținută cu rășinile disponibile, se pot crea amestecuri personalizate pentru a îmbunătăți proprietățile mai multor rășini. Materialele pot fi ranforsate cu aditivi pentru a conferi pieselor rezistență și rigiditate suplimentară, reducând astfel deformarea și contracția. Aditivi precum fibrele de sticlă sau de carbon pot fi folosiți pentru a îmbunătăți performanța piesei și a facilita fluxul, ejecția și dispersia.
Unul dintre cei mai importanți pași în pregătirea selecției rășinii pentru injectare este elaborarea unei liste complete de cerințe pentru materialul produsului. Lista ar trebui să includă cu siguranță ținta de preț și disponibilitatea rășinii – deoarece această disponibilitate poate fi un risc, iar variante de rezervă ar trebui luate în considerare. Tipurile de rășini disponibile, aspectul piesei, rezistența piesei, factorii de mediu, cerințele reglementare și dacă se va utiliza un aditiv – sunt toate considerente importante, care trebuie analizate atent înainte de a începe un proiect de turnare prin injecție. De asemenea, este recomandat să revizuiți întotdeauna specificațiile pentru versiunile generice ale polimerilor, deoarece caracteristicile acestor materiale pot fi potrivite pentru aplicația dumneavoastră.
Începeți un proiect care va necesita ajutorul unui producător cu experiență în turnarea prin injectare a maselor plastice? Aflați cum Plastic Components, Inc. va încerca să fie cel mai bun furnizor și o echipă pe care vă puteți baza.
