Лучшие материалы для оптимальной производительности литья под давлением

Почему выбор материала важен при литье под давлением?

Литье под давлением – широко используемый производственный процесс, позволяющий производить сложные и крупносерийные изделия. Однако эффективность вашей детали будет зависеть от выбранного вами материала. В этой статье мы рассмотрим несколько наиболее часто используемых материалов при литье под давлением, а также рассмотрим процесс выбора материала. 

Тип пластика, который вы используете для литья под давлением, существенно повлияет на качество, производительность и стоимость вашей детали. Выбранный вами материал должен обладать свойствами, подходящими для конкретного применения, такими как механическая прочность, долговечность, химическая стойкость и термическая стабильность.

Кроме того, для обеспечения успешных процессов формования необходимо учитывать такие факторы, как характеристики текучести расплава, склонность к усадке и короблению. Тип материала также влияет на простоту обработки, время цикла, требования к инструментам и общую эффективность производства.

Какие материалы обычно используются при литье под давлением?

Термопласты, эластомеры и другие пластмассы чаще всего используются при литье под давлением. Каждый класс материалов обладает уникальными характеристиками, подходящими для различных применений. В следующих разделах мы рассмотрим наиболее распространенные материалы из каждой из этих категорий. Сеть Protolabs предлагает все материалы, перечисленные ниже, а по запросу может предоставить еще больше.

Какие термопласты обычно используются при литье под давлением?

Термопласты используются при литье под давлением, поскольку они способны многократно плавиться, охлаждаться и затвердевать без существенного разрушения. Это позволяет эффективно и экономично производить изделия сложной формы, а также облегчает переработку и повторное использование.

Вот несколько наиболее часто используемых термопластов для литья под давлением.

<ли>

АБС (Акрилонитрил-бутадиен-стирол). Легкий термопласт, известный своей ударопрочностью и хорошими электроизоляционными свойствами. Он также обладает устойчивостью к низким температурам, что делает его пригодным для широкого спектра применений, таких как автомобильные детали, игрушки и корпуса электронных устройств. ABS-пластик является наиболее часто используемым материалом при литье под давлением и одним из самых доступных, особенно если в нем не используются добавки. 

<ли>

ПП (Полипропилен). Легкий термопласт, обладающий влагостойкостью, хорошей химической стойкостью и устойчивостью к низким температурам. Его обычно используют в упаковке, игрушках и предметах домашнего обихода. ПП, как правило, является экономичным материалом для литья под давлением.

<ли>

ПЭ (Полиэтилен). Легкий термопласт, который легко инъецировать, обладает влагостойкостью, хорошей электроизоляцией и устойчивостью к низким температурам. Его используют в упаковке, игрушках и предметах домашнего обихода. PE, как правило, является экономичным материалом, который часто используется клиентами Protolabs Network. 

<ли>

ПК (Поликарбонат). Прозрачный термопласт с высокой ударной вязкостью, хорошей термостойкостью и отличными электроизоляционными свойствами. Его часто используют в электронных компонентах, защитных очках и медицинских приборах. ПК считается более дорогим материалом из-за его исключительных свойств.

<ли>

ПА (Нейлон/Полиамид). Прочный и износостойкий термопласт с хорошей усталостной и термостойкостью. Он подходит для применения в механических деталях, шестернях и электрических компонентах. ПА считается более дорогим материалом из-за его превосходных свойств.

<ли>

ПЭВП (Полиэтилен высокой плотности). Легкий термопласт с превосходной влагостойкостью и хорошей химической стойкостью. Он также обеспечивает устойчивость к низким температурам. Однако он не такой прочный, как такие материалы, как АБС-пластик или ПК, и склонен к деформации и усадке в процессе литья под давлением. HDPE находит применение в упаковке, игрушках и предметах домашнего обихода. Обычно это дорого.

<ли>

ПММА (Полиметилметакрилат). Прозрачный термопласт с хорошей атмосферостойкостью и оптической прозрачностью, которому легко придавать сложные формы и имеет хорошую стабильность размеров. Однако при определенных условиях, например, при воздействии агрессивных химикатов или высоких температур, он склонен к царапинам и растрескиванию. Он обычно используется в автомобильных деталях, осветительных приборах и дисплеях. ПММА относится к среднему ценовому диапазону.

<ли>

ПЭЭК (Полиэфирэфиркетон). Высокоэффективный термопласт, известный своей термостойкостью, химической стойкостью, механической прочностью и электроизоляционными свойствами. PEEK также обладает хорошей химической стойкостью и может выдерживать высокие температуры и суровые условия окружающей среды. Он широко используется в аэрокосмической, медицинской технике и электрических компонентах. PEEK — более дорогой материал из-за его исключительных свойств, особенно по сравнению с ABS или PP.

<ли>

HIPS (Ударопрочный полистирол). Легкий и жесткий термопласт, обладающий хорошей стабильностью размеров. Он известен своей низкой стоимостью и находит применение в упаковке, игрушках и электрических компонентах. HIPS – универсальный материал, подходящий для изготовления различных потребительских товаров и имеющий умеренную стоимость.

<ли>

ПЭВД (полиэтилен низкой плотности). Легкий и гибкий термопластичный материал с хорошей химической стойкостью и устойчивостью к низким температурам. Его обычно используют в упаковке, игрушках и предметах домашнего обихода. ПЭВД — это экономичный материал для применений, требующих гибкости и долговечности.

<ли>

ПБТ (полибутилентерефталат). Термопластичный материал, известный своей хорошей стабильностью размеров, химической стойкостью и ударной вязкостью. Он обычно используется в электрических компонентах и ​​автомобильных деталях. PBT относится к умеренному ценовому диапазону.

<ли>

ПОМ (Полиоксиметилен/ацеталь). Термопласт с низким коэффициентом трения, хорошей стабильностью размеров, высокой механической прочностью и химической стойкостью. Он находит применение в механических деталях, электрических компонентах и ​​шестернях. ПОМ – дорогой материал. 

<ли>

ППС (полифениленсульфид). Высокоэффективный термопласт, известный своей высокой термостойкостью, химической стойкостью и стабильностью размеров. Он находит применение в электрических компонентах и ​​автомобильных деталях. ППС считается более дорогим материалом из-за его исключительных свойств.

<ли>

ПВХ (Поливинилхлорид). Легкий термопласт с хорошей химической стойкостью и электроизоляционными свойствами. Он обычно используется в трубах, электрических кабелях и полах. ПВХ, как правило, является дешевым материалом.

Какие эластомеры обычно используются при литье под давлением?

Эластомеры, такие как силикон, и термопластичные эластомеры, такие как ТПЭ и ТПУ, используются при литье под давлением, поскольку они обладают превосходной гибкостью и эластичными свойствами. Они могут подвергаться значительной деформации и возвращаться к своей первоначальной форме, что делает их пригодными для производства изделий, требующих упругости, амортизации и герметизации.
Однако при работе с эластомерами важно знать твердость по Шору, которая потребуется вашей детали, поскольку это может повлиять на усадку детали и углы уклона. Вы можете обратиться к изображению ниже для получения дополнительной информации по этому поводу. 

Вот несколько наиболее часто используемых эластомеров для литья под давлением.

<ли>

Силикон. Эластомерный материал, известный своей превосходной термостойкостью, химической стойкостью и гибкостью. Он находит применение в медицинских приборах, автомобильных деталях и потребительских товарах и относительно дорог из-за своих особых свойств.

<ли>

TPE (термопластичный эластомер). Термопластичный эластомер, сочетающий в себе характеристики резины и пластика. Он обеспечивает хорошую гибкость, химическую стойкость и экономичность. ТПЭ находит применение в медицинских приборах, потребительских товарах и автомобильных деталях и имеет умеренную стоимость.

<ли>

ТПУ (Термопластичный полиуретан). Термопластичный эластомер, известный своей гибкостью, химической стойкостью и хорошей стойкостью к истиранию. Его обычно используют в обуви, автомобильных деталях и медицинских приборах. ТПУ находится в умеренном ценовом диапазоне и обеспечивает универсальность в производстве.

Какие еще материалы обычно используются при литье под давлением?

Иногда для определенных приложений требуются более специализированные свойства. В таких случаях производители часто обращаются к другим типам материалов, например, СВМ.

<ли>

СВМ (Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы). Легкий термопластичный материал с исключительной стойкостью к истиранию и химической стойкостью. Его часто выбирают для применений, требующих низкого трения, таких как подшипники, шестерни и механические детали. СВМ считается более дорогим материалом из-за его особых свойств.

Какие еще факторы следует учитывать при выборе материала для литья под давлением? 

Помимо оценки свойств материала, при выборе материала для литья под давлением вы можете учитывать следующее.

<ли>

Экологические соображения. Если ваша деталь будет подвергаться воздействию экстремальных температур, влаги, ультрафиолетовых лучей или других факторов, таких как высокое давление или пламя, обязательно выберите материал, подходящий для окружающей среды.

<ли>

Экономичность. Хотя высокоэффективные материалы могут обладать желаемыми свойствами, важно оценить их стоимость. Имейте в виду, что литье под давлением обеспечивает экономию за счет масштаба при производстве больших объемов. 

<ли>

Эстетические соображения. Если внешний вид важен, следует выбирать материалы с желаемыми характеристиками цвета, прозрачности или качества поверхности.

<ли>

Постобработка. Оцените необходимость любых дополнительных этапов последующей обработки, таких как отделка поверхности, покраска или покрытие, для достижения желаемого окончательного внешнего вида, текстуры или функциональных требований отлитой под давлением детали.

<ли>

Соответствие нормативным требованиям. Учитывайте все соответствующие отраслевые стандарты, правила или сертификаты, которым материал должен соответствовать для предполагаемого применения.

Начать процесс литья

Узнайте больше о литье под давлением в сети Protolabs и запросите бесплатное предложение. Вы также можете найти информацию о затратах, связанных с литьем под давлением, о том, как проектировать детали для пресс-форм, краткое описание обработки поверхности металлических и пластиковых деталей, а также советы, как избежать распространенных производственных дефектов.

Часто задаваемые вопросы

Какой материал чаще всего используется при литье под давлением?

ПП, АБС и ПЭ широко используются при литье под давлением благодаря своей универсальности, доступности и хорошему балансу свойств.

Какой материал подходит для применения при высоких температурах?

ПК обладает превосходной термостойкостью и часто используется в приложениях, требующих работы при повышенных температурах. ABS также является хорошим выбором в этом случае, хотя для достижения соответствующей термостойкости может потребоваться добавка — и он дороже, чем ПК.

Какой материал лучше всего противостоит ударам?

ABS и HDPE обеспечивают хорошую ударопрочность, что делает их пригодными для изготовления долговечных изделий и автомобильных компонентов.

Какой материал идеально подходит для прозрачных деталей?

ПММА (акрил) обычно используется для изготовления прозрачных или прозрачных деталей из-за его превосходных оптических свойств.

Какой материал подходит для гибких применений?

Термопластичные эластомеры (TPE), силикон, PA6 (нейлон) и TPU часто используются, когда требуется гибкость и эластичность, например, в уплотнениях, прокладках или мягких на ощупь ручках.

Как можно сэкономить, используя материалы, изготовленные методом литья под давлением?

Оптимизируйте использование материала за счет проектирования деталей с эффективной геометрией, минимизируйте отходы и уменьшите подрезы, чтобы исключить необходимость использования ползунков или последующей обработки. 

Что следует учитывать при выборе материала для литья под давлением?

Учитывайте такие факторы, как требования к применению, эксплуатационные характеристики, требования к обработке, экономическую эффективность, экологические соображения, соответствие нормативным требованиям и доступность поставщиков.