Выбор идеального материала для вашей литой под давлением детали

Существует ряд преимуществ производства деталей с использованием услуг литья под давлением, главное из которых — возможность создавать крупносерийные производственные партии с высокой степенью точности и повторяемости. Однако, учитывая, что существует более 85 000 различных типов пластиковых материалов для литья под давлением, выбор наиболее подходящего для вашей детали может показаться überwältивающим.

Выбор правильного материала опирается на ряд факторов, наиболее критичным из которых является применение детали. Например, материал для литой под давлением детской игрушки очевидно должен отличаться от материала для подошв беговых кроссовок, потому что каждое применение требует разных физических характеристик. Игрушка должна выдерживать повторяющиеся тупые удары от маленьких детей, в то время как подошвы должны гибаться и обеспечивать амортизацию для ног и суставов бегуна. Знание того, какой материал наиболее выгоден для предполагаемого применения детали, поможет вам производить превосходные, более долговечные изделия.

В этой статье мы затронем некоторые из наиболее часто используемых материалов для литья под давлением, а также их преимущества и идеальные применения для каждого.

Наиболее распространенные материалы для литья под давлением

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS)

Этот прочный, ударопрочный пластик используется в ряде отраслей — от косметики до компьютеров. Помимо относительно низкой стоимости, ABS обеспечивает высокую размерную стабильность — то есть устойчивость к изменениям температуры и стабильности — и низкую усадку после производства по сравнению с другими материалами, а также хорошую химическую стойкость.

Эти физические характеристики делают ABS популярным выбором для деталей в портативных устройствах, таких как телефоны и корпуса электроинструментов. Есть пара потенциальных проблем, которые стоит учитывать при рассмотрении ABS. Во-первых, ABS склонен к линиям сварки — местам, где два потока пластиковой смолы встречаются в процессе производства. Кроме того, он может давать заузины и пустоты, вызванные локальной усадкой в процессе остывания детали. Эти проблемы можно избежать, внося стратегические корректировки в дизайн детали или используя смесь ABS-поликарбонат.

Поликарбонат (PC)

Прочный и экстремально ударопрочный и термостойкий, PC — прозрачный пластик с низкой усадкой и хорошей размерной стабильностью. На деталях из PC можно наносить высокодетализированные косметические покрытия, что делает его сильным претендентом для применений вроде корпусов мобильных телефонов или электротехнических компонентов.

Кроме того, поскольку его можно производить в оптически прозрачных классах и спецификациях, PC часто используется в линзах, пуленепробиваемом стекле, а также в некоторых осветительных и медицинских приборах. Как и ABS, PC склонен к развитию пустот и заузин в более толстых секциях, поэтому выбор смеси ABS-PC или акрилового материала часто является мудрым выбором для непрозрачных деталей или изделий с толстыми геометриями соответственно. Детали из PC также склонны иметь плохую химическую стойкость.

ABS-PC

Использование смеси ABS-PC дает изготовленным деталям лучшее из двух миров, сочетая прочность и термостойкость PC с гибкостью ABS. Смесь легче обрабатывается в самом процессе литья под давлением, обеспечивая при этом лучшую долговечность и размерную стабильность, чем ABS или PC по отдельности. Она предлагает хорошую ударную прочность даже при низких температуре и часто используется для применений вроде ручек дверей, компьютеров, электроники, телекоммуникационных устройств. К сожалению, ключевое ограничение смеси — несмотря на ее прочность, ABS-PC все равно обладает плохой химической стойкостью.

Алифатические полиамиды (PA или PPA)

Существует множество видов PA, каждый с разными физическими и химическими свойствами. Также известные как нейлоны, это семейство материалов для литья под давлением обеспечивает высокую химическую стойкость и прочность даже при высоких температурах.

Некоторые PA, как нейлон 6/6, создают прочные, жесткие и абразивностойкие детали, в то время как другие, как нейлон 6/12, предлагают более высокую ударную стойкость. Благодаря своему диапазону различных физических свойств, PA могут использоваться в широком спектре применений — от расчесок, винтов и камер до шестерен и компонентов автомобильных двигателей. Нейлоны склонны к деформации и впитывают влагу, что может потенциально привести к структурным проблемам, если не учитывать это должным образом.

Полиметилметакрилат (PMMA)

Также называемый акрил, PMMA — высокоглянцевый, царапиностойкий материал, обычно используемый для создания линз, оптоволокон, абажуров и вывесок. Его низкая усадка и сниженная вероятность заузин — как в тонких, так и в толстых геометриях — делают его хорошим вариантом для этих применений. Как и PC, однако, акрил обычно обладает плохой химической стойкостью. Кроме того, акрил более хрупок, чем другие материалы, и поэтому более склонен к напряженным трещинам — что можно компенсировать до определенной степени добавлением больших углов отхода в процессе проектирования детали.

Полипропилен (PP)

Эта гибкая, прочная и недорогая смола обеспечивает высокую ударную стойкость и может смешиваться с другими полимерами для создания еще более прочных деталей. PP также устоен к износу и химикатам, и может обеспечивать высокое удлинение (или устойчивость к деформации), что делает его полезным материалом для шарниров, крышек бутылок со щелкающейся застежкой и медицинских трубок. Важно помнить, что PP склонен к усадке и деформации, а более толстые секции часто страдают от пустот или пузырей.

Поиск правильного материала для задачи

Мы перечислили лишь несколько наиболее распространенных материалов для литья под давлением, но существует еще много других, о которых мы не упомянули — такие как полиоксиметилен, полиэтилен высокой плотности и другие — о которых инженеры и дизайнеры должны знать при проектировании детали. Хотя более дорогой процесс, литье металлов под давлением также может использоваться для создания долговечных деталей.

При проектировании деталей важно согласовать требуемые характеристики применения детали со свойствами материала. Если один материал обеспечивает определенные желаемые качества, но страдает от ограничений, возможно, что корректировка производственного материала через смеси или добавку наполнителей даст что-то более подходящее для желаемого результата. Литье под давлением способно производить множество эстетических вариантов. Многие материалы можно смешивать с красителями для создания индивидуальных цветов.

Если у вас есть вопросы о том, какой материал наиболее подходит для детали, которую вы пытаетесь сделать, свяжитесь с нами сегодня. В Fast Radius мы будем работать рядом с вами на каждом шаге — от проектирования детали и выбора материала до пост-производства и финишной обработки — чтобы обеспечить, что вы получаете экономически эффективные, высококачественные детали как можно скорее.

Посетите наш ресурсный центр, чтобы узнать больше о различных материалах и разных производственных процессах, которые мы предлагаем.

Готовы приступить к производству деталей с Fast Radius?

Начните расчет стоимости