Какой пластик выбрать для изделия?
Литьё пластмасс под давлением осуществляется с помощью специальной оснастки, называемой пресс-формой, и позволяет использовать широкий выбор пластмасс. Для выбора пластика необходимо знать, какими свойствами должно обладать проектируемое изделие (гибким или твёрдым, химически стойким, термостойким, прозрачным и др.).
Рассмотрим основные характеристики пластмасс.
Универсальность
Пластмассы представляют собой большую группу материалов и имеют большое разнообразие свойств. Поэтому пластик может быть применён почти в любом изделии.
Регулировать свойства базового материала могут специальные добавки. Так, например, недостаточно гибкое изделие можно сделать более гибким.
Легкое получение сложной формы
Часто изделие сложной формы выгоднее сделать из пластика. Для чего необходимо один раз реализовать эту геометрию в оснастке.
Низкая плотность
Пластмассы имеют плотность значительно ниже стали (примерно в 7 раз). При этом они имеют высокие показатели прочности и жёсткости для своей плотности. Это свойство необходимо при облегчении самолёта или автомобиля.
Облегчить деталь также можно за счёт предыдущего свойства, использовав рёбра жёсткости. Реализовать рёбра в пластиковом изделии при литье под давлением выгоднее, чем при фрезеровке иного материала.
Но также это свойство может отрицательно сказаться на продажах изделия. Часто покупатель отдаёт предпочтение более тяжёлому изделию, считая его более прочным. Для этих целей некоторые марки выпускают наполнитель с большой плотностью.
Распространённые полимеры с низкой плотностью (около 1 г/см3): полипропилен, полиэтилен, АБС, полистирол, HIPS (ударопрочный полистирол/УПС).
Прозрачность
Пластмасс может быть заменой стеклу. При этом можно добиться, чтобы пластиковое изделие было не таким хрупким, как стеклянное. Например, стёкла противотуманных фар автомобиля, которые находятся низко и подвержены попаданию камней.
Стоит отметить недостатки. Прозрачное пластиковое изделие легче царапается и со временем желтеет. Чтобы избежать этого, можно включить дополнительную процедуру покрытия изделия специальным веществом.
Полимерные материалы делятся на термопласты и реактопласты. Термопласты делятся на аморфные, частично кристаллические и жидкокристаллические.
Аморфные термопласты полистирол, поликарбонат, полиметилметакрилат годятся для литья прозрачных изделий.
Большинство частично кристаллических термопластов используются для полупрозрачных изделий. Например, медицинские шприцы изготавливаются из полипропилена.
Однородный окрас
Цвет пластиковой детали достигается за счёт добавления красителя в материал. Тем самым изделие имеет свой цвет не только снаружи, но и внутри. А значит краска никогда не сойдёт.
Химическая стойкость
Реактопласты, частично кристаллические и жидкокристаллические термопласты имеют повышенную химическую стойкость. Например, это необходимо в деталях автомобилях, контактирующих с топливом.
Электроизоляционные свойства
Пластик является хорошим диэлектриком. Это большой плюс, если требуется изделие с таким свойством.
Иначе пластик можно покрыть специальным лаком, тем самым задать необходимую проводимость.
Воспламеняемость
Из-за широкого выбора пластмасса можно подобрать пластмасс, который не будет стремительно воспламеняться.
Коэффициент теплового расширения (КТР)
Разнообразие пластиков позволяет подобрать необходимый КТР.
Если пластиковая деталь находится в сборке с деталями из другого материала, то часто необходимо, чтобы они имели близкий КТР. Иначе есть риск разрушения сборки.
Рассмотрим некоторые материалы и их КТР в таблице 1.
Материал | КТР, 10-6/град |
Сталь | 11-12 |
Алюминий | 22-23 |
Полиэтилен низкой плотности | 16 |
Полиэтилен высокой плотности | 12 |
HIPS/УПС/ударопрочный полистирол | 12 |
АБС | 9 |
Полипропилен | 8 |
Полиэтилентерефталат (ПЭТ) | 8 |
Таблица1 - коэффициент теплового расширения (КТР) материалов.
Медицинские товары
Пластмасс широко и удачно используется в медицине. Медицинские изделия являются исключением даже в тех странах, которые отказываются от использования пластика.
Распространённые пластики, которые используют в медицине: полиамид, полистирол, полипропилен, ПВХ, полиуретан, полиметилметакрилат, поликарбонат, АБС и др.
ИТОГ
Пластик широко используется во всех сферах за счёт своей гибкости в свойствах. Изготовление пластиковых изделий часто выгоднее, чем альтернативные варианты из дерева или металла.