Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych to wysoce wszechstronny i wydajny proces, który umożliwia producentom tworzenie szerokiej gamy produktów i komponentów ze stopionych żywic z tworzyw sztucznych. W wyniku postępu w technologii formowania i rozwoju materiałów, polimery i tworzywa sztuczne zostały włączone do coraz szerszej gamy produktów i zastosowań. Charakteryzując się lekkością, wytrzymałością, estetycznym wyglądem i trwałością, tworzywa sztuczne stają się preferowanym materiałem w różnych gałęziach przemysłu, od produktów konsumenckich po urządzenia medyczne.

Na rynku dostępna jest szeroka gama żywic plastycznych, z których każda wykazuje unikalne cechy, które czynią ją przydatną do określonych zastosowań. Aby zapewnić optymalną wydajność, należy wybrać odpowiednią żywicę do swoich potrzeb. Do celów produkcji tworzyw sztucznych żywica składa się z tworzywa sztucznego lub polimerów w stanie ciekłym lub półstałym, które można ogrzewać, topić i wykorzystywać do formowania części z tworzyw sztucznych. W formowaniu wtryskowym termin żywica odnosi się do stopionych materiałów termoplastycznych lub termoutwardzalnych stosowanych podczas procesu formowania wtryskowego.

Uwagi dotyczące wyboru żywicy
Na rynek regularnie wprowadzane są nowe polimery i związki. Sama liczba opcji może sprawić, że wybór materiałów do formowania wtryskowego będzie wyzwaniem. Wybór odpowiedniej żywicy plastycznej wymaga dokładnego zrozumienia produktu końcowego. Poniższe pytania mogą pomóc w określeniu najlepszych materiałów żywicznych dla Twoich potrzeb.

1. Jaki jest zamierzony cel ostatniej części?
Wybierając odpowiedni materiał do swojego zastosowania, należy jasno określić wymagania fizyczne części, w tym potencjalne czynniki stresogenne, warunki środowiskowe, narażenie chemiczne i oczekiwaną żywotność produktu.
* Jak mocna musi być ta część?
*Czy część musi być elastyczna czy sztywna?
*Czy część musi wytrzymać nietypowy poziom nacisku lub ciężaru?
*Czy części będą narażone na działanie chemikaliów lub innych elementów?
*Czy części będą narażone na ekstremalne temperatury lub trudne warunki środowiskowe?
* Jaka jest oczekiwana żywotność części?

2. Czy istnieją szczególne względy estetyczne?
Wybór odpowiedniego produktu obejmuje znalezienie materiału, który może wykazywać wymagany kolor, przezroczystość, teksturę i obróbkę powierzchni. Wybierając żywicę, zastanów się, czy spełni ona zamierzone wymagania dotyczące wyglądu i funkcji produktu.
*Czy wymagana jest określona przezroczystość lub kolor?
* Czy wymagana jest szczególna tekstura lub wykończenie?
* Czy istnieje istniejący kolor, który należy dopasować?
*Czy należy rozważyć tłoczenie?

3. Czy mają zastosowanie jakiekolwiek wymogi regulacyjne?
Kluczowym aspektem wyboru żywicy są wymagania prawne dotyczące komponentu i jego zamierzonego zastosowania. Na przykład, jeśli twoja część będzie wysyłana za granicę, używana w przetwórstwie spożywczym, stosowana w sprzęcie medycznym lub wykorzystywana w wysokowydajnych zastosowaniach inżynieryjnych, ważne jest, aby wybrany materiał spełniał niezbędne normy branżowe i wymagania prawne.
*Jakie wymogi prawne musi spełniać Twoja część, w tym FDA, RoHS, NSF lub REACH?
*Czy produkt musi być bezpieczny dla dzieci?
*Czy część musi być bezpieczna dla żywności?

Podkład do tworzyw sztucznych — termoutwardzalny kontra termoplast
Tworzywa sztuczne dzielą się na dwie podstawowe kategorie: tworzywa termoutwardzalne i tworzywa termoplastyczne. Aby pomóc sobie zapamiętać różnicę, pomyśl o materiałach termoutwardzalnych tak, jak sugeruje to termin; są „ustawiane” podczas przetwarzania. Gdy te tworzywa sztuczne są podgrzewane, zachodzi reakcja chemiczna, która ustawia część w trwałej formie. Reakcja chemiczna nie jest odwracalna, więc części wykonanych z materiałów termoutwardzalnych nie można ponownie stopić ani zmienić kształtu. Materiały te mogą stanowić wyzwanie w zakresie recyklingu, chyba że zostanie użyty polimer pochodzenia biologicznego.

Tworzywa termoplastyczne są podgrzewane, a następnie chłodzone w formie w celu uformowania części. Skład molekularny tworzywa termoplastycznego nie zmienia się, gdy jest ogrzewany i chłodzony, dzięki czemu można go łatwo ponownie stopić. Z tego powodu tworzywa termoplastyczne są łatwiejsze do ponownego wykorzystania i recyklingu. Stanowią one większość produkowanych obecnie na rynku żywic polimerowych i są stosowane w procesie formowania wtryskowego.

Precyzyjne dostrojenie wyboru żywicy
Tworzywa termoplastyczne są podzielone na kategorie według rodziny i typu. Dzielą się one na trzy szerokie kategorie lub rodziny: żywice towarowe, żywice inżynieryjne oraz żywice specjalistyczne lub wysokowydajne. Wysokowydajne żywice są również droższe, więc żywice towarowe są często używane do wielu codziennych zastosowań. Łatwe w obróbce i niedrogie żywice towarowe zwykle można znaleźć w typowych przedmiotach produkowanych masowo, takich jak opakowania. Żywice konstrukcyjne są droższe, ale oferują lepszą wytrzymałość i odporność na chemikalia i narażenie na środowisko.

W obrębie każdej rodziny żywic niektóre żywice mają inną morfologię. Morfologia opisuje układ cząsteczek w żywicy, która może należeć do jednej z dwóch kategorii, amorficznej i półkrystalicznej.

Żywice amorficzne mają następujące cechy:
* Kurczą się mniej po schłodzeniu
* Lepsza przejrzystość
* Działa dobrze w zastosowaniach o wąskiej tolerancji
* Stają się kruche
*Niska odporność chemiczna

Żywice półkrystaliczne mają następujące cechy:
* Zwykle są nieprzejrzyste
*Doskonała odporność na ścieranie i chemikalia
* Mniej łamliwy
*Wyższe współczynniki skurczu

Przykłady dostępnych rodzajów żywic
Znalezienie odpowiedniej żywicy wymaga dogłębnego zrozumienia właściwości fizycznych i korzystnych właściwości dostępnych materiałów. Aby pomóc Ci w znalezieniu odpowiedniej grupy tworzyw sztucznych do Twoich potrzeb, opracowaliśmy poniższy przewodnik po wyborze materiałów do formowania wtryskowego.

Amorficzny
Przykładem amorficznej żywicy towarowej jest polistyren lub PS. Podobnie jak większość żywic amorficznych, jest przezroczysty i kruchy, ale może być stosowany w zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji. Jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych
zużyte żywice i można je znaleźć w plastikowych sztućcach, piankowych kubkach i talerzach.

Wyżej na skali amorficznej znajdują się żywice konstrukcyjne, takie jak poliwęglan lub PC. Jest odporny na temperaturę i płomień oraz ma właściwości elektroizolacyjne, dlatego jest często stosowany w elementach elektronicznych.

Przykładem specjalnej lub wysokowydajnej żywicy amorficznej jest polieteroimid lub (PEI). Podobnie jak większość żywic amorficznych, zapewnia wytrzymałość i odporność na ciepło. Jednak w przeciwieństwie do większości innych materiałów amorficznych jest również odporny chemicznie, co często występuje w przemyśle lotniczym.

Półkrystaliczny
Niedrogą półkrystaliczną żywicą towarową jest polipropylen lub PP. Podobnie jak większość półkrystalicznych polimerów, jest elastyczny i odporny chemicznie. Niski koszt sprawia, że ​​żywica ta jest wyborem do wielu zastosowań, takich jak butelki, opakowania i rury.

Popularną inżynierską, półkrystaliczną żywicą jest poliamid (PA lub Nylon). PA zapewnia odporność chemiczną i odporność na ścieranie, a także niski skurcz i wypaczenie. Dostępne są wersje na bazie biologicznej, dzięki czemu ten materiał jest przyjazną dla ziemi alternatywą. Wytrzymałość materiału sprawia, że ​​jest on lekką alternatywą dla metalu w zastosowaniach motoryzacyjnych.

PEEK lub polieteroeteroketon to jedna z najczęściej stosowanych półkrystalicznych żywic o wysokiej wydajności. Żywica ta zapewnia wytrzymałość oraz odporność na ciepło i chemikalia i jest często stosowana w wymagających środowiskach, w tym w łożyskach, pompach i implantach medycznych.

Żywice amorficzne
ABS: ABS łączy wytrzymałość i sztywność polimerów akrylonitrylu i styrenu z wytrzymałością kauczuku polibutadienowego. ABS jest łatwy do formowania i zapewnia trwałe kolory, błyszczący efekt z wysokiej jakości wykończeniem powierzchni. Ten plastyczny polimer nie ma dokładnej temperatury topnienia.

BIODRA: Polisyren wysokoudarowy (HIPS) zapewnia dobrą odporność na uderzenia, doskonałą obrabialność, precyzyjną stabilność wymiarową, wyjątkowe walory estetyczne i wysoce konfigurowalne powierzchnie. HIPS można łatwo zadrukować, skleić, skleić i ozdobić. Jest to również bardzo opłacalne.

Polieteroimid (PEI): PEI jest dobrym przykładem specjalnej lub wysokowydajnej żywicy amorficznej. PEI oferuje wytrzymałość i odporność na ciepło, jak większość żywic amorficznych. Jednak w przeciwieństwie do większości innych materiałów amorficznych jest również odporny chemicznie, co czyni go bardzo przydatnym w przemyśle lotniczym.

Poliwęglan (PC): Wyżej w skali amorficznej znajdują się żywice konstrukcyjne, takie jak poliwęglan. PC jest odporny na temperaturę i płomień oraz ma właściwości elektroizolacyjne, często stosowane w elementach elektronicznych.

Polistyren (PS): Przykładem bezpostaciowej żywicy towarowej jest polistyren. Podobnie jak większość żywic amorficznych, PS jest przezroczysty i kruchy, ale może być stosowany w zastosowaniach wymagających dużej precyzji. Jest to jedna z najczęściej stosowanych żywic i można ją znaleźć w plastikowych sztućcach, piankowych kubkach i talerzach.

Żywice półkrystaliczne
Polieteroeteroketon (PEEK):
PEEK jest jedną z najczęściej stosowanych półkrystalicznych żywic o wysokiej wydajności. Żywica ta zapewnia wytrzymałość, odporność na ciepło i chemikalia i jest często stosowana w wymagających środowiskach, w tym w łożyskach, pompach i implantach medycznych.

Poliamid (PA)/Nylon:
Poliamid, częściej określany jako nylon, jest popularną półkrystaliczną żywicą konstrukcyjną. PA zapewnia odporność chemiczną i odporność na ścieranie, a także niski skurcz i wypaczenie. Dostępne są wersje biologiczne do zastosowań wymagających rozwiązań przyjaznych dla środowiska. Wytrzymałość materiału sprawia, że ​​jest on lekką alternatywą dla metalu w wielu zastosowaniach motoryzacyjnych.

Polipropylen (PP):
PP to niedroga półkrystaliczna żywica towarowa. Podobnie jak większość półkrystalicznych polimerów, jest elastyczny i odporny chemicznie. Niski koszt sprawia, że ​​żywica ta jest preferowanym wyborem do wielu zastosowań, takich jak butelki, opakowania i rury.

Celcon®:
Celon® to popularna marka acetalu, znanego również jako polioksymetylen (POM), poliacetal lub poliformaldehyd. To tworzywo termoplastyczne oferuje wyjątkową wytrzymałość, doskonałą odporność na zużycie, pełzanie i rozpuszczalniki chemiczne, łatwe barwienie, dobre odkształcanie cieplne i niską absorpcję wilgoci. Celcon® zapewnia również wysoką sztywność i doskonałą stabilność wymiarową.

LDPE:
Najbardziej elastyczny rodzaj polietylenu, polietylen o małej gęstości (LDPE), zapewnia doskonałą odporność na wilgoć, dużą udarność, dobrą odporność chemiczną i przezroczystość. Tania opcja, LDPE jest również odporna na warunki atmosferyczne i może być łatwo przetwarzana większością metod.

Znalezienie odpowiedniej żywicy
Dokonywanie wyboru tworzywa sztucznego może być trudnym zadaniem, ale proces wyboru można podzielić na kilka prostych kroków. Zacznij od wybrania rodziny materiałów, która zapewni Ci większość pożądanych właściwości. Po ustaleniu wybierz odpowiedni gatunek żywicy materiału. Internetowe bazy danych mogą pomóc w zapewnieniu punktu odniesienia, na podstawie którego można pracować. UL Prospector (dawniej IDES) to jedna z najbardziej znanych baz danych do doboru materiałów. MAT Web posiada również obszerną bazę danych, a Brytyjska Federacja Tworzyw Sztucznych zapewnia wysokiej jakości dane i opisy.

Dodatki do tworzyw sztucznych poprawiające właściwości
Różne żywice mają różne właściwości, z których są znane. Jak widzieliśmy, trzy rodziny żywic (towarowa, inżynieryjna i wysokowydajna/specjalna) zawierają zarówno amorficzne, jak i półkrystaliczne alternatywy. Jednak im wyższa wydajność, tym wyższa cena. Aby pomóc utrzymać koszty na niskim poziomie, wielu producentów stosuje dodatki lub wypełniacze w celu nadania dodatkowych właściwości niedrogim materiałom przy niższych kosztach.

Dodatki te można stosować w celu poprawy wydajności lub nadania innym właściwości produktowi końcowemu. Poniżej przedstawiono niektóre z najczęstszych zastosowań dodatków:

*Przeciwdrobnoustrojowe – Dodatki stosowane w zastosowaniach związanych z żywnością lub produktach konsumenckich o wysokim kontakcie.
*Antystatyki – Dodatki zmniejszające przewodzenie elektryczności statycznej, często stosowane w delikatnej elektronice.
* Plastyfikatory i włókna – plastyfikatory sprawiają, że żywica jest bardziej elastyczna, podczas gdy włókna zwiększają wytrzymałość i sztywność.
*Środki zmniejszające palność – Dodatki te sprawiają, że produkty są odporne na spalanie.
*Rozjaśniacze optyczne – Dodatki stosowane w celu poprawy bieli.
*Barwniki – Dodatki, które dodają koloru lub efektów specjalnych, takich jak fluorescencja lub perłowość.

Ostateczna selekcja
Wybór odpowiedniego materiału do projektu jest jednym z najważniejszych czynników w tworzeniu doskonałych części z tworzyw sztucznych. Postępy w nauce o polimerach przyczyniły się do opracowania szerokiej gamy żywic do wyboru. Ważne jest, aby współpracować z osobą zajmującą się formowaniem wtryskowym, która ma doświadczenie z różnymi żywicami i zastosowaniami, w tym z żywicami zgodnymi z FDA, RoHS, REACH i NSF.

DJmolding dokłada wszelkich starań, aby dostarczać naszym klientom najwyższej jakości produkty formowane wtryskowo z tworzyw sztucznych w branży. Rozumiemy wyjątkowe wyzwania stojące przed twórcami produktów i producentami w każdej branży. Nie jesteśmy tylko producentami — jesteśmy innowatorami. Naszym celem jest zapewnienie doskonałych rozwiązań materiałowych do każdego zastosowania.