Обычные ударопрочные пластмассы.

Жесткий. Нерушимая. Устойчив к проколам и трещинам от ударов. Вот как некоторые люди описывают ударопрочный пластик. Однако, как вы увидите, этот термин неоднозначен. То, что кусок жевательной резинки не ломается пополам, когда вы ударяете по нему молотком, не означает, что он ударопрочный. Положите ту же резинку в морозилку на некоторое время, а затем ударьте по ней. Только осколки.

Такое же явление «хрупкости на холоде» происходит со многими полимерами-бросьте свой контейнер для переработки полипропилена (ПП) в середине зимы, и вам, вероятно, понадобится новый. Другие пластмассы, такие как полиэфиреркетон (PEEK), можно использовать практически при любой температуре, а третьи (довольно много, на самом деле) постепенно становятся хрупкими при воздействии ультрафиолетового света. Примером этого является прочный полиоксиметилен (POM), также известный как ацеталь, который слишком долго хромает при воздействии солнечного света, как и один из самых ударопрочных полимеров из всех, поликарбонат (ПК).

Распознавание ударопрочных пластмасс

Из-за этих переменных важно оценить варианты материалов перед началом проекта и выбрать те, которые будут хорошо работать в предполагаемой среде продукта. Один из способов начать-это просмотреть спецификации производителя пластмасс. Там вы найдете такие термины, как «ударная вязкость Изода», «ударная вязкость Гарднера» и «измерительная устойчивость к проколам». Каждый из них определен в различных стандартах ASTM и ISO [1](например, ISO 179 Charpy надрезной ударный тест или ASTM D3763 многоосевой тест на прокол)[2] и пытается описать, как материалы реагируют при ударе.

Основная идея состоит в том, чтобы ударить образец конкретного материала в контролируемых условиях и посмотреть, как он выдерживает воздействие. В тесте на надрезы IZOD используется маятник, который качается вниз и ударяет по приспособлению, которое ударяется по пластику. Тест Гарднера использует вес, который падает вертикально на круглый объект, похожий на стрелку, который находится поверх материала. Вес и высота, необходимые для повреждения, определяют ударную вязкость. В конечном счете, чем больше удар, необходимый для разрушения пластика, тем выше его ударная вязкость.

Пластиковые гранулы помещаются в бункер, который нужно расплавить в литьевую деталь.

Учитывая множество стандартов, ваш отдел дизайна должен определить, какие стандарты он будет использовать при разработке продукта, чтобы вы могли провести прямое сравнение. К сожалению, разнообразие стандартов может сбивать с толку, поскольку каждый из них относится к различным процедурам испытаний и методам подготовки испытательных образцов. Технические характеристики спецификаций различаются, и неприятная проблема метрических или имперских единиц также продолжает всплывать. В некоторых спецификациях не указаны значения для испытаний на удар стержня с надрезом, но указаны значения для модуля упругости при растяжении, прочности на изгиб, удлинения при выходе и твердости, которые, по крайней мере, дают представление о прочности материала. Обратите внимание, однако, что прочность и ударная вязкость часто расходятся друг с другом-более высокая прочность обычно означает более высокую степень хрупкости, что является полной противоположностью ударной вязкости.

Большая часть прочности или ударной вязкости полимера зависит от его температуры стеклования (Tg) и от того, является ли пластик аморфным или полукристаллическим. На данный момент нет места для всех этих проблем, но у нас есть еще один совет по дизайну, который объясняет эту важную тему. Проверьте это, если вы хотите лучше понять тему.

Проверьте это, если вы хотите лучше понять тему.

Доказательство пудинга находится в еде

Так каков же ответ? Вообще-то больше чем один. Если ваша компания инвестировала в программное обеспечение для анализа конечных элементов (FEA), тогда поздравления в порядке. С хорошим программным обеспечением вы можете загружать различные материалы и их свойства, выбирать такие переменные, как температура и нагрузка, а затем поражать виртуальные детали виртуальными молотками, чтобы увидеть, как они реагируют. Но даже без высококачественного инженерного программного обеспечения SOLIDWORKS, Fusion 360 и другие популярные пакеты САПР предлагают встроенные возможности FEA или дополнения FEA по разумной цене.

5 общих ударопрочных материалов

Итак, вот «пять ударопрочных материалов», как было обещано в начале этого подсказки по дизайну. Это ни в коем случае не полный список, и, как упоминалось ранее, прочность зависит от многих факторов, не последним из которых является геометрия детали.

1. АБС

В отличие от большинства аморфных полимеров, акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) непрозрачен. Он также очень прочный и ударопрочный даже при низких температурах. Приборная панель вашего автомобиля может быть сделана из АБС-пластика, как и кирпичи Lego 9036 в этой модели римского Колизея, над которым вы работали последние три выходных. АБС одновременно твердый и жесткий, выберитеРико-изолирующий, чрезвычайно податливый и может перерабатываться снова и снова. Однако он не может переносить растворители, длительное воздействие солнца или приложения, где требуется высокая усталостная прочность. Что касается следующего материала, мы можем подвергнуть механической обработке,3D печать на заказИ пресс-формы для литья под давлением АБС и АБС-подобные материалы.

2. ПК

Поликарбонат (ПК), материал для пуленепробиваемого стекла, особенно ударопрочен. Думайте об этом как об инь твердого, устойчивого к царапинам ян акрила. ПК выдерживает многократную стерилизацию паром, поэтому его часто используют в медицинских приложениях. При правильной обработке он также устойчив к нагреву, пламени и ультрафиолетовому излучению, что делает его лучшим выбором для любого применения, связанного с теплицами, защитными очками, лицями фар или защитными щитами. Следует отметить, однако, что поликарбонат является одним из более дорогих инженерных полимеров и должен быть покрыт для предотвращения царапин, когда оптическая прозрачность является проблемой.

3. ХДПЭ

Некоторые производители утверждают, что жесткий полиэтилен (HDPE) является не только самым универсальным из всех пластиков, но и наиболее широко используемым. Вероятно, они правы насчет этого. HDPE поставляется в жестких или гибких формах и легкий, но прочный. Автопроизводители используют его для бензиновых баков, молочные компании используют его для молочных контейнеров, а производители уличной мебели используют его для наружной мебели. Каждое из этих применений требует хорошей ударопрочности, и, как и при воздействии солнечного света и химических веществ, HDPE отвечает этим требованиям.

Гранулы из прочного и легкого поликарбонатного термопласта можно формовать в детали, которые обладают высокой ударопрочностью и устойчивостью к разрушению.

4. Удар PP упорный сополимер

Он не только обладает очень высокой ударной вязкостью, но и имеет очень хорошую термическую стабильность. 500-GA20-это ударопрочный сополимер с высоким индексом расплава для литья под давлением. Приложения включают товары для дома, контейнеры, автомобильные аккумуляторы, игрушки, составы и потребительские товары.

5. ПТФЭ

Этот последний пример может вас удивить. PTFE, также известный как политетрафторэтилен, также известный как тефлон, мягкий и гибкий, но исключительно прочный. Его ударная вязкость лучше, чем у PEEK и большинства поликарбонатов, и эквивалентна ударной вязкости HDPE. Он также имеет очень низкий коэффициент трения, соперничающий только с алмазоподобным углеродом (DLC) и сверхтвердой керамикой. Если вы ищете литые под давлением или 3D-печатные тефлоновые детали, читайте дальше-благодаря очень высокой температуре плавления 327 ° C [1](621 ° F). [2], PTFE может бытьЧПУ обработанный, Но это о нем. Обратите внимание, однако, что он имеет тенденцию ползать под давлением, поэтому он должен быть механически закреплен при использовании для шайб, подшипников и других несущих приложений.

Существует также полифенилсульфон (PPSU), PEEK, TPE или термопластичный эластомер и даже некоторые нейлоны и ацетали. Опять же, ударная вязкость часто зависит от температуры применения и смягчается прочностью на разрыв, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и другими факторами. Не стесняйтесь сделать некоторые образцы деталей и сравнить их, прежде чем принять решение о том или ином материале.

Прежде чем мы закончим, есть один последний момент, и он, пожалуй, самый важный из всех: роль дизайна продукта в ударопрочности. К примеру:

* Вырезы и острые углы увеличивают вероятность того, что деталь сломается под действием силы, в то время как закругленные углы, как правило, делают детали более прочными.
* Если вы используете коченеть нервюры, то они должны быть помещены в зонах сжимающих а не растяжимых сил, как раз по мере того как сварные швы должны идеально побежать где потенциальные силы удара самые низкие.
Рискуя показаться нелогичным для инженера, старайтесь избегать жестких, очень жестких конструкций продукта-деталь, которая может немного сгибаться под давлением, с меньшей вероятностью сломается.

Наконец, не забудьте поделиться с нами любыми проблемами, которые у вас есть на этапе торгов. У нас есть многолетний опыт производства, который поможет вам найти правильный материал и дизайн для вашего успеха.