Un ghid cuprinzător pentru ingineria materialelor plastice

Ce sunt materialele plastice tehnice?

Materialele plastice tehnice sunt un grup de materiale plastice. Acestea prezintă proprietăți mecanice, termice, chimice și electrice superioare față de materialele plastice standard sau de bază. Materialele plastice tehnice sunt proiectate special pentru a rezista la condiții mai dificile, înlocuind adesea metalele și alte materiale tradiționale. Acestea sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații. Materialele plastice tehnice sunt diferite de materialele plastice obișnuite pe care le folosiți pentru a face ambalaje și articole de unică folosință. Materialele plastice tehnice sunt concepute pentru performanță și fiabilitate pe termen lung.

De ce să alegeți materiale plastice tehnice?

Materialele plastice tehnice sunt minunate, deoarece echilibrează performanța și costul ca nimic altceva. Iată de ce:

• Light. Cântăresc o fracțiune din metale, economisind combustibil în vehicule și făcându-le mult mai ușor de manevrat în tot felul de situații. Acesta este modul în care construim o lume durabilă.
• Formabile. Le puteți modela în forme foarte complexe, permițând proiecte în industriile auto și electrice care nu au fost niciodată posibile înainte.
• Rezistente! Acestea rezistă la genul de abuzuri și sarcini care ne-ar conduce pe majoritatea dintre noi la departamentul „jos pentru întreținere”, inclusiv rezistența la uzură, impact și substanțe chimice neplăcute.
• Eficiente din punct de vedere al costurilor. Chiar dacă am crezut că sunt scumpe de cumpărat, ele sunt adesea mai ușor și mai puțin costisitoare de procesat, vor funcționa mai mult decât metalul în multe aplicații și vor costa mai puțin pe termen lung.

Proprietățile principale ale materialelor plastice tehnice

Dacă sunteți încă pe punctul de a alege, beneficiile enumerate mai jos ar trebui să fie suficiente pentru a compensa o cantitate moderată de frământări:

Strong

Cât de bine rezistă un material la deformare sau rupere sub sarcină este unul dintre lucrurile pe care le luăm în considerare atunci când vorbim despre rezistență. Deoarece materialele plastice tehnice precum policarbonatul și nailonul au rezistențe la tracțiune, încovoiere și impact atât de mari, suntem încântați de ele.

Rezistent la căldură

Trebuie să știm cât de bine își păstrează un anumit material proprietățile la temperaturi ridicate. Materialele plastice tehnice precum PEEK și PPS nu se topesc atunci când lucrurile se încing, ceea ce le face mai mult decât potrivite.

Stabil din punct de vedere chimic

Sunt rezistente la substanțe chimice agresive, inclusiv acid și majoritatea solvenților.

Electricitate

Unele dintre ele sunt foarte bune izolatoare și pot oferi rezistență dielectrică, ceea ce le face ideale pentru utilizarea în lumea electrică. Pe altele le putem face conductoare sau disipative electrostatice, de asemenea.

Performanță specială

Unele materiale plastice tehnice au avantaje speciale, cum ar fi rezistența la flacără, rezistența la uzură și stabilitatea dimensională, care le fac excelente pentru anumite lucruri.

Tipurile de materiale plastice tehnice

Materialele plastice tehnice cuprind o lume largă și variată. Iată câteva dintre cele mai frecvent utilizate tipuri.

Plastice tehnice de înaltă performanță

Poliamidă (PA Nylon)

Cunoscut pentru rezistența sa excelentă la uzură și rezistența chimică bună. Industria auto și producătorii de unelte iubesc acest plastic rezistent. Un studiu realizat de Societatea Americană de Chimie a arătat cât de puternică este rezistența la tracțiune a Nylon 6,6, ceea ce îl face potrivit ca înlocuitor al metalului în anumite aplicații de inginerie structurală.

Policarbonat (PC)

Acest plastic antiglonț aproape transparent este cunoscut pentru rezistența sa ridicată la impact și la căldură. Este excelent pentru lentilele ochelarilor de protecție și pentru componentele electronice. Un raport al National Institutes of Health a subliniat modul în care producătorii de echipamente medicale utilizează policarbonatul datorită rezistenței sale ridicate și biocompatibilității.

Polyoxymethylene (POM)

Cunoscut și sub denumirea de acetal, acest plastic tehnic este apreciat pentru rigiditatea sa ridicată, frecarea redusă și rezistența la uzură. Este foarte utilizat pentru rulmenți de angrenaje și alte piese în mișcare. Este adesea alegerea pentru componentele care necesită toleranță strânsă și rezistență la mișcări repetitive.

Polyetheretherketone (PEEK)

Acesta este un material termoplastic de înaltă performanță, cu stabilitate termică excepțională, rezistență chimică și rezistență mecanică. Companiile aerospațiale, producătorii de implanturi medicale și sectorul de petrol și gaze utilizează PEEK în produsele lor datorită capacității sale de a supraviețui în condiții dure.

Alte materiale plastice tehnice comune

Acrilonitril butadien stiren (ABS)

Puteți face lucruri minunate cu acest plastic, deoarece are o bună rezistență la impact și prelucrabilitate. Este ideal pentru o mulțime de aplicații auto, carcase electronice și bunuri de consum.

Polietilenă de înaltă densitate (HDPE)

Acest plastic este cunoscut pentru raportul său rezistență-densitate ridicat. De asemenea, este rezistent la substanțe chimice și reciclabil. Acest lucru îl face un material bun pentru lucruri precum recipientele pentru conducte și chiar rezervoarele de combustibil pentru automobile. *

Polieten tereftalat (PET)

Cu acest termoplastic se obține o rezistență ridicată, stabilitate dimensională și proprietăți de barieră foarte bune. Din acest material se fabrică ambalaje pentru sticle și materiale textile. *

Polimetil metacrilat (PMMA / Acrilic)

Dacă doriți un plastic transparent cu transparență ridicată, rezistență bună la impact și rezistență la intemperii, utilizați acest plastic. Este ideal pentru tot felul de lucruri, inclusiv pentru lentile, semnalizare și afișaje. *

Sulfură de polifenilenă (PPS)

Arată bine, nu-i așa? Acest plastic are o rezistență chimică și termică excelentă și este utilizat în multe echipamente auto, electrice și industriale ca înlocuitor pentru piesele metalice. *

Oxid de polifenilenă (PPO)

Acest material este cunoscut pentru stabilitatea sa dimensională ridicată, buna izolare electrică și rezistența la absorbția apei. Acesta este un plastic excelent pentru utilizarea în carcase electrice și componente auto.

Polibutilen tereftalat (PBT)

Utilizați acest material atunci când aveți nevoie de proprietăți mecanice și rezistență chimică excelente, precum și de stabilitate dimensională. De obicei, îl veți găsi în conectori electrici, componente auto și carcase.

Polimer de cristal lichid (LCP)

Cunoscut pentru rezistența sa ridicată, stabilitatea dimensională și rezistența la căldură. Găsiți acest plastic în multe produse electronice, medicale și aerospațiale.

Ciclic Olefin Copolimer (COC)

Atunci când biocompatibilitatea clarității sau proprietățile de barieră bune sunt importante, acest plastic le scoate din parc. Îl veți găsi în ambalarea componentelor optice și a aplicațiilor medicale.

Mase plastice speciale pentru inginerie

Polieterimidă (PEI/Ultem)

Perfect pentru industria aerospațială, auto și dispozitive medicale. Rezistența sa ridicată, rezistența termică și rezistența la flacără îl fac o alegere versatilă pe o piață largă.

Poliamidă-imidă (PAI/Torlon®)

Acest material are caracteristici care oferă o adecvare pe scară largă în industria aerospațială, auto și pur și simplu aplicații solicitante datorită rezistenței, rigidității și rezistenței termice foarte ridicate.

Politetrafluoroetilenă (PTFE/Teflon®)

Cunoscut pentru frecare redusă, caracteristici antiaderente, inerție chimică și rezistență termică ridicată, PTFE este prezent peste tot, de la acoperiri Teflon® pe tigăi de gătit la garnituri de etanșare în întreaga lume.

Materialele plastice de inginerie sunt utilizate în diverse industrii

Automotive

Aplicația auto este o piață majoră pentru materialele plastice tehnice, care include piese de interior precum tablouri de bord, console și piese de exterior precum bare de protecție și panouri de caroserie, precum și piese esențiale sub capotă. Acestea contribuie la reducerea greutății vehiculelor, ceea ce îmbunătățește eficiența consumului de combustibil și siguranța.

Electronică și electrică

Materialele plastice tehnice sunt utilizate pe scară largă în carcase electronice, conectori, blocuri terminale, plăci de circuite, materiale izolante și alte dispozitive electronice, oferind izolare, durabilitate, izolare electrică și protecție dispozitivelor electronice.

Dispozitive medicale

Biocompatibilitatea, sterilizabilitatea și proprietățile de rezistență chimică le fac esențiale pentru carcasele echipamentelor medicale, instrumentele chirurgicale, implanturile și instrumentele de diagnosticare.

Aerospațial

Raportul rezistență-greutate ridicat, combinat cu rezistența la temperaturi extreme și la substanțe chimice, le face atractive pentru interiorul aeronavelor, componentele motoarelor și navele spațiale.

Industrial

Aplicațiile industriale includ angrenaje, rulmenți, țevi, pompe, supape și materiale de imprimare 3D. Materialele versatile sunt proiectate pentru performanță în utilaje grele.

Selectarea plasticului de inginerie potrivit

Când vine vorba de selectarea plasticului potrivit pentru inginerie, există mai mulți factori pe care trebuie să îi luați în considerare. Iată o trecere în revistă:

• Mediul de aplicare: Asigurați-vă că înțelegeți temperatura de funcționare, orice expunere la substanțe chimice, nivelurile de umiditate și solicitările mecanice la care vor fi supuse componentele dumneavoastră.
• Cerințe de performanță: Asigurați-vă că cunoașteți proprietățile mecanice, termice, chimice și electrice de care aveți nevoie pentru aplicația dvs.
• Cost și procesabilitate: Asigurați-vă că echilibrați performanța materialului cu eficiența costurilor și costul de fabricare a produsului final.
• Metode de prelucrare: Aceasta include lucruri precum turnarea prin injecție, extrudarea și turnarea prin suflare. Mulți dintre clienții noștri produc piese cu fiecare dintre aceste procese, pe care le vom aborda imediat.
• Turnare prin injecție: Acesta este cel mai bun lucru de făcut dacă aveți de gând să realizați volume mari de piese complexe cu o precizie foarte mare. Veți plăti pentru precizia și acuratețea pe care le veți obține cu piesele; și
• Extrudare: Acest lucru se face cel mai bine dacă trebuie să realizați lungimi continue ale unui profil, să realizați un film sau o țeavă, de exemplu.

Diferențe esențiale între materialele plastice tehnice și materialele plastice de bază

Materialele plastice tehnice și materialele plastice de bază sunt ambele termoplastice, însă au proprietăți și utilizări diferite. Cunoscând diferențele, puteți alege materialele potrivite pentru aplicațiile dumneavoastră.

Proprietăți mecanice și termice

Între materialele plastice tehnice și materialele plastice de bază, materialele plastice tehnice sunt mai puternice, rezistă mai bine la căldură și au dimensiuni mai constante. Acestea pot rezista în condiții mecanice și de mediu dificile. Acesta este motivul pentru care sunt utilizate în mașini și utilaje.

Materialele plastice obișnuite nu sunt la fel de rezistente. Sunt bune pentru lucrurile care se produc în cantități mari și nu trebuie să fie deosebit de bune, cum ar fi cutiile și lingurile. Acesta este motivul pentru care sunt mai ieftine.

Cost

Uneori, materialele plastice tehnice costă mai mult decât materialele plastice de bază, deoarece sunt mai speciale. Când plătiți mai mult pentru un plastic, acest lucru este în regulă atunci când aveți nevoie ca lucrul pe care îl fabricați să dureze mult timp și să fie bun.

Materialele plastice de bază sunt de obicei ieftine. Asta e bine când trebuie să faci milioane de lucruri care nu trebuie să fie grozave, cum ar fi sacii de gunoi.

Aplicații

Cel mai des întâlnești materiale plastice tehnice acolo unde oamenii fac lucruri care trebuie să fie foarte bune. Oamenii le folosesc în mașini, avioane, încălzitoare și fabrici. Faptul că le puteți folosi în locul metalului este un lucru bun, deoarece sunt ușoare și nu se uzează, iar substanțele chimice nu le vor afecta.

De obicei, materialele plastice de bază sunt utilizate atunci când oamenii fac lucruri care nu trebuie să fie foarte bune. Acestea funcționează pentru lucruri pe care le folosești puțin și apoi le arunci.

Rezistență chimică

Toate materialele plastice bune pot rezista la substanțele chimice. O mulțime de materiale plastice tehnice pot rezista la substanțe chimice care ar afecta alte materiale plastice. Oamenii le folosesc pentru a face rezervoare în care să depoziteze substanțe nocive.

Materialele plastice obișnuite pot suporta unele substanțe chimice, dar nu se descurcă la fel de bine atunci când substanțele chimice sunt cu adevărat nocive.

Caracteristici de performanță

Întrebări frecvente despre materialele plastice tehnice

Care sunt unele diferențe între materialele plastice tehnice și materialele plastice de bază?

Materialele plastice tehnice au proprietăți mecanice, termice și chimice mai bune în comparație cu materialele plastice de bază pe care le vedeți utilizate pentru ambalaje și articole de unică folosință.

Cum selectez plasticul de inginerie potrivit pentru aplicația mea?

Gândiți-vă la mediu, performanță, cost și procesare pentru aplicația dvs. De asemenea, consultați experții.

Cum se compară costurile materialelor plastice tehnice?

De obicei, materialele plastice tehnice vor fi mai scumpe la început în comparație cu materialele plastice de bază. Cu toate acestea, longevitatea și performanța le pot face rentabile.

Puteți recicla materialele plastice tehnice?

Majoritatea materialelor plastice tehnice sunt reciclabile, dar acest lucru depinde de material și de destinația sa.

Concluzie

Materialele plastice tehnice sunt eroii versatili și necunoscuți ai inovației moderne. Acești polimeri oferă soluții la probleme tehnice complexe în diverse industrii. Ele sunt rentabile și au proprietăți mecanice bune care permit inginerilor să proiecteze orice. Dacă doriți să schimbați lumea, ar trebui să învățați astăzi despre materialele plastice tehnice.