Часто используемые прозрачные материалы для литья под давлением

Прозрачное литье под давлением – незаменимый процесс в современном производстве, широко применяемый в таких областях, как производство электронных и электроприборов, автомобильных деталей, медицинских приборов и упаковочной тары. Его основное преимущество заключается в реализации комплексного литья сложных конструкций с сохранением превосходного светопропускания, механических свойств и химической стабильности материала. Выбор подходящего прозрачного литьевого материала напрямую определяет внешний вид, текстуру изделия, эксплуатационные характеристики и стоимость производства. В данной статье подробно рассматриваются основные прозрачные литьевые материалы, представленные на рынке, а также даются профессиональные рекомендации для предприятий, занимающихся выбором материалов.

1. Полиметилметакрилат (ПММА, широко известный как акрил)

· Основные свойства: чрезвычайно высокая светопропускаемость (92–93%), близкая к стеклу, с превосходным блеском; умеренная механическая прочность, исключительная атмосферостойкость (стойкость к УФ-старению), легко окрашивается и обрабатывается; однако низкая прочность, слабая ударопрочность и нестойкость к органическим растворителям.

· Ключевые моменты формования: Средняя текучесть расплава; необходимо контролировать температуру впрыска (210–250 °C) и температуру формы (40–80 °C), чтобы избежать появления серебристых полос и пузырьков; низкая усадка (0,5–0,8 %) и хорошая размерная стабильность.

· Типичные области применения: абажуры, панели приборов, демонстрационные стеллажи, упаковка косметики, оптические линзы (не высокой точности).

2. Поликарбонат (ПК)

· Основные свойства: светопропускание достигает 88–90%, чрезвычайно высокая ударопрочность (в 20–30 раз выше, чем у ПММА), широкий диапазон термостойкости (-40–120 °C), высокая механическая прочность и превосходная огнестойкость. Однако низкая устойчивость к царапинам, немного меньшая текучесть при обработке, чем у ПММА, и склонность к растрескиванию под напряжением.

· Ключевые моменты формования: Высокая температура впрыска (260–320 °C); температура формы должна контролироваться в диапазоне 80–120 °C; сырье должно быть полностью высушено (содержание влаги ≤0,02%), чтобы избежать гидролиза; показатель усадки (0,5–0,7%), подходит для формования сложных структурных деталей.

· Типичные области применения: автомобильные абажуры, детские бутылочки, медицинские приборы (шприцы, инфузионные системы), корпуса электронных устройств (мобильные телефоны, компьютеры), объективы камер видеонаблюдения.

3. Полистирол (ПС, включая ПСОН, УПС)

· Основные свойства: Полистирол общего назначения (GPPS) имеет светопропускание 80–85%, низкую стоимость, хорошую текучесть при переработке и высокую жёсткость, но он хрупкий и обладает низкой ударопрочностью. Ударопрочный полистирол (HIPS) повышает ударопрочность за счёт модификации, обладая несколько более низким светопропусканием, чем GPPS (75–80%), и высоким соотношением цены и качества.

· Ключевые моменты формования: низкая температура впрыска (170–220 °C), температура пресс-формы (20–50 °C), короткий цикл формования, подходит для массового производства; коэффициент усадки (0,4–0,7 %), легко контролируемая точность размеров.

· Типичные области применения: GPPS используется для упаковки продуктов питания (стаканчики для йогурта, одноразовая посуда), игрушек, декоративных деталей; HIPS используется для корпусов бытовой техники (вкладыши для холодильников, панели стиральных машин), офисных принадлежностей (папки, держатели для ручек), деталей салона автомобилей.

4. Полиэтилентерефталат (ПЭТ/ПЭТГ)

· Основные свойства: ПЭТ обладает светопропусканием 85–88%, высокой механической прочностью, хорошей износостойкостью, высокой химической стойкостью к коррозии (кислото- и щелочестойкостью, маслостойкостью), экологичен и пригоден для вторичной переработки. Однако он имеет высокую температуру формования и медленную скорость кристаллизации. ПЭТГ (аморфный ПЭТ) улучшает технологичность ПЭТ, увеличивая светопропускание до 90–91%, обладает хорошей прочностью, не подвержен растрескиванию под напряжением и обладает лучшей атмосферостойкостью по сравнению с ПЭТ.

· Ключевые моменты формования: температура впрыска ПЭТ (260–300 °C), температура формы (80–120 °C), требуется строгая сушка (содержание влаги ≤0,03%); температура впрыска ПЭТГ (230–280 °C), температура формы (40–80 °C), низкая сложность обработки.

· Типичные области применения: ПЭТ используется для производства бутылок для напитков, контейнеров для упаковки продуктов питания, корпусов электронных компонентов; ПЭТГ используется для производства косметической упаковки (флаконов для духов, флаконов для лосьонов), медицинских приборов (футляров для контактных линз), строительных отделочных материалов (световых панелей).

5. Прозрачный АБС

· Основные свойства: светопропускание 70–80%, сочетающее в себе высокую ударопрочность, жесткость и текучесть при обработке АБС, хороший блеск поверхности, может подвергаться вторичной обработке, такой как покраска и гальванопокрытие; однако общая устойчивость к атмосферным воздействиям и склонность к пожелтению при длительном воздействии солнечного света.

· Ключевые моменты формования: температура впрыска (200–250 °C), температура формы (50–80 °C), коэффициент усадки (0,5–0,8 %), подходит для изделий со сложной структурой, которым необходимо сбалансировать прочность и светопропускание.

· Типичные области применения: корпуса бытовой техники (панели кондиционеров, дверцы микроволновых печей), детали салона автомобиля (накладки приборной панели, дверные ручки), аксессуары электронного оборудования (корпусы принтеров, корпуса маршрутизаторов).

1. Требования к светопропусканию: для высокоточных оптических изделий (линзы, оптические компоненты) предпочтительны PMMA или PC; для общих декоративных деталей можно выбрать PS или прозрачный ABS; для упаковки пищевых продуктов, которая требует как светопропускания, так и безопасности, приоритет отдается PET или PETG.

2. Требования к механическим характеристикам: выбирайте ПК для продуктов с высокими требованиями к ударопрочности (например, автомобильные детали, медицинские приборы); выбирайте GPPS для применений, требующих высокой жесткости и чувствительности к стоимости; выбирайте PETG или прозрачный АБС, если необходимо сбалансировать прочность и ударную вязкость.

3. Среда эксплуатации: для изделий, предназначенных для использования вне помещений и требующих устойчивости к атмосферным воздействиям (стойкость к УФ-излучению, высоким температурам), подойдут материалы PMMA, PC или PETG; для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами/фармацевтическими препаратами (соответствующих таким стандартам, как FDA и GB 4806), выбирайте PC, PET, PETG или GPPS; для изделий, подвергающихся воздействию органических растворителей (например, косметика, чистящие средства), рекомендуется PC или PET.

4. Условия обработки: для мелкосерийного производства или сложных структурных деталей выбирайте PS или PETG с хорошей текучестью при обработке; для массового производства, требующего сокращенных циклов, идеальным вариантом является PS или PMMA; для материалов с высокой степенью кристалличности (например, ПЭТ) требуются специальные формы и сушильное оборудование.

5. Бюджет затрат: PS или GPPS подходят для случаев, когда требуется низкая стоимость; PMMA, PC или PETG используются для изделий среднего и высокого класса; HIPS или прозрачный ABS обеспечивают высокое соотношение цены и производительности.

1. Плохая светопропускаемость и помутнение поверхности:

· Недостаточная сушка сырья (увеличение времени сушки/температуры);

· Низкая температура формы (повысить температуру формы);

· Низкая скорость впрыска (оптимизация параметров впрыска);

· Недостаточная отделка поверхности формы (отполировать полость формы).

2. Растрескивание под напряжением:

· Избыточное содержание влаги в сырье (сырье высушить);

· Слишком высокое давление впрыска (уменьшить давление);

· Неравномерное охлаждение пресс-формы (оптимизировать систему охлаждения);

· Выбирайте материалы, устойчивые к растрескиванию под напряжением (например, замените ПЭТ на ПЭТГ).

3. Пузыри и серебряные полосы:

· Влаговпитывающее сырье (полностью высушить сырье);

· Слишком высокая температура впрыска (снизьте температуру);

· Плохая вентиляция формы (добавьте вентиляционные канавки).

4. Размерная нестабильность:

· Неправильный контроль скорости усадки (отрегулируйте размеры формы в зависимости от свойств материала);

· Колебания параметров впрыска (стандартизация параметров процесса);

Недостаточная точность пресс-формы (оптимизировать конструкцию пресс-формы).

Заключение

Выбор прозрачных литьевых материалов требует комплексного анализа эксплуатационных характеристик изделия, условий эксплуатации, условий переработки и бюджетных затрат. ПММА, ПК, ПС, ПЭТ/ПЭТГ и прозрачный АБС, являясь основными материалами на рынке, обладают уникальными преимуществами, охватывая различные области применения: от бюджетных до высококачественных изделий, от простых деталей до сложных структурных компонентов. Благодаря постоянному развитию технологий материалов, прозрачные литьевые материалы будут совершенствоваться в сторону повышения светопропускания, улучшения механических свойств, повышения экологичности и упрощения обработки, что станет весомым подспорьем для модернизации обрабатывающей промышленности.

Если вам требуются решения по выбору материалов или техническая поддержка для конкретной продукции, обращайтесь к нашей профессиональной команде для получения индивидуальных решений.