Volg me op: 
Hoe kies je het juiste spuitgietmateriaal?
Volgens onvolledige statistieken zijn er momenteel 45 polymeerseries in de materiaalbibliotheek, maar liefst 85,000 soorten kunststoffen, die grofweg in twee categorieën kunnen worden verdeeld: thermohardende kunststoffen en thermoplasten. Spuitgieten is een van de meest gebruikelijke methoden voor het vervaardigen van onderdelen met een hoog volume, en het kiezen van een geschikt materiaal kan een ontmoedigende taak lijken. Dit vereist een gedetailleerd begrip van het materiaal en moet verwijzen naar het doel, de efficiëntie en de kosten van het maken van het onderdeel. Zeker, bepaalde materialen zijn misschien geschikter, maar er is geen "one size fits all" als het gaat om spuitgieten. Door het juiste materiaal te kiezen, kunt u de vorm, pasvorm en functie van uw onderdelen verbeteren. Uiteindelijk is het gekozen materiaal altijd direct gerelateerd aan de toepassing van het onderdeel.
1. Het verschil tussen thermohardende kunststoffen en thermoplasten
Het belangrijkste verschil tussen thermoharders en thermoplasten is dat ze met verschillende resultaten op warmte reageren.
Thermohardende kunststof . Dit materiaal wordt sterker bij verhitting of blootstelling aan hoge temperaturen; thermohardende kunststofproducten behouden bijvoorbeeld hun sterkte en vorm bij blootstelling aan hoge temperaturen. Deze eigenschap is gunstig bij de productie van grote, permanente onderdelen en assemblages. Ze zijn bestand tegen veelvuldig gebruik en extreme omstandigheden. Thermohardende kunststoffen hebben echter ook aanzienlijke nadelen. Eenmaal verhit, verandert hun interne structuur en kunnen ze niet meer worden hervormd, waardoor hergebruik onmogelijk is. Het hoge smeltpunt van thermohardende kunststoffen maakt ze ongeschikt voor spuitgieten. Bovendien hebben niet alle thermohardende kunststoffen hetzelfde smeltpunt. Elk materiaal reageert anders op warmte, waardoor voor een bepaald type thermohardende kunststof een speciale machine nodig kan zijn, die over het algemeen niet universeel is.
Thermoplasten. Thermoplasten zijn recyclebare materialen die hergebruikt kunnen worden zonder dat hun chemische structuur verandert na herhaaldelijk verwarmen en afkoelen. Voor spuitgieten hebben thermoplasten het voordeel dat ze een relatief laag smeltpunt hebben, waardoor ze geschikter zijn voor de grootschalige productie van kunststofonderdelen.
* Thermoplasten kosten over het algemeen meer dan thermoharders.
2. Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van materialen
Om het juiste materiaal voor uw kunststof onderdeel te vinden, kan het handig zijn om terug te denken. Wees klaar om deze vragen te beantwoorden: Waar wordt het onderdeel voor gebruikt? Wat voor soort druk zal het onderdeel ondergaan? Werken ze in een barre omgeving? Montage ingewikkeld? Het prioriteren van de volgende factoren kan helpen bij het selecteren van het juiste materiaal:
Installatiepositie : De installatiepositie van de onderdelen is een factor waarmee rekening moet worden gehouden.
In de zon, buiten , in een vochtige omgeving, of geïnstalleerd binnen of buiten de module?
Temperatuur : Werkt het onderdeel in een koude koelkast, of in een omgeving met hoge temperaturen, zoals kamertemperatuur of onder een afzuigkap?
Levenscyclus: Is de gemiddelde levensduur van onderdelen 5 jaar, 10 jaar of langer?
Garantie: Vooral in de auto-industrie is het belangrijk om rekening te houden met het feit dat onderdelen na een paar jaar beschadigd kunnen raken. Hoeveel kost een reparatie dan?
Kostenbeperkingen: Commerciële kunststoffen zoals polyethyleen met hoge dichtheid of polypropyleen hebben doorgaans een hoge dichtheid, een lage warmtegeleiding en zijn relatief goedkoop. Daarnaast zijn er technische kunststoffen, zoals PEEK, PEI en andere materialen, die bestand zijn tegen hoge temperaturen en zeer hard zijn, maar de kosten hiervan zijn relatief hoog.
Eisen met betrekking tot het uiterlijk: of het onderdeel textuur nodig heeft, hoe hoog de oppervlakteafwerking moet zijn, of gekleurde onderdelen geschikter zijn dan transparante onderdelen, enz.
Nadat je de eerste vraag hebt beantwoord , kun je het grootste deel van het materiaal uitsluiten, maar je moet nog steeds de volgende reeks vragen bekijken om het materiaal verder te verfijnen:
Ontwerpfunctie: Gezien de mechanische eigenschappen van het onderdeel, zijn functies zoals flexibiliteit, samendrukbaarheid en hechting vereist? Is treksterkte nodig? Wat zijn de eisen aan slagvastheid of elektrische isolatie van het onderdeel? Vereist het materiaal verlijmde inzetstukken, zoals bij meerlaags spuitgieten of insert molding? Het gewicht van het onderdeel is ook een belangrijke factor.
Omgevingsfactoren : Aan welke bedrijfsomgeving zal het onderdeel worden blootgesteld? Zal het in contact komen met chemicaliën, moet het vlamvertragend zijn, wat zijn de UV-eisen?
Naleving van regelgeving : Voor sommige specifieke industrieën gelden er bepaalde toegangseisen voor onderdelen. Moet uw onderdeel bijvoorbeeld gecertificeerd zijn voor gebruik in de levensmiddelenindustrie of voldoen aan de FDA-richtlijnen? Of moet het voldoen aan medische kwaliteitsnormen, ISO-normen, elektrische normen, enzovoort?
Verschillen tussen thermoharders en thermoplasten
| Thermohardende polymeren | Thermoplastische Polymeren |
| Kan slechts één keer worden verwarmd en gevormd | Kan meerdere keren worden verwarmd en gevormd |
| Ze harden uit tijdens hun vorming en worden niet zacht bij verhitting | Ze worden zachter bij verhitting (soms vloeibaar) |
| Ze smelten niet. Ze zijn bestand tegen hoge temperaturen. | Wanneer warmte wordt toegepast, worden ze wit en krijgen ze hun hardheid terug bij afkoeling. |
| Tot 5 minuten om te stabiliseren | Stabilisatie kan in 10 seconden worden bereikt |
| Hoge thermische en chemische weerstand. | Goede mechanische eigenschappen en gemakkelijke verwerking. |
| Onoplosbaar. | Onoplosbaar in organische oplosmiddelen. |
| Voorbeelden: siliconen, sommige soorten polyester en fenolische materialen. | Voorbeelden: polyethyleen, polypropyleen, polystyreen, polyvinylchloride. |
3. Voordelen en toepassingen van veelgebruikte thermoplastische materialen
Een professionele spuitgietfabriek heeft doorgaans tientallen technische kunststoffen op voorraad en moet ook kunnen voorzien in meer specifieke materialen die door klanten worden aangevraagd. De voordelen en toepassingen van veelgebruikte thermoplasten worden samengevat op basis van de materiaalvoorraad van DDPROTOTYPE, een leverancier van spuitgietproducten in China.
① ABS (Acrylonitril Butadieen Styreen).
Voordelen : ABS is een sterke, slagvaste kunststof met lage krimp, stabiele afmetingen en uitstekende zuur- en alkalibestendigheid, en wordt veel gebruikt in diverse sectoren. De prijs van dit materiaal is relatief laag.
Toepassingsgebieden : waaronder, maar niet beperkt tot, elektronische producten, afstandsbedieningen, computers, telefoons, cosmetica, draagbare apparaten, behuizingen, enz.
Voorzorgsmaatregelen: Spuitgegoten onderdelen van ABS vertonen lasnaden en kunnen op dikkere plekken deuken en holtes bevatten. Gelukkig kan ABS worden gemengd met PC, waardoor het verbeterde materiaal deze defecten grotendeels kan verhelpen.
②ABS/PC
Voordelen : Het ABS/PC-hybridemateriaal combineert de sterkte en hittebestendigheid van polycarbonaat met de flexibiliteit en vormvastheid van ABS, een materiaal met uitstekende mechanische eigenschappen. Dit materiaal is hittebestendiger dan ABS. Bij lage temperaturen is het bovendien slagvaster dan PC.
Toepassingen: Deze hybride materialen worden veel gebruikt in onder meer de auto-, elektronica- en telecommunicatie-industrie.
Voorzorgsmaatregelen: ABS/PC-materiaal vergroot de kans op defecten bij het spuitgieten met één materiaal, zoals problemen met dikke mallen. Als uitstekende mechanische eigenschappen gewenst zijn en de kosten laag willen houden, kan dit hybride materiaal een geschikte keuze zijn.
③PC (polycarbonaat)
Voordelen: PC is een transparante kunststof met een optisch heldere kwaliteit, hoge sterkte, extreme slagvastheid, lage krimp en goede vormvastheid. Bovendien heeft PC een goede hittebestendigheid en een zeer hoge oppervlakteafwerking van de bewerkte onderdelen.
Toepassingen: waaronder, maar niet beperkt tot, lenzen, verlichting, telefoonhoesjes, elektronische componenten, medische apparatuur, kogelwerend glas, enz.
Voorzorgsmaatregelen: PC-onderdelen zijn dikker, waardoor er holtes, luchtbellen of oneffenheden kunnen ontstaan. Bovendien is de chemische bestendigheid van PC-onderdelen relatief slecht. ABS/PC-mengmateriaal is een goed alternatief voor PC en kan sommige tekortkomingen verhelpen, maar de geproduceerde onderdelen zijn ondoorzichtig.
④PA of PPA (alifatisch polyamide)
Voordelen: PA is een technische kunststof met uitstekende prestaties. Het heeft uitstekende mechanische eigenschappen, een uitzonderlijke corrosiebestendigheid, oliebestendigheid, hittebestendigheid, enz. De versterking en vlamvertragende modificatie kunnen de hittebestendigheid, stabiliteit en vlamvertragendheid aanzienlijk verbeteren. Nylon is verkrijgbaar in vele varianten (4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12, enz.). Elk materiaal heeft zijn eigen voordelen. Nylon heeft een hoge sterkte en hoge temperatuurbestendigheid, en een uitstekende chemische bestendigheid. Nylon 6/6 heeft bijvoorbeeld een hoge sterkte en hardheid en is zeer slijtvast. Nylon 6 is zeer stijf en taai bij lage temperaturen. Nylon 6/12 heeft een betere slagvastheid.
Toepassingen: Onder andere onderdelen met dunwandige kenmerken, assen, tandwielen en lagers, schroeven, pompen, geleiders, enz.
Voorzorgsmaatregelen: Nylon is, zoals algemeen bekend, gemakkelijk te vervormen. In bepaalde omgevingen, zoals een vochtige koelkast, worden nylon onderdelen over het algemeen vermeden. Omdat nylon een waterabsorberend materiaal is, kan dit veranderingen in de afmetingen en structuur van het onderdeel veroorzaken en het beschadigen.
⑤POM (Polyoxymethyleen)
Voordelen: Dankzij de hoge taaiheid, stijfheid, hardheid en sterkte is het, vergeleken met andere kunststoffen, zeer hard. Tegelijkertijd heeft het goede smerende eigenschappen en is het bestand tegen organische oplosmiddelen. Bovendien is het zeer elastisch. Daarom is deze kunststof uitermate geschikt voor de vervaardiging van lageroppervlakken en tandwielen.
Toepassingen: waaronder, maar niet beperkt tot, tandwielen, pompen, waaiers, bladen, transportkettingen, ventilatoren, schakelcomponenten, knoppen en schakelaars, enz.
Voorzorgsmaatregelen: Vanwege de krimp van POM is het noodzakelijk om bij de productie van onderdelen een uniforme wanddikte aan te houden. Door de smerende eigenschappen is het lastig om het te schilderen of te coaten, en is het ook moeilijk om een esthetisch resultaat te bereiken.
⑥PMMA (polymethylmethacrylaat)
Voordelen: Acryl, ook wel bekend als acryl, is een transparante kunststof met goede optische eigenschappen, een fraaie oppervlakteafwerking, krasbestendigheid en geringe krimp.
Toepassing: Inclusief maar niet beperkt tot lenzen, lichtgeleiders, lampenkappen, optische vezels, logo's, enz.
Voorzorgsmaatregelen: PMMA is relatief bros, barst gemakkelijk bij het uitoefenen van kracht en heeft een slechte chemische bestendigheid.
⑦PP (polypropyleen)
Voordelen: PP heeft een goede vervormbaarheid, een goede oppervlaktestijfheid en krasbestendigheid. Het is een goedkope kunststof met een goede slagvastheid, slijtvastheid, hoge taaiheid, goede rekbaarheid en zuur- en alkalibestendigheid.
Toepassingen: waaronder, maar niet beperkt tot, scharnieren, ventilatoren, flesdoppen, medische pipetten, enz.
Voorzorgsmaatregelen: PP wordt bros bij lage temperaturen. Bij de productie van dikkere onderdelen kunnen luchtbellen ontstaan en bestaat er een kans op krimp en vervorming.
⑧PBT (polybutyleentereftalaat)
Voordelen: PBT is een technisch materiaal met uitstekende eigenschappen, zoals een hoge taaiheid en vermoeiingsweerstand, hittebestendigheid, goede weerbestendigheid, goede elektrische eigenschappen en een lage waterabsorptie. Versterking en vlamvertragende modificatie kunnen de hittebestendigheid, vormvastheid en vlamvertragende eigenschappen aanzienlijk verbeteren. Het is zeer geschikt voor auto's en biedt goede elektrische eigenschappen voor elektronische componenten. Het materiaal heeft een gemiddelde tot hoge sterkte, is taai, heeft een goede weerstand tegen brandstoffen, oliën, vetten en veel oplosmiddelen, en neemt geen geuren op.
Toepassingsgebied: Niet beperkt tot glijlagers, tandwielen, slijpmachines, stofzuigers, knoppen, enz.
Voorzorgsmaatregelen: PBT-hars is gemakkelijk te vervormen en moeilijk te verwerken tot dunwandige onderdelen.
⑨PPSU (polyfenylsulfon)
Voordelen: PPSU heeft de eigenschappen van hoge taaiheid en hittebestendigheid, en is een materiaal dat bestand is tegen hoge temperaturen en vormvast is. Het is ook stralingsbestendig en tot op zekere hoogte bestand tegen zuren en basen.
Toepassingen: Niet beperkt tot onderdelen van medische apparaten, sterilisatiebakken, warmwateraccessoires, stopcontacten en connectoren, enz.
Voorzorgsmaatregelen: Bij dikkere onderdelen kan PPSU luchtbellen en holtes veroorzaken. Organische oplosmiddelen en koolwaterstoffen hebben een corrosieve werking op PPSU-materialen. Kleurstoffen kunnen over het algemeen niet aan PPSU-hars worden toegevoegd.
⑩PEEK (polyetheretherketon)
Voordelen: PEEK is een materiaal dat bestand is tegen hoge temperaturen, goede chemische bestendigheid heeft, vlamvertragend is, een uitstekende sterkte bezit en vormvast is. Het wordt veelvuldig gebruikt in de medische, ruimtevaart- en automobielindustrie.
Toepassingsgebied: Niet beperkt tot lagers, zuigeronderdelen en pompen, geïsoleerde draden, enz.
Opmerking: PEEK is een hoogwaardig materiaal, waardoor de kosten erg hoog zijn.
⓫PEI (polyetherimide)
Voordelen: Net als PEEK is PEI een materiaal met hittebestendigheid en brandvertragende eigenschappen, uitstekende sterkte en vormvastheid, en goede chemische bestendigheid. Het wordt veel gebruikt in de medische, lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie.
Toepassingen: niet beperkt tot medische en chemische instrumenten; airconditioners, pijpleidingen, enz.
Opmerking: PEI is ook een materiaal met een hoge omloopsnelheid, maar het is goedkoper dan PEEK.
De bovenstaande 11 materialen worden vaak gebruikt bij spuitgieten. Andere plastic opties zijn ook opgenomen in DDPROTOTYPE-geheugen, zoals PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE en PSU, en deze harsen kunnen ook de prestaties verbeteren door glas- en koolstofvezel toe te voegen.
4. Typische materialen voor medisch spuitgieten
Kunststoffen worden al lang beschouwd als voordelen ten opzichte van metalen voor medische toepassingen. Omdat het metaal bij contact met het menselijk lichaam chemisch kan reageren met de zoutoplossing in het menselijk lichaam. In het spuitgietproces stelt de medische industrie de hoogste eisen en is er veel vraag naar. De kwaliteit van medische spuitgegoten onderdelen is gerelateerd aan de menselijke gezondheid en vormt zelfs een bedreiging voor het menselijk leven. Bij het werken met medische spuitgietfabrikanten is het erg belangrijk dat ze de kenmerken van de meest gebruikte thermoplasten in medisch spuitgieten volledig begrijpen, wat een van de uitingen is van het feit of de fabrikant zich aan strikte productienormen houdt. Hieronder introduceren we de gangbare materialen en toepassingen van medische spuitgietonderdelen. Gewoonlijk worden deze medische materialen niet als reservemateriaal gebruikt, maar moeten ze na strikte tests vóór fabricage in de productie worden gebruikt.
Polyethyleen (DPE)
Polyethyleen, verreweg het meest gebruikte plastic ter wereld, is een kosteneffectief materiaal van medische kwaliteit dat niet-absorberend, niet biologisch afbreekbaar en kleurbestendig is, waardoor het ideaal is voor gevoelige medische apparaten en componenten. Polyethyleen houdt niet snel gevaarlijke bacteriën vast en is bestand tegen agressieve schoonmaakmiddelen. Het wordt vaak gebruikt in containers, flessen en pijpen, enz., maar is gevoelig voor UV-straling en is brandbaar. Het heeft een treksterkte van 4,000 psi.
Polypropyleen – een veelgebruikte thermoplast voor het spuitgieten van medische hulpmiddelen.
Polypropyleen is een thermoplastisch materiaal met uitstekende mechanische eigenschappen en chemische weerstand. Polypropyleen is relatief sterk en duurzaam, met een zeer hoge treksterkte van 4,800 psi, en wordt gebruikt in toepassingen variërend van autobumpers tot medische hulpmiddelen. Polypropyleen wordt vaak gebruikt bij de vervaardiging van onder andere wegwerpspuiten, connectoren, knokkelprothesen, niet-resorbeerbare hechtingen, containers, injectieflacons en doorzichtige zakken.
Polystyreen
Polystyreen is een van de meest gebruikte kunststoffen. Het is een glasachtig, transparant, hard plastic dat relatief goedkoop is, maar een slechte barrière heeft voor zuurstof en waterdamp en een relatief laag smeltpunt. Polystyreen wordt vaak gebruikt bij de vervaardiging van reageerbuizen, petrischalen, dienbladen, plastic wegwerpservies, enz.
Acryl
PMMA heeft een bijna perfecte transmissie van zichtbaar licht en heeft de ongebruikelijke eigenschap om lichtstralen binnen het oppervlak te laten weerkaatsen, dus wordt het vaak gebruikt om optische vezels te maken. Het wordt vaak gebruikt in medische hulpmiddelen om kunsttanden, tandheelkundige implantaten, kunstgebitmaterialen, tandvullingen, intraoculaire lenzen en membranen voor dialyse te maken.
Polyvinylchloride
Polyvinylchloride (PVC) is een van de meest gebruikte thermoplastische polymeren ter wereld. Het wordt het meest gebruikt in de bouwsector, zoals vloeren, leidingen en gevelbeplating in steriele ziekenhuislaboratoria. Het wordt in sommige gevallen ook gebruikt als vervanging voor rubber en wordt ook vaak gebruikt bij de vervaardiging van hemodialyse- of hemoperfusie-apparaten, bloedslangen, bloedzakken en prothetische materialen.
Polycarbonaat – een veelgebruikte thermoplast voor het spuitgieten van medische hulpmiddelen
Polycarbonaten zijn een groep thermoplastische polymeren die van nature transparant zijn voor zichtbaar licht en bestand zijn tegen UV-stralen. Ze worden vaak gebruikt in brillenglazen en worden beschouwd als een goed alternatief voor glas. Polycarbonaat is een zeer sterk materiaal dat niet broos is en veel wordt gebruikt in medische hulpmiddelen. Onderdelen vervaardigd van polycarbonaat kunnen worden gesteriliseerd met behulp van stoom van 120°C, gammastraling of ethyleenoxide (Eto) methoden.
5. Zoek een betrouwbare spuitgietfabrikant
Wanneer u uw spuitgietproject toevertrouwt aan een fabrikant, verwacht u dat deze consequent aan uw verwachtingen voldoet en waarde toevoegt aan uw project. U moet dus weten hoe u moet zoeken in een spuitgietfabrikant.
Passende spuitgietcertificering.
De spuitgietindustrie heeft strikte richtlijnen, zeker voor speciale industrieën zoals de medische.
Ontwerp- en fabricagekwalificatie:
Het is erg belangrijk dat de apparatuur van de fabrikant voldoet aan de kwaliteitsnormen voor IQ/OQ/PQ-procesvalidatie. Bovendien is het gebruik van ontwerpsoftware zoals SolidWorks CAD een belangrijke prestatie bij het bepalen van hun prototypingvermogen.
Kwaliteitscontrole en beoordelingscertificering
Voor fabrikanten is ISO 9001:2015 een belangrijke certificering omdat het een geschikt kwaliteitsmanagementsysteem impliceert.
Materiaalveiligheid en inkoopcertificering
Vooral op medisch gebied is traceerbaarheid erg belangrijk. Zorg ervoor dat de productiegegevens van de fabrikant volledig in overeenstemming zijn met de relevante wettelijke en ethische beperkingen.
Kwaliteitscontrole van de fabrikant
Spuitgieten vereist een extreem hoge stabiliteit, zorg er daarom voor dat uw leverancier tijdens het gehele productieproces kwaliteitscontroles en veiligheidsmaatregelen doorvoert. Bekijk hun fabriek voor een praktische oplossing voor het vervaardigen van een reeks thermoplastische onderdelen. Het is verstandig om hen specifieke praktijkvoorbeelden te horen beschrijven.
Eigen productieapparatuur en professionele monteurs
Eigen geavanceerde productieapparatuur en machinisten vormen een belangrijke basis voor het leveren van hoge kwaliteit en het voldoen aan de productieverwachtingen. Een 5-assige CNC-bewerkingsmachine, een meetinstrument met drie coördinaten, etc. zijn een noodzakelijke voorwaarde. Natuurlijk zullen ervaren monteurs de hele ontwikkelingsfase moeten volgen.
Als u twijfelt over de keuze van materialen voor spuitgieten, neem dan gerust direct contact op met DDPROTOTYPE . Zij adviseren u kosteloos, op basis van hun meer dan 20 jaar ervaring.
