常见热塑性塑料指南
热塑性塑料是具有低熔点的塑料聚合物,加热时会熔化,冷却时会变成固体,并且可以在固化过程后重新成型或重新熔化。它们强大、灵活且易于使用,因为后处理通常很少或不需要。
此外,热塑性塑料被认为是当今市场上最环保和无毒的材料之一。它们是注塑成型、经济高效地制造具有复杂几何形状的零件以及大批量生产可重复零件的理想选择。热塑性塑料可用于制造各种常见的家居用品,从机械零件到儿童玩具。
工程师和产品设计师应该考虑将热塑性塑料用于注塑成型零件,但有很多品种可供选择。以下是最常见热塑性塑料的指南,以及产品团队为下一个项目选择最佳类型的提示。
常见热塑性塑料的分类
热塑性塑料可分为两大类——无定形树脂和半结晶树脂。无定形树脂通常很脆,但它们非常精确并且具有良好的尺寸稳定性。这些热塑性塑料常见于塑料器皿、泡沫杯和塑料盘子中。
半结晶树脂比无定形树脂更灵活且耐化学腐蚀,但使用起来可能具有挑战性。然而,这种材料适用于涉及持续磨损、结构载荷和摩擦的应用。
在无定形和半结晶树脂的类别中,热塑性塑料可以按其性能等级进一步细分。热塑性塑料可分为高性能或专业级、工程级或商品级。性能等级随着价格的增加而增加。以下是最常见的热塑性塑料的六个示例及其分类。
聚醚酰亚胺 (PEI)
PEI 是一种高性能的无定形树脂。它坚固、耐化学腐蚀,能够承受 217°C 以上的温度。无定形树脂在与某些脂肪和油类接触时容易开裂,但 PEI 脱颖而出,因为它的韧性足以抵抗这种开裂。 PEI 用于制造电路板、眼镜和消毒设备,但最常用于航空航天应用。
聚碳酸酯 (PC)
PC是一种工程级无定形树脂。这种天然透明的材料具有耐热性、柔韧性和良好的电绝缘性。它也比尼龙更坚固、更坚硬。常见应用包括电子元件、镜片、医疗设备和一次性食品容器或水瓶。对于可重复使用的容器,聚碳酸酯不被认为是食品安全的。
聚苯乙烯 (PS)
聚苯乙烯是一种商品级无定形树脂。它像聚碳酸酯一样透明,但强度和耐热性非常低。因此,它的用例仅限于包装花生、泡沫盘和餐具等简单产品。
聚醚醚酮 (PEEK)
PEEK 是一种高性能的半结晶树脂,是市场上最坚韧的热塑性塑料之一——它耐高温、耐化学品、耐腐蚀和生物降解。 PEEK 的机械性能使其成为轴承、医疗植入物、活塞部件以及航空航天、汽车和化工行业的各种应用的理想选择。
尼龙
尼龙是一种工程级半结晶树脂。它高度稳定、用途广泛,可抵抗许多外部因素,如磨损和冲击。尼龙还承诺低收缩和翘曲。它的应用范围很广。它的柔滑度足以用于女性丝袜和其他服装,足够耐用以用于工业轴承,并且足够安全以用于医疗器械。
聚丙烯 (PP)
聚丙烯是一种深受工程师喜爱的热塑性塑料,是一种商品级半结晶树脂。 PP 强度高、抗应力、抗冲击、抗腐蚀和抗疲劳,同时保持极强的柔韧性。工程师喜欢使用 PP,因为它以非常低的价格为他们提供了他们各自用例所需的许多(如果不是全部)化学和机械性能。常见应用包括家居用品、汽车零件、可重复使用的容器,甚至地毯。
选择热塑性塑料的主要考虑因素
这六种常见的热塑性塑料仅仅是开始。工程师和产品设计师如何才能筛选出所有可用的选项并做出正确的选择?
选择热塑性塑料的最佳方法是从考虑零件的工程要求开始。目标是选择一种能够提供零件所需所有特性的材料,并尽可能经济高效地做到这一点。因此,从概述关键工程要求开始至关重要,这将作为评估材料选项的有用指南。牢记这些准则,在所需的机械性能和成本之间寻求最佳折衷。
许多制造商使用材料选择图表来简化评估过程。通过查明位于两个所需变量(例如密度和成本)之间交叉点的材料,产品团队缩小了可行候选者的范围,并清楚地了解哪些材料可能被证明是最有效的。突出重要的重要工程要求,确定价格范围,并选择对所需性能最具成本效益的材料。
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如上图所示的方便的材料选择图表有助于将大量材料缩减为少数,但专家建议无可替代。要为给定零件选择最佳材料,产品团队最好咨询 Fast Radius 等专业制造合作伙伴。
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