Een gids voor veelvoorkomende thermoplasten

Thermoplasten zijn plastic polymeren met een laag smeltpunt die smelten bij verhitting, vast worden bij afkoeling en na het uithardingsproces kunnen worden omgevormd of opnieuw gesmolten. Ze zijn sterk, flexibel en gebruiksvriendelijk omdat nabewerking vaak minimaal of niet vereist is.

Bovendien worden thermoplasten beschouwd als een van de meest milieuvriendelijke en niet-giftige materialen die momenteel op de markt zijn. Ze zijn ideaal voor spuitgieten, het kosteneffectief vervaardigen van onderdelen met complexe geometrieën en het produceren van herhaalbare onderdelen in grote volumes. Thermoplasten kunnen worden gebruikt om een ​​breed scala aan gangbare huishoudelijke producten te maken, van mechanische onderdelen tot kinderspeelgoed.

Ingenieurs en productontwerpers zouden moeten overwegen om thermoplasten te gebruiken voor spuitgegoten onderdelen, maar er zijn veel varianten om uit te kiezen. Hier is een gids voor de meest voorkomende thermoplasten, plus tips voor productteams bij het kiezen van het beste type voor hun volgende project.

Een uitsplitsing van veelvoorkomende thermoplasten

Thermoplasten kunnen worden onderverdeeld in twee brede categorieën:amorfe harsen en semikristallijne harsen. Amorfe harsen zijn doorgaans bros, maar ze zijn zeer nauwkeurig en hebben een goede maatvastheid. Deze thermoplasten worden vaak aangetroffen in plastic keukengerei, schuimbekers en plastic borden.

Semikristallijne harsen zijn flexibeler en chemisch bestendiger dan amorfe harsen, maar kunnen een uitdaging zijn om mee te werken. Dit materiaal werkt echter goed voor toepassingen met continue slijtage, structurele belastingen en wrijving.

Binnen de categorieën amorfe en semi-kristallijne harsen kunnen thermoplasten verder worden uitgesplitst naar hun prestatieklasse. Thermoplasten kunnen worden geclassificeerd als high-performance of specialiteit-, engineering- of commodity-grade. De prestatiegraad neemt toe met de prijs. Hier zijn zes voorbeelden van de meest voorkomende thermoplasten, samen met hun classificaties.

Polyetherimide (PEI)

PEI is een hoogwaardige amorfe hars. Het is sterk, chemisch bestendig en bestand tegen temperaturen tot 217°C. Amorfe harsen hebben de neiging om te barsten wanneer ze in contact komen met bepaalde vetten en oliën, maar PEI valt op omdat het sterk genoeg is om dergelijk barsten te weerstaan. PEI wordt gebruikt om printplaten, brillen en sterilisatieapparatuur te maken, maar wordt het meest gebruikt in ruimtevaarttoepassingen.

Polycarbonaat (PC)

PC is een amorfe hars van technische kwaliteit. Dit van nature transparante materiaal is hittebestendig, flexibel en een goede elektrische isolator. Het is ook sterker en stijver dan nylon. Veelvoorkomende toepassingen zijn elektrische componenten, lenzen, medische apparaten en voedselcontainers of waterflessen voor eenmalig gebruik. Polycarbonaat wordt niet als voedselveilig beschouwd voor herbruikbare containers.

Polystyreen (PS)

Polystyreen is een amorfe hars van handelskwaliteit. Het is transparant zoals polycarbonaat, maar zeer laag in sterkte en hittebestendigheid. Als zodanig zijn de use-cases beperkt tot eenvoudige producten zoals het verpakken van pinda's, schuimplaten en bestek.

Polyetheretherketon (PEEK)

PEEK is een hoogwaardige semi-kristallijne hars en een van de sterkste thermoplasten op de markt - het is bestand tegen hoge temperaturen, chemicaliën, corrosie en biologische afbraak. De mechanische eigenschappen van PEEK maken het een ideale keuze voor lagers, medische implantaten, zuigeronderdelen en een breed scala aan toepassingen in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de chemische industrie.

Nylon

Nylon is een semi-kristallijne hars van technische kwaliteit. Het is zeer stabiel, veelzijdig en bestand tegen vele externe factoren zoals slijtage en stoten. Nylon belooft ook lage krimp en kromtrekken. De toepassingen ervan zijn breed. Het is zijdeachtig genoeg om te worden gebruikt in dameskousen en andere kleding, resistent genoeg om te worden gebruikt in industriële lagers en veilig genoeg om te worden gebruikt in medische apparaten.

Polypropyleen (PP)

Polypropyleen, een thermoplast dat geliefd is bij ingenieurs, is een semi-kristallijne hars van handelskwaliteit. PP is sterk en zeer goed bestand tegen stress, impact, corrosie en vermoeidheid, terwijl het extreem flexibel blijft. Ingenieurs werken graag met PP omdat het hen veel (zo niet alle) chemische en mechanische eigenschappen biedt die ze nodig hebben voor hun respectievelijke gebruikssituaties tegen een zeer lage prijs. Veelvoorkomende toepassingen zijn huishoudelijke artikelen, auto-onderdelen, herbruikbare containers en zelfs vloerbedekking.

Belangrijkste overwegingen bij het kiezen van een thermoplast

Deze zes veelvoorkomende thermoplasten zijn nog maar het begin. Hoe kunnen ingenieurs en productontwerpers alle beschikbare opties doorzoeken en de juiste keuze maken?

De beste manier om een ​​thermoplast te kiezen, is door te kijken naar de technische vereisten van het onderdeel. Het doel is om een ​​materiaal te kiezen dat alle eigenschappen biedt die het onderdeel nodig heeft en dit zo kosteneffectief mogelijk te doen. Als zodanig is het van cruciaal belang om te beginnen met het schetsen van de belangrijkste technische vereisten, die als nuttige richtlijnen zullen dienen bij het evalueren van materiële opties. Zoek met deze richtlijnen in gedachten het beste compromis tussen gewenste mechanische eigenschappen en kosten.

Veel fabrikanten gebruiken materiaalkeuzetabellen om het evaluatieproces te vereenvoudigen. Door de materialen te lokaliseren die in het kruispunt tussen twee gewenste variabelen liggen - bijvoorbeeld dichtheid en kosten - verkleinen productteams de pool van levensvatbare kandidaten en krijgen ze duidelijkheid over welke materialen waarschijnlijk het meest effectief blijken te zijn. Benadruk de belangrijke technische vereisten die ertoe doen, bepaal een prijsklasse en kies een materiaal dat het meest kosteneffectief is voor de vereiste prestaties.

Optimaliseer de productlevenscyclus met deskundig advies

Handige materiaalkeuzetabellen zoals die hierboven zijn afgebeeld, zijn handig om een ​​grote hoeveelheid materialen terug te brengen tot slechts een paar, maar er is geen vervanging voor deskundig advies. Om het beste materiaal voor een bepaald onderdeel te selecteren, zouden productteams er goed aan doen een deskundige productiepartner zoals Fast Radius te raadplegen.

Wanneer u samenwerkt met Fast Radius, krijgt u toegang tot een toegewijd team van experts die alles weten over productie-innovatie. Van het kiezen van de juiste thermoplast voor uw project tot het versnellen van de time-to-market, ons team van toegewijde ingenieurs, technologen, ontwerpers en adviseurs kan u helpen het productieproces en de gehele levenscyclus van uw product te optimaliseren. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.

Bekijk voor meer belangrijke overwegingen bij het kiezen van de beste materialen voor een bepaald project onze gerelateerde blogartikelen in het Fast Radius-bronnencentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?