Thermoplastische materialen versus thermoharders:wat hen onderscheidt

Gepubliceerd op 6 november 2023

Bij het ontwerpen van een onderdeel is het belangrijk om de kritische verschillen tussen vergelijkbare materialen te begrijpen. Het vervangen van een thermoplastisch materiaal in plaats van een thermoharder om een ​​product te maken dat bestand is tegen hoge temperaturen zou bijvoorbeeld rampzalige gevolgen hebben. 

De termen 'thermoplastisch' en 'thermohardend' komen voor in veel van dezelfde gesprekken over de productie van plastic onderdelen, maar ze zijn niet uitwisselbaar. In dit artikel worden de belangrijkste verschillen tussen thermoplasten en thermoharders uiteengezet, evenals de belangrijkste voordelen en beste toepassingen voor elk materiaal.

Thermoplastieken:wat u moet weten

Mechanische/chemische eigenschappen

Een thermoplast is elk plastic materiaal met een smeltpunt dat gesmolten wordt bij verhitting, vast wordt bij afkoeling, en na afkoeling opnieuw kan worden gesmolten of gevormd. Het proces is volledig omkeerbaar en zal de fysieke integriteit van het materiaal niet significant in gevaar brengen. 

Thermoplasten worden meestal opgeslagen als pellets om het smelten tijdens het spuitgietproces te vergemakkelijken. Veel voorkomende voorbeelden van thermoplastische materialen zijn acryl, polyester, nylon en PVC.

• Nylon:  Nylon biedt een unieke combinatie van sterkte en slijtvastheid, waardoor deze materiaalfamilie zeer geschikt is voor een reeks toepassingen.
• TPE en TPU:  Wanneer productontwerpers en ingenieurs willen dat een onderdeel bepaalde eigenschappen heeft, zoals schokabsorptie, flex-rebound of hoge slagsterkte, wenden ze zich vaak tot polymeren gemaakt van thermoplastische elastomeren. 
• ULTEM (PEI):  ULTEM® is een van de weinige harsen die is goedgekeurd voor gebruik in de lucht- en ruimtevaart. Het is ook een van de meest veelzijdige kunststoffen op de markt. 

Voordelen van thermoplastische materialen

Thermoplastische kunststoffen zijn sterk, krimpbestendig en relatief eenvoudig in gebruik. Hun inherente flexibiliteit maakt ze een uitstekende keuze voor fabrikanten die schokabsorberende producten nodig hebben die bestand zijn tegen slijtage en tegelijkertijd hun vorm behouden. 

Thermoplastische kunststoffen zijn over het algemeen kosteneffectiever dan thermoharders, omdat ze gemakkelijker te verwerken zijn. Dit komt omdat thermoplasten in grotere volumes worden gemaakt en geen nabewerking vereisen. Bovendien kunnen thermoplastische mallen worden gemaakt van betaalbare materialen zoals aluminium. Thermoplastische kunststoffen zijn zeer compatibel met spuitgietprocessen en zijn ideaal voor het maken van herhaalbare onderdelen in grote volumes. 

Bovendien behoren thermoplastische kunststoffen tot de milieuvriendelijkere kunststoffen op de markt, omdat ze door hun ontwerp zeer goed recyclebaar zijn. Als bijkomend voordeel produceert de productie met thermoplastische materialen minder giftige dampen dan het werken met thermoharders. 

Gemeenschappelijke thermoplastische toepassingen

Fabrikanten gebruiken vaak thermoplasten voor prototyping, omdat als het eindproduct niet aan bepaalde normen voldoet, ze het onderdeel gemakkelijk kunnen laten smelten en opnieuw kunnen beginnen zonder veel afvalmateriaal te produceren.

Naast het maken van prototypen van onderdelen kunnen thermoplastische kunststoffen worden gebruikt om een reeks bekende consumentenproducten te maken, maar ook medische apparatuur, auto-onderdelen en meer.

Thermosets:wat u moet weten

Mechanische/chemische eigenschappen

In tegenstelling tot thermoplastische kunststoffen is een thermoharder elk plastic materiaal dat uithardt zodra het door hitte is uitgehard en na het uithardingsproces niet meer kan worden gevormd. Tijdens het uitharden verknopen de valentiebindingen in het polymeer zich tot driedimensionale chemische bindingen die niet ongedaan kunnen worden gemaakt, zelfs niet onder extreme hitte. 

Thermoharders worden meestal in vloeibare vorm in grote containers opgeslagen. Veelvoorkomende voorbeelden van thermoharders zijn epoxy, siliconen en polyurethaan.

• Epoxy (EPX 82):  Een additief materiaal ontwikkeld door Carbon voor zijn DLS-proces. Dit materiaal is ideaal voor toepassingen in de automobiel-, industriële en consumentensector. 
• Siliconen (SIL 30):  SIL 30 is een additief materiaal ontwikkeld door Carbon® voor zijn digitale lichtsynthese (DLS). Dit siliconenurethaan, ook bekend als SIL 30, biedt een unieke combinatie van biocompatibiliteit.
• RPU 70:  RPU staat bekend om zijn taaiheid, sterkte en hittebestendigheid en kan in meerdere industrieën worden gebruikt, waaronder consumentenproducten, de automobielsector en de industrie. 

Anderen, zoals Phenolics, zijn verkrijgbaar als korrelig product.

Voordelen van thermoharders

Thermosets bieden een breed scala aan voordelen; Over het algemeen zijn ze sterk, stabiel, chemisch bestendig en hebben ze uitstekende elektrische eigenschappen. Ze zullen niet gemakkelijk kromtrekken, degraderen of kapot gaan bij extreme temperaturen. 

Vanwege hun sterkte en duurzaamheid worden thermoharders vaak gebruikt om de structurele eigenschappen van een ander materiaal te versterken. Ze behoren tot de meest slagvaste materialen op de markt en worden vaak gebruikt om producten af ​​te dichten om ze tegen vervorming te beschermen. 

Gemeenschappelijke toepassingen van thermoharders

Terwijl thermoplasten een breder scala aan toepassingen met hoge en lage functionaliteit bieden, kunnen thermoharders worden gebruikt om hoogwaardige producten te creëren in een grote verscheidenheid aan industrieën. 

Thermosets zijn ideaal voor het bouwen van alles dat regelmatig in contact komt met extreme temperaturen, zoals keukenapparatuur en elektronische componenten.  

Beginnen met ons bouwen

Het cruciale verschil tussen thermoplasten en thermoharders komt neer op de manier waarop ze op warmte reageren. Thermoplastische materialen kunnen in de aanwezigheid van warmte worden gevormd en opnieuw worden gevormd zonder de structurele integriteit te verliezen, terwijl thermoharders slechts één keer kunnen worden gevormd. Van de twee zijn thermoplasten beter geschikt voor producten voor alle doeleinden die sterk en flexibel moeten zijn, terwijl thermoharders betere hoogwaardige producten maken. Een ervaren productiepartner kan u helpen beslissen welk materiaal het beste bij uw behoeften past. 

Wanneer u samenwerkt met SyBridge, werkt u samen met een toegewijd team van ingenieurs en productie-experts die u zullen helpen uw project naar een hoger niveau te tillen. We matchen uw visie met optimale materialen, productieprocessen en postproductiediensten om ervoor te zorgen dat u een product van ongeëvenaarde kwaliteit krijgt. Neem vandaag nog contact met ons op voor een offerte.