Was ist ABS-Kunststoffmaterial

ABS-Kunststoff ist ein beliebtes Material für die Herstellung und Prototypenentwicklung mit breiten industriellen Anwendungen aufgrund seiner einzigartigen mechanischen Eigenschaften.

Der Thermoplast ist in der Herstellung von Produkten unabhängig vom Design anwendbar, wobei Prozesse wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck und Spritzgießen verwendet werden. Dieser Artikel handelt von ABS-Material und seinen kompatiblen Herstellungsprozessen.

Was ist ABS-Kunststoffmaterial?

ABS (Acrylonitril-Butadien-Styrol) ist ein undurchsichtiger Thermoplast, der für seine Steifigkeit und Festigkeit bekannt ist. Das Polymer ist amorph und besteht aus drei Monomeren: Acrylonitril, Butadien und Styrol:

Acrylnitril ist verantwortlich für die chemische Stabilität und Hitzebeständigkeit des Materials.
Butadien verleiht dem Polymer seine Zähigkeit und Stoßfestigkeit.
Styrol ist verantwortlich für seine Steifigkeit und Verarbeitbarkeit bei der Herstellung verschiedener Formen.

Eigenschaften von ABS-Kunststoff

ABS-Kunststoffmaterial hat breite Anwendungen in verschiedenen Branchen und ist aufgrund seiner Eigenschaften mit mehreren Herstellungsprozessen kompatibel. Nachfolgend sind einige Eigenschaften von ABS-Materialien aufgeführt und warum Rapid Prototyping und Fertigung mit ABS üblich sind.

Eigenschaften von ABS-Kunststoff

Stossfestigkeit

Stossfestigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, intensiven und plötzlichen Kräften zu widerstehen. ABS-Kunststoffmaterial hat eine hohe Stossfestigkeit bei niedrigen Temperaturen. Daher ist es ein wichtiger Bestandteil der Automobilindustrie bei der Herstellung von Teilen wie Stoßstangen.

Ausgezeichneter Isolator

Wie jeder Kunststoff ist ABS ein ausgezeichneter Isolator und ein schlechter Wärmeleiter. Daher ist es beliebt beim Prototyping und bei der Herstellung von Produkten, die Isolationsschutz erfordern.

Abriebfestigkeit

Das Polymer hat eine hohe Abriebfestigkeit. Daher ist es geeignet für die Herstellung von Produkten, die eine glatte Oberfläche haben sollen, unabhängig von ihrer Verwendung. Daher ist ABS in der Automobilindustrie häufig bei der Herstellung von Teilen wie Armaturenbrettern zu finden.

Oberflächenhelligkeit

Das Kunststoffpolymer hat eine qualitativ hochwertige, gut polierte und glänzende Oberfläche. Daher wird seine ästhetische Anziehungskraft als eines der besten Kunststoffpolymere in der Automobilindustrie eingestuft.

Chemikalienbeständigkeit

ABS ist hoch chemikalienbeständig, da es in Umgebungen mit Alkohol, Kohlenwasserstoffen und anderen Chemikalien verwendet werden kann.

Verschiedene Arten von ABS-Qualitäten

Es gibt verschiedene Güteklassen von ABS-Materialien, die für die Teileprototypenherstellung und -fertigung verwendet werden. Jede Güteklasse ist unten mit ihren Eigenschaften gut erklärt:

ABS-Extrusionsqualität

Die Extrusionsqualität ist benannt, weil sie aus dem Kunststoff-Extrusionsprozess stammt und in Branchen verwendet wird, die ABS-Prototypen mit erhöhter Festigkeit und Elastizität benötigen. Ein häufiges Beispiel ist ein ABS569-Kunststoff und ABS-PA749SK.

ABS-Feuerhemmende Qualität

Die feuerhemmende Qualität von ABS ist ein hitzebeständiges ABS-Kunststoffmaterial, das bei der Herstellung von Produkten und Teilen verwendet wird, die eine starke Hitzebeständigkeit benötigen. Ein Beispiel ist das Prime ABS 860 FR, das form- und extrudierbar ist und mit anderen Materialien wie Polycarbonat und Polyvinylchlorid verbunden werden kann.

ABS-Spritzgießqualität

Diese ABS-Qualität ist geeignet für die Herstellung von Produkten mittels Spritzgießen. Sie hat eine hohe Schlagfestigkeit und ist im Kunststoff-Prototypenbau anwendbar.

Andere Qualitäten von ABS-Kunststoff

Dazu gehören ABS-Qualitäten, die mit verschiedenen Materialien kombiniert sind, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Beispiele sind ABS-Kunststoffe, die mit Materialien wie Glasfaser, Graphitfaser und Edelstahlfaser kombiniert sind.

Arten von Verfahren zur Herstellung von ABS-Kunststoffen

Es gibt verschiedene Arten von Herstellungsverfahren, die für die Arbeit mit ABS geeignet sind. Nachfolgend sind die gängigen Herstellungsverfahren im Kunststoff-Prototypenbau und in der Fertigung aufgeführt.

1. 3D-Druck für ABS

3D-Druck ist ein additiver Fertigungsprozess, bei dem ein 3D-Drucker verwendet wird, um ein 3D-Teil mithilfe von Computer-Aided Design (CAD)-Modellen herzustellen. Der Drucker baut das Teil Schicht für Schicht auf, bis es ein vollständiges physisches Teil erstellt.

Es gibt mehrere 3D-Drucktechniken. Die am häufigsten verwendete für ABS-Kunststoffe ist jedoch die Fused Deposition Modeling (FDM)-Technologie. Nach dem Drucken kann das Teil auch einer Nachbearbeitung unterzogen werden, um seine Funktion und Ästhetik zu verbessern.

Die Verwendung von 3D-Druck mit ABS-Kunststoff ist mit mehreren Mängeln verbunden. Nachfolgend sind einige zu beachten:

• Verziehen: Dies ist der häufigste 3D-Druckfehler, bei dem der untere Teil der gedruckten ABS-Teile sich nach oben wölbt. Es tritt aufgrund unregelmäßiger Temperaturen auf, die zu ungleichmäßigem Schrumpfen führen. Mehrere Lösungen umfassen die Reduzierung der Druckgeschwindigkeit, die Verwendung von Klebstoffen und das Drucken mit einem beheizten Bett.
• Rissbildung (Delamination): Sie tritt auf, wenn sich die gedruckten ABS-Schichten lösen, weil sie nicht aufgrund von Temperaturunterschieden haften. Sie können Rissbildung verhindern, indem Sie mit einer Gehäuse drucken, um die Betriebstemperatur zu kontrollieren.
• Z-Wackeln: Dies tritt aufgrund einer schiefen Bewegung des Druckers auf, die dazu führt, dass die inkonsistente Bewegung falsch ausgeführt wird. Sie können Z-Wackeln vermeiden, indem Sie alle Z-Achsen-Komponenten abstimmen.
• Stringing: Dies ist, wenn winzige ABS-Thermoplaste auf einem 3D-gedruckten Modell verbleiben, weil der Extruder zu einem zufälligen Punkt bewegt wird und Kunststoff austritt. Eine gängige vorbeugende Maßnahme ist die Reduzierung der Druckgeschwindigkeit und das Reinigen der Düse.

2. CNC-Bearbeitung für ABS

CNC-Bearbeitung ist eine Reihe subtraktiver Fertigung, bei der ein Werkstück mithilfe einer computergesteuerten Maschine entfernt wird. Mehrere Techniken sind für ABS geeignet, wie Bohren, Fräsen und Drehen.

Kunststoffbearbeitung ist der geeignete Prozess für die Prototypenherstellung und Fertigung von ABS, die enge Toleranzen und komplexe Geometrien erfordern. Im Gegensatz zum 3D-Druck ermöglicht die CNC-Bearbeitung den Zugang zu bestimmten Geometrien, wie gebogenen inneren Wegen.

Überlegungen bei der ABS-Bearbeitung

Nachfolgend einige Punkte, die bei der Bearbeitung von ABS-Kunststoff zu beachten sind:

• Ein wichtiger Aspekt beim Bearbeiten von ABS ist die Wärmeentwicklung während des Prozesses. CNC-Maschinen erzeugen hohe Hitze, die das Teil schmelzen oder Defekte wie Verziehen verursachen kann. Daher sollten Sie das Polymer mit einer Geschwindigkeit bearbeiten, die seine Eigenschaften nicht verändert.
• Kühlmittel hilft Ihnen, die Betriebstemperatur und deren Einfluss auf das ABS-Kunststoffmaterial zu reduzieren. Dies ist bei jeder CNC-Bearbeitungstechnik sehr wichtig, insbesondere beim Bohren.
• Stellen Sie sicher, dass Sie das richtige Werkzeug für die Bearbeitung von ABS-Kunststoff wählen. Das Bearbeiten von ABS erfordert ein Werkzeug mit positiver oder neutraler Form. Die Verwendung des falschen Werkzeugs kann dazu führen, dass das Werkzeug in das Material eindringt und einen Abzieh-Effekt erzeugt.
• Fixieren Sie das ABS-Kunststoffteil fest, um Vibrationen zwischen dem CNC-Teil und dem Werkzeug zu reduzieren. Vibrationen können dazu führen, dass das Werkzeug in die Oberfläche eindringt oder den Kontakt zwischen Werkstückoberfläche und Werkzeug verringert.

3. Spritzgießen für ABS

Spritzgießen ist ein gängiges Herstellungsverfahren, das sich für die Verarbeitung von ABS-Material eignet. Es beinhaltet das Schmelzen und Einspritzen des Materials in eine bereits vorbereitete Spritzform. Das geschmolzene Kunststoffmaterial kühlt ab und härtet aus, wobei es die Form der Spritzform annimmt.

ABS-Spritzgießen ist geeignet für die Herstellung komplexer massiver ABS-Teile mit engen Toleranzen. Die Formen bestehen in der Regel aus CNC-gefrästem Aluminium und Stahl. Die Form kann jedoch auch aus 3D-Druck stammen. Dies hängt von der Anzahl und Komplexität der Teile ab.

Darüber hinaus hat das Spritzgießen hohe Anfangsinvestitionen. Es ist jedoch am besten geeignet für die Massenproduktion von ABS-Teilen, da es eine große Stückzahl schnell produzieren kann.

Häufige ABS-Spritzgießfehler

Die Verwendung des Spritzgießverfahrens für ABS-Material kann zu mehreren Fehlern führen. Nachstehend sind die häufigsten aufgeführt und wie man sie vermeidet;

• Schweißnähte entstehen, wenn zwei oder mehr Fließfronten beim Einspritzen von ABS-Kunststoff nicht vollständig verschweißt werden, wenn sie zusammenkommen. Unvollständiges Verschweißen resultiert aus niedriger Temperatur und Druck, die zu vorzeitigem Erstarren führen. Eine gängige Methode, das Problem zu vermeiden, ist die Sicherstellung eines hohen und gleichmäßigen Drucks und einer hohen Temperatur.
• Jetting beim ABS-Spritzgießen tritt aufgrund ungleichmäßiger Erstarrung auf, wenn die erste Strömung des geschmolzenen ABS in die Form gelangt und erstarrt. Sie können Jetting reduzieren, indem Sie den Einspritzdruck verringern und die Betriebstemperatur erhöhen.
• Rissbildung tritt auf der gesamten Schweißnahtfläche aufgrund von Stress und Verformung durch die äußere Umgebung auf. Außerdem kann sie durch kalte Formoberflächen und niedrige Einspritzraten verursacht werden. Gängige Lösungen für den Defekt sind die Erhöhung der Einspritzgeschwindigkeit und die Optimierung der Form- und Betriebstemperatur.
• Flash beim Spritzgießen tritt auf, wenn während des Einspritzens eine dünne Kunststoffschicht aus der Form austritt, verursacht durch eine hohe Einspritzrate und -druck. Sie können die Einspritzrate verringern und den Spannungsdruck erhöhen, um Flash beim Spritzgießen zu vermeiden.

Vorteile und Nachteile der Verwendung von ABS-Materialien im Rapid Prototyping

ABS-Material hat seine Vor- und Nachteile. Dieser Abschnitt wird die Vorteile und Nachteile der Verwendung von ABS-Materialien im Rapid Prototyping erläutern.

Vorteile der Verwendung von ABS im Rapid Prototyping

ABS-Materialien sind im Rapid Prototyping aufgrund der folgenden Gründe beliebt:

• Sie haben eine angemessene Produktionskosten mit einer ästhetisch ansprechenden Struktur.
• ABS-Materialien bieten nach der Bearbeitung, Polieren, Lackieren, Füllen usw. gute Oberflächenqualität.
• Sie besitzen Eigenschaften wie hohe Verschleißfestigkeit, gute Stabilität und Festigkeit.

Nachteile der Verwendung von ABS im Rapid Prototyping

Obwohl das ABS-Polymer verschiedene Vorteile hat, gibt es auch Nachteile, abhängig vom Produkt. Nachstehend sind einige Nachteile des Materials im Rapid Prototyping aufgeführt.

• ABS kann während der Herstellung sich verziehen, reißen oder verformen, insbesondere bei hohen Temperaturen.
• Die Arbeit mit dem Material sollte von hoch spezialisierten Ingenieuren durchgeführt werden, was die Arbeitskosten erhöht.
• Es liefert variable Ergebnisse in den meisten Prototyping-Prozessen, insbesondere beim 3D-Druck.

Anwendungen von ABS-Kunststoff

Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie Stabilität, Festigkeit und Hitzebeständigkeit hat ABS-Polymer breite industrielle Anwendungen. Nachfolgend sind typische Anwendungen von ABS-Kunststoffen aufgeführt.

Automobilindustrie

ABS eignet sich für die Herstellung von Automobilteilen wie Rückenlehnen, Armaturenbrettern und Säulenverkleidungen. Hierbei ist es neben anderen technischen Kunststoffen ein wichtiges Material aufgrund von Gewichtsreduzierung und verringertem Energieverbrauch, insbesondere bei der Herstellung von Elektroautoteilen.

Elektroindustrie

Die isolierenden Eigenschaften des ABS-Materials machen es zum perfekten Material für die Beschichtung elektrischer Teile. Zum Beispiel kann es Polyvinylchlorid in der Herstellung elektronischer Gehäuse ersetzen.

Büroausstattung

ABS-Polymer ist geeignet für die Herstellung hochwertiger Teile wie Tastaturkappen, Telefonabdeckungen und Speichermedien. Neben seinen mechanischen Eigenschaften ermöglicht es die Integration von Designs und Farben, um den Komfort im Büro zu erhöhen.

Haushaltsgeräte und Konsumgüter

Die Festigkeit und Steifigkeit des ABS-Materials machen es geeignet für die Herstellung von Teilen wie Bedienfeldern, Gehäusen für Staubsauger und Kühlschrankinnenwänden.

Fazit

ABS-Kunststoff ist ein wichtiger Prototypen-Kunststoff, der in verschiedenen Industriesektoren zur Herstellung unterschiedlicher Produkte verwendet wird. Dieser Artikel erklärt ausführlich die Eigenschaften, Sorten, Vor- und Nachteile sowie geeignete Anwendungen des Materials.

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FAQ

Welche Art von Material ist ABS?

ABS, oder Acrylnitril-Butadien-Styrol, ist ein amorpher und thermoplastischer Polymer. Als Thermoplast ist es formbar durch Anwendung und Entfernung von Wärme. Außerdem bedeutet amorph, dass es nicht kristallin ist.

Ist ABS-Kunststoff giftig?

ABS ist aufgrund des Fehlens von Karzinogenen ziemlich harmlos für den Menschen. Außerdem gibt es keine Aufzeichnungen über gesundheitsschädliche Probleme im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber ABS. Es ist jedoch ungeeignet oder nicht empfohlen für medizinische Implantate.

Für die Prototypenherstellung, was ist besser, ABS-Kunststoffe oder normale Kunststoffe?

Die Wahl des richtigen Kunststoffs hängt von den gewünschten mechanischen Eigenschaften ab. Zum Beispiel ist ABS stärker und langlebiger als Polyvinylchlorid. Es ist jedoch ratsam, Experten zu konsultieren, um das richtige Material für Ihr Projekt zu wählen.

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