Was ist das Kunststoffharz für den Spritzgießprozess?
Kunststoffspritzgießen ist eine der beliebtesten sowie vielseitigsten Fertigungstechniken. Es bietet mehrere Vorteile wie Designflexibilität, die Fähigkeit, gleichzeitig mit mehreren Kunststoffharzen zu arbeiten, Kosteneffizienz, Präzision und Genauigkeit der Produkte usw.
Die Technik herrscht daher in der Welt der Kunststoffe unangefochten.
Die Anzahl der bisher erfundenen Kunststoffpolymere ist jedoch zahlreich. Bei einer so großen Auswahl kann es für Hersteller und Designer oft überwältigend sein, das beste für ein Produkt auszuwählen.
Der Artikel hier wird Sie durch die gängigen Materialauswahlfaktoren sowie die am häufigsten verwendeten Kunststoffharze und deren Vorteile führen. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Materialauswahlfaktoren
Jedes Kunststoffharz hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften. Es ist wichtig, die definierenden Eigenschaften jedes einzelnen zu berücksichtigen, um das richtige für Ihr Produkt auszuwählen. Es ist auch bemerkenswert, dass Harzeigenschaften oft durch die Verwendung von Füllstoffen wie Silica, Calciumcarbonat, Mica, Aluminiumsulfat, Glas, Ton usw. verbessert werden. Im Folgenden sind die wichtigsten Eigenschaften aufgeführt, die vor der Auswahl eines Kunststoffharzes für den Spritzgießprozess berücksichtigt werden müssen:
Härte
Härte, auch bekannt als Shore-Härte, wird verwendet, um die Härte/Steifigkeit des Kunststoffharzes zu messen. Härte ist im Wesentlichen das Maß für die Widerstandsfähigkeit gegen Eindringen bei einem bestimmten Kunststoffharz. Es wird auf der Durometer-Skala gemessen.
Verschiedene Produkte haben unterschiedliche Härteanforderungen, wenn es um Kunststoffe geht. Bevor man mit dem Spritzgießen beginnt, ist es wichtig, dass der Hersteller den geeigneten Kunststofftyp für ein bestimmtes Produkt und Design auswählt.
Die Wahl des richtigen Materials bedeutet, seine Einsatzumgebung, Abriebfestigkeit sowie den Zweck des Produkts zu berücksichtigen. Kunststoffharze wie HDPE (Hochdichtes Polyethylen), PVC liegen auf der weicheren Seite der Skala und sind für Produkte geeignet, die ein weiches Gefühl benötigen. Andere wie PP (Polypropylen), Nylon sind von moderater Weichheit/Steifigkeit, während solche wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PC (Polycarbonat) für harte Anwendungen in Betracht gezogen werden.
Flexibilität
Materialflexibilität ist ein weiterer sehr wichtiger Parameter, der für Produktanwendungen berücksichtigt werden muss. Flexibilität wird definiert als die Fähigkeit eines Materials, sich zu biegen, ohne zu brechen.
Es ist auch erwähnenswert, dass Flexibilität nicht unbedingt mit Weichheit gleichzusetzen ist. Verschiedene Kunststoffharze, die auf der Durometer-Skala als weich (wie Nylon) eingestuft werden, sind nicht flexibel und brechen leicht, wenn Stress oder Belastung auf sie ausgeübt wird. ABS hingegen ist ein harter Kunststoff, aber erheblich flexibel.
Mehrere industrielle Anwendungen haben Anforderungen an Kunststoffe, die ausreichend hart/robust und dennoch flexibel sind. Es ist wichtig, alle Eigenschaften eines Kunststoffharzes zu berücksichtigen, bevor eine endgültige Entscheidung für ein Produkt getroffen wird.
Gewicht
Das Gewicht eines Kunststoffharzmaterials spielt eine sehr wichtige Rolle bei seiner Auswahl für verschiedene Anwendungen. Das Gewicht des Kunststoffharzes wird durch die Dichte des Kunststoffpolymers bestimmt.
Polypropylen (PP), Hochdichtes Polyethylen (HDPE) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) gelten als leichte Kunststoffe. Andererseits werden PVC, Polycarbonat (PC) als schwer eingestuft.
Kosten
Dies ist erneut ein sehr kritischer Faktor für das Spritzgießen. Es ist jedoch wichtiger, die anderen Eigenschaften eines Kunststoffharzes, das für eine bestimmte Anwendung geeignet ist, vor den Kosten zu berücksichtigen.
Die Kosten für verschiedene Kunststoffharze, die für den Kunststoffspritzguss verwendet werden, variieren je nach Verfügbarkeit, Produktionsleichtigkeit, Polymer-Eigenschaften usw. Kunststoffharze wie HDPE, PP und ABS sind im Vergleich zu Harzen wie Nylon, PC usw. relativ kostengünstiger.
– Verschiedene andere Faktoren, die vor der Auswahl eines Kunststoffharzes berücksichtigt werden, sind die Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit, Elastizität, Chemikalienbeständigkeit, Wärmedehnung/-toleranz und Wasseraufnahme.
Am weitesten verbreitete Kunststoffharze
Mit Hunderten von bestehenden sowie aufkommenden Harzen auf dem Markt kann es oft überwältigend sein, ein bestimmtes Kunststoffharz für den Kunststoffspritzguss auszuwählen. Der Prozess ist jedoch nicht so entmutigend, wie er scheint.
XTJ ist ein führender OEM-Hersteller, der sich der Bereitstellung von Komplettlösungen von Prototyp bis Produktion verschrieben hat. Wir sind stolz darauf, ein nach ISO 9001 zertifiziertes System für Qualitätsmanagement zu sein, und wir sind bestrebt, in jeder Kundenbeziehung Mehrwert zu schaffen. Das tun wir durch Zusammenarbeit, Innovation, Prozessverbesserungen und außergewöhnliche Handwerkskunst.
Jedes Kunststoffharz hat seine einzigartigen Eigenschaften, Vorteile sowie Nachteile. Im Folgenden sind einige der am häufigsten verwendeten Harze für den Kunststoffspritzguss aufgeführt:
1. Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS)
ABS ist ein sehr beliebtes Kunststoff im Bereich des Spritzgießens. Mit seinen überlegenen Eigenschaften wie Zähigkeit, Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Haltbarkeit, Festigkeit findet das Harz in verschiedenen Branchen Anwendung.
Seine Leichtigkeit und Festigkeit machen es zu einer beliebten Wahl für die Automobilindustrie. Da ABS die kombinierten Stärken der Polymere Acrylonitril und Styrol vereint, ist es ideal für Anwendungen, die Zähigkeit des Materials erfordern.
ABS kann auch leicht in gewünschte Formen gespritzt werden und bietet mit einem hochwertigen Glanzeffekt eine hervorragende Oberflächenqualität.
Weitere Eigenschaften von ABS, wie die einfache Haftung an sich selbst und anderen ähnlichen Kunststoffen, machen es zu einer guten Wahl für Co-Injektionsverfahren. Zusätzlich machen die Haftungseigenschaften von ABS es auch ideal für Metallbeschichtungen.
Kunststoffharze
ABS-Kunststoffe finden ihre Anwendung in verschiedenen Bereichen wie Haushaltsgeräte, Computerteile, Gehäuseausrüstung, Sport- und Musikinstrumente, Medizinprodukte, Helme, Spielzeug, Elektronik, Automobile usw.
2. Niederdichte Polyethylen (LDPE) und Hochdichte Polyethylen (HDPE)
LDPE ist eine der flexibelsten Arten von Kunststoffharzen. Es wird aufgrund seiner hervorragenden Feuchtigkeitsresistenz, Chemikalienbeständigkeit, Schlagfestigkeit sowie Kosteneffizienz weit verbreitet eingesetzt.
Verschiedene Anwendungen von LDPE umfassen Haushaltswaren, Medizinprodukte, elektrische Verkabelungen, Computerkomponenten, Lebensmittelindustrie (wie Saftboxen), Spielzeug, landwirtschaftliche Produkte, Möbel, Kompostbehälter usw. Allerdings hat LDPE eine geringe Temperaturbeständigkeit und ist nicht für Hochtemperaturanwendungen geeignet.
HDPE hingegen verfügt über eine höhere Schlagfestigkeit, Feuchtigkeitsresistenz, Hitzebeständigkeit, Zugfestigkeit und Duktilität. Zudem ist HDPE ein lebensmittelechter Kunststoff und daher ein bevorzugtes Harz für Lebensmittelverpackungen.
Diese Kunststoffe werden daher in Anwendungen eingesetzt, bei denen mehr Festigkeit, Steifigkeit und Hitzebeständigkeit erforderlich sind. Anwendungen, die HDPE verwenden, sind Küchenutensilien, Kühlschrankregale, Plastiktüten, Kunststoffbehälter, Wasserflaschen usw.
Plastik-Wasserflaschen
HDPE ist nicht nur kostengünstig in der Herstellung, sondern auch 100% recycelbar, was es zu einem äußerst kosteneffizienten Kunststoffharz macht.
3. Polycarbonat (PC)
Polycarbonate sind äußerst harte und robuste Kunststoffe und bieten eine extrem hohe Schlagfestigkeit. Zusätzlich sind PC-Kunststoffharze transparent und amorph und werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen Transparenz und Stärke gemeinsam erforderlich sind.
Kunststoffharze
Autoradio
PC-Kunststoffharze werden häufig zur Herstellung von Panzerglas verwendet. Weitere Verwendungen von PC sind die Herstellung von Brillengläsern, Linsen, medizinischen Geräten, Mobiltelefonen, DVDs und Autoteilen.
4. Polyamid (Nylon)
Polyamid oder Nylon findet in einer Vielzahl von Branchen Anwendung. Dieser Kunststoffharz verfügt über hervorragende Eigenschaften wie Zähigkeit, chemische und elektrische Resistenz, Verschleißfestigkeit sowie Stabilität.
Nylon-Polymere bieten Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Umgebungen, die Abrieb, hohe Aufprallkräfte oder chemische Kontakte mit sich bringen.
Polyamid- oder Nylon-Kunststoffharz wird hauptsächlich in der Herstellung von medizinischen Teilen, der Automobilindustrie, Sportausrüstung sowie anderen industriellen Werkzeugen und Geräten verwendet.
5. Hochschlagfestes Polystyrol (HIPS)
HIPS-Harz bietet gute Dimensionsstabilität, Schlagfestigkeit und anpassbare Oberflächen, die leicht zu dekorieren sind. Anwendungen, die Druck, Klebstoffe und Dekorationsteile erfordern, verwenden HIPS.
Anwendungen wie Anzeigetafeln, Gartengeräte, Verpackungsmaterial, TV-Teile, Spielzeug, Kaltgetränkebecher, Computergehäuse usw. nutzen HIPS. Es wird auch in der grafischen Kunst sowie in Digitaldruckgeräten stark eingesetzt.
HIPS ist außerdem sehr kosteneffizient, was es zu einer bevorzugten Wahl für verschiedene Anwendungen macht.
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6. Polypropylen (PP)
PP ist vielleicht die am häufigsten verwendete Kunststoffharz weltweit. Der Kunststoff besitzt gute chemische und elektrische Resistenz, Härte, hohen Schmelzpunkt, Spannungsfestigkeit sowie hohe Elastizität. Zudem wird es wegen seiner Isoliereigenschaften hoch geschätzt.
Verschiedene Füllstoffe werden hinzugefügt, um das Kunststoffharz anzupassen und ihm mehr Festigkeit zu verleihen. Die Additive verleihen dem Kunststoff zusätzliche Stärke (daher auch als Stahl der Kunststoffe bekannt).
Seine vielfältigen Anwendungen umfassen elektrische Geräte, Haushaltsgeräte, Automobilindustrie, Verpackungsmaterialien, Bauzwecke usw.
PP wird insbesondere in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie bevorzugt, da das Polymer keine Chemikalien auslaugt und als sicher für Lebensmittel gilt.
Es wird auch in Kombination mit anderen Kunststoffen verwendet, um Küchen- und Tischgeschirr, Spielzeug, medizinische Komponenten, Waschmaschinenkörbe usw. herzustellen.
Kunststoffharze
Kunststoffharze für medizinische Teile
Ähnlich wie Acetal bietet es Eigenschaften zur Minimierung von Reibung und wird in Kontaktstellenanwendungen eingesetzt.
7. Acryl (PMMA)
Poly(methylmethacrylat), allgemein bekannt als Acryl oder PMMA, ist ein weit verbreitetes Kunststoffharz, insbesondere in Anwendungen, bei denen Ersatzstoffe für Glas benötigt werden.
Seine Eigenschaften wie Transparenz, chemische Beständigkeit, Härte, Schlagfestigkeit und Dimensionsstabilität machen es zu einer bevorzugten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, die mit Spritzgießverfahren hergestellt werden.
Zusätzlich ist Acryl ein sehr kostengünstiges Kunststoffharz und leicht erhältlich.
Acryl ist ein transparenter und formbarer Kunststoff, der bei der Herstellung von Fenstern, Autoscheiben, Bilderrahmen, Schönheitsprodukten, Farben, Augengläsern usw. verwendet wird.
8. Polyetheretherketon (PEEK)
PEEK ist ein sehr weit verbreitetes Hochleistungskunststoff, das extremen chemischen Angriffen widersteht. Außerdem ist das Kunststoffharz resistent gegen thermische und wässrige Zersetzung.
Die hohe Festigkeit und robuste Eigenschaften von PEEK machen es geeignet für verschiedene Anwendungen wie Kolbenteile, Kompressorschilder, Pumpen usw. Seine chemische Beständigkeit macht es zu einer guten Wahl für den Einsatz in Flüssigkeitschromatographiesäulen und anderen Teilen in der chemischen Verarbeitung.
Zusätzlich wird es auch in Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt sowie in medizinischen Teilen (wie Implantaten) stark verwendet.
9. Acetal / Polyoxymethylen (POM)
Acetal oder Polyoxymethylen ist bekannt für seine herausragenden Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit, chemische Beständigkeit usw. Außerdem besitzt das Kunststoffharz gute Farbgebungseigenschaften, geringe Feuchtigkeitsaufnahme sowie gute Wärmedehnungseigenschaften.
Acetal ist eine ausgezeichnete Wahl in Anwendungen, bei denen Dimensionsstabilität sowie Reibungsresistenz erforderlich sind. Dieses Kunststoffharz wird häufig in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt. Außerdem findet es Verwendung in anderen Branchen wie Automobil, Haushaltsgeräte, Kunststoffzahnräder usw.
Seine Reibungsminimierungs-Eigenschaften machen es zu einer hervorragenden Wahl für Kontaktstellenanwendungen wie Gitarrenplektren, Schnallen, Pumpen- und Ventilteile, Befestigungen usw.
10. Thermoplastisches Polyurethan (TPU)
Die weichen und elastischen Eigenschaften von TPU machen es zu einer idealen Wahl für Produkte, die eine gummiartige Elastizität erfordern. Zudem sorgen die hohe Zugfestigkeit und die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, für eine gute Eignung bei Anwendungen wie Kabelisolierungen, Elektrowerkzeugen, Sportausrüstung usw.
Die Wahl des richtigen Materials für die Herstellung eines Teils mittels Spritzgießverfahren ist absolut entscheidend für eine optimale Leistung. Und das ist nicht der einzige Grund dafür. Es spart auch erheblich Zeit und Kosten während des Herstellungsprozesses.
Das große Angebot an Kunststoffharzen eröffnet unzählige Möglichkeiten für Kunststoffformungen und Designs. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass alle Anwendungen unterschiedliche Materialanforderungen bei spritzgegossenen Kunststoffen haben.
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