Пластик для литья под давлением выбирают по трём группам требований. Первая — условия, в которых будет работать деталь: нагрев, нагрузка, контакт с маслами, водой или пищей, ультрафиолет. Вторая — технологичность: усадка, текучесть расплава, склонность к короблению. Третья — цена гранулы при допустимом проценте брака. Сначала отсекают материалы, которые не выдержат эксплуатацию, затем из оставшихся берут самый дешёвый и простой в переработке.
С чего начинать: требования к детали
Составьте короткое техническое задание до разговора о марках. В нём должны быть:
- рабочая и пиковая температура, а также длительность нагрева;
- тип нагрузки: постоянная (здесь опасна ползучесть), ударная, циклическая, трение;
- среда: топливо, растворители, моющие средства, влажность;
- особые требования: пищевой допуск, горючесть по UL 94, прозрачность, цвет;
- допуски на размеры и толщина стенки.
Обычно пункт с температурой отсекает половину вариантов. Допуски часто недооценивают, а именно из-за них полипропилен приходится менять на более стабильный материал.
Сравнение распространённых полимеров
Значения усадки и температуры ниже ориентировочные. Точные цифры зависят от марки, наполнителя и режима литья, их нужно брать из паспорта (TDS) конкретного материала.
- PP (полипропилен) — дешёвый, химически стойкий, подходит для пищевого контакта. Усадка высокая, ориентировочно 1–2,5 %, поэтому он склонен к короблению. Для корпусов с точной стыковкой подходит плохо.
- ABS — хорошая ударная прочность и стабильные размеры, усадка около 0,4–0,7 %. Хорошо красится и металлизируется. На улице без УФ-стабилизатора желтеет и становится хрупким.
- PA6 / PA66 (полиамид) — прочный и износостойкий материал, со стеклонаполнением 30 % идёт на конструкционные детали. Гигроскопичен: перед литьём его сушат, а размеры готовой детали меняются с влажностью.
- POM (полиацеталь) — материал для шестерён, втулок и защёлок: низкое трение и малая ползучесть. Усадка большая, ориентировочно около 2 %. Это закладывают в оформляющие размеры пресс-формы.
- PC (поликарбонат) — прозрачный, ударопрочный, держит нагрев выше ABS. Чувствителен к растворителям и внутренним напряжениям, требует сушки и высокой температуры формы.
- HDPE (полиэтилен) — для крышек, тары и мягких деталей. Механическая прочность низкая, зато перерабатывается он просто.
Смеси PC/ABS часто закрывают задачу корпусов электроники, если чистый ABS не проходит по нагреву, а чистый PC слишком дорог. Но не всегда: при контакте с агрессивной химией смесь проигрывает полиамиду.
Материал и пресс-форма связаны жёстко. При смене марки полимера с другой усадкой деталь может не попасть в допуски, даже если форма исправна.
Технология и экономика выбора
Проверьте показатель текучести расплава (ПТР). Для тонкостенных деталей с длинным путём течения нужна высокотекучая марка, иначе возможны недоливы. Толстостенные изделия, наоборот, лучше лить из менее текучих марок: так меньше утяжин.
Стеклонаполнение повышает жёсткость и термостойкость. Обратная сторона — анизотропия усадки и ускоренный износ формы. Для крупносерийного выпуска это влияет на выбор стали для пресс-формы.
Использовать вторичный полимер (дроблёнку литников и брака) допустимо на нагруженных деталях, но с ограничением доли. На практике чаще подмешивают 10–20 %, но это ориентир: для ответственных изделий долю подтверждают испытаниями.
Окончательный выбор лучше делать вместе с производством, которое будет лить деталь. Технолог по геометрии оценит, какой материал заполнит форму без дефектов. Например, предприятие, которое работает 12 лет, имеет в цеху 30 ТПА усилием от 100 до 800 тонн и собственную линию рециклинга полимерного брака, ведёт контрактное и давальческое литьё. Пресс-формы там разрабатывают и испытывают на своей базе. Подробнее можно узнать на сайте https://vpmat.ru/zakaz.html.
Вопросы и ответы
Можно ли заменить ABS на полипропилен, чтобы сэкономить?
Иногда можно, если у детали нет жёстких допусков и стыковки с другими элементами. Из-за большей усадки PP размеры придётся пересчитывать, а пресс-форму, скорее всего, дорабатывать.
Обязательно ли сушить гранулы перед литьём?
Для гигроскопичных материалов — PA, PC, PBT, часто и ABS — да, иначе появляются серебристые полосы и падает прочность. Полиолефины PP и PE обычно не сушат.
Какой пластик выбрать для шестерёнки?
Чаще всего POM или полиамид, при высоких нагрузках — стеклонаполненный PA. POM лучше держит размеры во влажной среде, полиамид прочнее при ударе.
