ABS to skrót od akrylonitrylo-butadieno-styrenu. Jest to rodzaj polimeru termoplastycznego składającego się z trzech głównych składników (monomerów): akrylonitrylu, butadienu i styrenu. Te trzy monomery mają różne właściwości, które w połączeniu tworzą wytrzymałe tworzywo ABS odporne na uderzenia.
Poniżej znajduje się więcej informacji o poszczególnych monomerach:
Akrylonitryl
Akrylonitryl powstaje z komponentów propylenu i amoniaku. Nadaje on elementom z tworzywa wysoką odporność chemiczną, twardość oraz stabilność termiczną.
Butadien
Butadien jest wytwarzany podczas tworzenia etylenu w procesie krakingu parowego. Zapewnia on polimerowi udarność i wytrzymałość.
Styren
Styren powstaje w procesie alkilowania benzenu etylenerm, tworząc etylobenzen, który jest następnie odwodorniany do styrenu. Oferuje on sztywność, dodatkową wytrzymałość, lśniące wykończenie i odpowiada za łatwość przetwarzania polimeru ABS.
W Moldie oferujemy szeroki zakres usług formowania wtryskowego, w tym niestandardowe formowanie wtryskowe ABS. Gwarantujemy naszym klientom bezproblemowy proces produkcyjny.
Właściwości tworzywa ABS
Poniżej przedstawiono niektóre właściwości materiału ABS:
Struktura chemiczna ABS: (C₈H₈·C₄H₆·C₃H₃N)ₙ
Odporność: Tworzywo ABS charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną, odpornością na naprężenia, ciepło i uderzenia.
Skurcz przetwórczy: Współczynnik skurczu wynosi od 5 do 0.7%.
Temperatura: Typowa temperatura użytkowania wynosi 200-238 °C (392-460.4 °F).
Temperatura upłynnienia: Ten termoplast upłynnia się po osiągnięciu temperatury 105°C (221°F).
Ciężar właściwy: 1.06
Wytrzymałość na rozciąganie: 46 MPa (6600 psi)
Warto zauważyć, że tworzywo ABS oferuje doskonałą równowagę między wytrzymałością, odpornością, właściwościami elektrycznymi i innymi cechami. Te znakomite właściwości umożliwiły zastosowanie tego polimeru w różnych aplikacjach konstrukcyjnych i projektach produktów.
Proces formowania wtryskowego ABS
Oto cykl procesu formowania wtryskowego ABS:
Wtrysk: Tworzywo ABS w postaci granulatu jest topione do postaci płynnej, a następnie wtryskiwane do formy. Czas wtrysku zależy od zastosowanego ciśnienia wtrysku, objętości wtrysku (ilości wtryśniętego materiału ABS) oraz mocy wtrysku.
Chłodzenie: Stopione tworzywo jest chłodzone i zastyga, przybierając kształt formy. Należy jednak pamiętać, że podczas procesu chłodzenia może wystąpić skurcz. Dlatego pozwala się na dopływ większej ilości tworzywa do formy, aby zredukować widoczny skurcz formy. Czas chłodzenia zależy od różnych właściwości termodynamicznych tworzywa i maksymalnej grubości ścianki.
Wyrzucanie: Po wystarczającym schłodzeniu, gotowa część może zostać usunięta z formy za pomocą systemu wypychaczy.
Tworzywo ABS można wytwarzać przy użyciu większości standardowych maszyn. Można je formować rozdmuchowo lub wtryskowo. Ponadto, ze względu na niską temperaturę topnienia, wynoszącą około 200°C (392°F), najlepiej nadaje się do przetwarzania metodą druku 3D na maszynie FDM.
Jako renomowana firma zajmująca się formowaniem wtryskowym, wykorzystujemy najnowsze technologie produkcyjne, aby wytwarzać wysokiej jakości wypraski i w pełni zaspokajać Państwa potrzeby w zakresie formowania ABS.
Techniki formowania wtryskowego ABS
Części cienkościenne: Ze względu na wysoką lepkość ABS, ciśnienie wtrysku musi zostać zwiększone w przypadku części o cienkich ściankach.
Części grubościenne: Produkcja części grubościennych przy użyciu standardowych technik może skutkować powstawaniem zapadów (jamek skurczowych). Dlatego zaleca się formowanie wtryskowe z doprasowaniem (kompresją). Polega ono na dodaniu określonej ilości stopionego tworzywa do formy w celu utworzenia produktu końcowego.
Duże części puste w środku: Techniki formowania wtryskowego ze wspomaganiem gazem (GAIM) lub wodą (WAIM) są kluczowe przy produkcji dużych części pustych w środku.
Wiele materiałów: Jeśli zamierzasz tworzyć części wielomateriałowe, konieczne może być zastosowanie obtrysku lub wtrysku z wkładkami.
Uwagi dotyczące przetwarzania ABS
Oto kilka aspektów, które należy wziąć pod uwagę podczas procesu wtrysku ABS:
Równomierna grubość ścianek
Grubość ścianek z tworzywa ABS powinna być jednolita, aby wytrzymać naprężenia lub odkształcenia. Producent może wzmocnić wytrzymałość poprzez zastosowanie dodatkowych żeber lub promieni.
Wstępne suszenie żywic ABS
Materiał ABS ma tendencję do wchłaniania wilgoci na poziomie od 0.2% do 0.8%. Absorpcja wilgoci może wydłużyć cykle operacyjne, zwiększyć zapotrzebowanie na energię i koszty. Ponadto obecność wilgoci może powodować zmętnienie wyprasek. Dlatego producent musi dokładnie osuszyć żywice ABS przed etapem produkcji. Suszenie powinno odbywać się w temperaturze od 80 do 90°C przez co najmniej 2 godziny. Zmniejsza to poziom wilgotności do poniżej 0.1%.
Wielkość promienia
Im większy promień, tym mniejsze naprężenie materiału. Mimo to, zbyt duży promień może powodować skurcz formy. Dlatego stosunek promienia ABS do grubości ścianki powinien wynosić co najmniej 0.3.
Kontrola temperatury wtrysku ABS
Narażenie tworzywa ABS na ekstremalne temperatury może spowodować rozkład termiczny (degradację). Prowadzi to do zmian chemicznych i fizycznych w wyprasce w wyniku zerwania wiązań chemicznych. Dlatego kluczowe jest zapewnienie optymalnej kontroli temperatury w zakresie 200 – 238°C (392 – 460.4°F).
Prędkość wtrysku
Wysoka prędkość wtrysku może również powodować rozkład termiczny, zmniejszać połysk lub odbarwiać materiał. Z kolei niska prędkość wtrysku może skutkować niedolaniem formy. Z tego powodu producent powinien zrównoważyć parametry, aby zapewnić wydajne przetwarzanie i najwyższej jakości wypraski.
Ciśnienie wtrysku
Tworzywo ABS wymaga wysokiego ciśnienia wtrysku ze względu na swoją lepkość. Jednak nadmierne ciśnienie wtrysku powoduje silne przywieranie wyprasek do formy, co może podnieść koszty ich oddzielania. Dlatego producent musi utrzymać optymalne ciśnienie, aby tworzyć produkty końcowe o doskonałych właściwościach.
Warunki przetwarzania tworzywa ABS
Poniżej przedstawiono warunki przetwarzania, które należy zrozumieć:
Ciśnienie wtrysku: Ciśnienie wtrysku powinno wynosić 50–100 MPa.
Ciśnienie wsteczne: Chociaż wysokie ciśnienie wsteczne umożliwia jednolite mieszanie, może również powodować zużycie mechaniczne układu plastyfikującego. Dlatego zaleca się utrzymywanie ciśnienia wstecznego na poziomie 5 barów.
Konstrukcja przewężki i odpowietrzenia: Przewężka (wlew) i odpowietrzenie muszą być zaprojektowane efektywnie. Parametry, na które należy zwrócić szczególną uwagę, to długość przewężki (mniej niż 1 mm), szerokość odpowietrzenia (4-6 mm), grubość (0.025-0.05 mm) i średnica kanału (3 mm).
Temperatura topnienia: Zalecana temperatura topnienia wynosi od 200 do 280°C.
Zalety i wady formowania wtryskowego ABS
Oto kilka zalet i wad tworzywa ABS:
Zalety
Recykling: Tworzywo ABS można poddawać recyklingowi i topić wielokrotnie, nie tracąc przy tym jego właściwości fizycznych.
Wytrzymałość i trwałość: Jak wspomniano wcześniej, tworzywo ABS nie ulega łatwej degradacji. Pozostaje twarde nawet w niskich temperaturach. Ponadto, w przeciwieństwie do materiałów termoutwardzalnych, ABS nie spala się ani nie degraduje podczas ogrzewania, chłodzenia lub ponownego ogrzewania. Dlatego może być poddawany wielokrotnemu ogrzewaniu. Topi się do postaci cieczy, dzięki czemu można go łatwo formować wtryskowo.
Oszczędność energii: Maszyny stosowane do wtrysku ABS są energooszczędne. Obniża to zużycie energii, a także skraca ogólny czas przetwarzania. Generalnie formowanie tworzywa ABS poprawia wydajność w produkcji termoplastów.
Powtarzalność: Proces wtrysku ABS umożliwia tworzenie skomplikowanych produktów do złożonych zastosowań. Regulowane parametry wtrysku i inne techniki uzupełniające pozwalają na powtarzalność wyników i produkcję części wysokiej jakości. Ponadto ABS wytrzymuje ekstremalne temperatury i zachowuje swoje pierwotne cechy fizyczne.
Elastyczność: ABS jest elastyczną żywicą o niesamowitych możliwościach integracji. Ta wszechstronność umożliwia przetwarzanie szerokiej gamy komponentów dla różnych branż.
Wysoka stabilność wymiarowa i niski skurcz: Dzięki temu nadaje się do produkcji lekkich i sztywnych komponentów.
Wysoka wydajność: Formowanie ABS to wysoce efektywna technologia produkcji, która umożliwia produkcję wielkoseryjną z niewielką ingerencją człowieka.
Wady
Wrażliwość na UV: Ciągła ekspozycja na światło ultrafioletowe (UV) może powodować degradację materiału.
Niska odporność na zmęczenie: Materiał może ulec degradacji, jeśli zostanie poddany stałym, wysokim obciążeniom.
Zastosowania formowania wtryskowego ABS
Generalnie, warto rozważyć tworzywo ABS, jeśli pożądany produkt wymaga sztywności i trwałości oraz powinien być lekki. Na przykład, jest ono bardzo popularne w produkcji instrumentów muzycznych, sprzętu AGD, części komputerowych i innych komponentów. Poniżej przedstawiono inne istotne zastosowania w różnych branżach:
Branża budowlana: ABS jest stosowany głównie w budownictwie do produkcji rur i kształtek, ponieważ jest tworzywem o wysokiej odporności na uderzenia.
Branża motoryzacyjna: Stosowany jako alternatywa dla metalu, zwłaszcza w przypadku części, które powinny być lekkie. Obejmuje to elementy pasów bezpieczeństwa, panele instrumentów, wykończenia słupków, klamki i elementy deski rozdzielczej.
Branża elektryczna: Stosowany w przemyśle elektrycznym do wytwarzania podzespołów elektronicznych, np. klawiatur komputerowych i obudów elektronarzędzi.
Zastosowania komercyjne: Formowanie wtryskowe ABS jest powszechnie stosowane do tworzenia części używanych w domu. Obejmuje to panele sterowania, odkurzacze, wnętrza lodówek i roboty kuchenne.
Ponadto, chociaż ABS jest odpowiednim tworzywem do formowania wtryskowego, w procesie tym mogą pojawić się następujące typowe problemy:
Zapady (jamki skurczowe): Występują, gdy materiał termoplastyczny kurczy się nierównomiernie na etapie chłodzenia. Mogą również powstawać, gdy producenci stosują nadmierne ciepło lub niewystarczające ciśnienie wtrysku. Na szczęście producenci mogą temu zapobiec, stosując wysokie ciśnienie docisku i zapewniając jednolitość podczas projektowania ścian zewnętrznych.
Paczenie się: Występuje w przypadku nierównomiernego chłodzenia, powodując zniekształcenia. Poza tym paczenie może wystąpić, gdy materiał zostanie wypchnięty zbyt wcześnie, przed wystarczającym ostygnięciem. Na szczęście można temu zapobiec, stosując równomiernie rozmieszczone kanały chłodzące.
Lepkość: Lepkość tworzywa ABS rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego temperatura topnienia powinna być utrzymywana w optymalnym zakresie, aby zapewnić idealne wypraski z ABS.
Dodatkowo tworzywo ABS może nie być idealne do zastosowań zewnętrznych, ponieważ nie jest odporne na trudne warunki pogodowe i światło słoneczne. Mimo to, dzięki wypełniaczom i dodatkom, można zwiększyć jego wytrzymałość i odporność na promienie ultrafioletowe (UV). Przykładami materiałów wypełniających są włókna ze stali nierdzewnej, nylon i akryl.
