АБС расшифровывается как акрилонитрил-бутадиен-стирол. Это разновидность термопластичного полимера, состоящего из трёх основных компонентов (мономеров): акрилонитрила, бутадиена и стирола. Эти три мономера обладают различными свойствами, которые в сочетании обеспечивают АБС-пластику высокую прочность и ударостойкость.
Ниже приведена дополнительная информация о каждом мономере.
акрилонитрил
Акрилонитрил производится из пропилена и аммиака. Он обеспечивает высокую химическую стойкость, твёрдость и термическую стабильность пластиковой детали.
бутадиен
Бутадиен получают в процессе производства этилена на паровых крекинг-установках. Он придаёт полимеру ударную прочность и стойкость к нагрузкам.
Стирол
Стирол производится путём алкилирования бензола этиленом с образованием этилбензола, который затем дегидрируется до стирола. Он обеспечивает жёсткость, дополнительную прочность, глянцевую отделку и отвечает за технологичность переработки АБС-полимера.
В компании Moldie мы предлагаем широкий спектр услуг по литью под давлением, включая индивидуальное производство изделий из АБС-пластика. Мы гарантируем нашим клиентам бесперебойный производственный процесс.
Свойства АБС-пластика
Ниже приведены основные характеристики материала АБС.
Химическая структура АБС: (C₈H₈·C₄H₆·C₃H₃N)ₙ
Стойкость: АБС-пластик обладает высокой химической, деформационной, термической и ударной стойкостью.
Усадка: от 5 до 0.7%.
Рабочая температура: Типичная температура составляет 200-238 °C/392-460.4 °F.
Температура размягчения: Термопласт разжижается при достижении температуры 105°C / 221°F.
Удельный вес: 1.06
Предел прочности на разрыв: 46 МПа (6600 фунтов на квадратный дюйм)
Следует отметить, что АБС-пластик обеспечивает отличный баланс прочности, стойкости, электрических характеристик и других свойств. Эти превосходные характеристики позволяют широко применять полимер в различных конструктивных решениях и продуктовых разработках.
Процесс литья АБС под давлением
Ниже описан технологический цикл литья АБС под давлением.
Впрыск: АБС-пластик в виде гранул расплавляется до жидкого состояния и впрыскивается в форму. Время впрыска зависит от приложенного давления, объёма дозы (количества впрыскиваемого материала) и мощности впрыска.
Охлаждение: Расплавленный пластик охлаждается и затвердевает, принимая форму полости. Следует учитывать, что в процессе охлаждения возможна усадка. Для её компенсации в форму подаётся дополнительный расплав, что снижает видимую усадку. Время охлаждения зависит от термодинамических свойств пластика и максимальной толщины стенки.
Выброс: После достаточного охлаждения готовая деталь извлекается из формы посредством системы выталкивания.
АБС-пластик может перерабатываться на большинстве стандартных типов оборудования: методом выдувного формования или литья под давлением. Кроме того, благодаря низкой температуре плавления (около 200 °C / 392 °F) он хорошо поддаётся 3D-печати на FDM-принтерах.
Как авторитетная компания в области литья под давлением, мы используем новейшие производственные технологии для изготовления высококачественных формованных деталей и полного удовлетворения ваших потребностей в литье АБС.
Технологические методы литья АБС под давлением
Тонкостенные детали: Из-за высокой вязкости АБС-пластика для тонкостенных деталей необходимо увеличивать давление впрыска.
Толстостенные детали: Производство толстостенных деталей стандартными методами может приводить к образованию утяжин. Именно поэтому рекомендуется применять компрессионное литьё под давлением: оно предусматривает подачу определённого количества расплава в форму для формирования готового изделия.
Крупные полые детали: Для производства крупных полых деталей необходимы газо- или гидроассистированные методы литья.
Многокомпонентный материал: Если вы планируете создавать изделия из нескольких материалов, может потребоваться двухкомпонентное или арматурное литьё.
Особенности процесса литья под давлением АБС-пластика.
Вот несколько аспектов, которые следует учитывать в процессе литья АБС-пластика под давлением:
Равномерная толщина стенок
Толщина стенок АБС-пластика должна быть равномерной, чтобы обеспечить устойчивость к напряжениям и деформациям. Производитель может дополнительно повысить прочность изделия, используя рёбра жёсткости или скругления.
Предварительная сушка гранул АБС
АБС-пластик склонен к поглощению влаги со скоростью от 0.2 до 0.8%. Повышенное влагосодержание может увеличить продолжительность технологических циклов, энергопотребление и стоимость производства. Кроме того, наличие влаги может привести к помутнению готовых деталей. Поэтому перед началом производства гранулы АБС необходимо тщательно высушить при температуре 80–90 °C в течение не менее 2 часов. Это снижает степень поглощения влаги до уровня менее 0.1%.
Радиус закруглений
Чем больше радиус закругления, тем меньше напряжений в материале. Тем не менее слишком большой радиус может вызвать усадку. Поэтому соотношение радиуса закругления к толщине стенки АБС должно составлять не менее 0.3.
Контроль температуры при литье АБС
Воздействие экстремальных температур на АБС-пластик может вызвать термическую деструкцию, что приводит к химическим и физическим изменениям литой детали вследствие разрыва химических связей. Поэтому крайне важно поддерживать оптимальный температурный диапазон в пределах 200–238 °C / 392–460.4 °F.
Скорость литья под давлением
Высокая скорость впрыска может также вызвать термическую деструкцию, снижение глянца или обесцвечивание материала. В то же время недостаточная скорость может привести к неполному заполнению формы. По этой причине производитель должен подобрать оптимальные параметры процесса для обеспечения эффективной переработки и получения деталей высокого качества.
Давление впрыска
АБС-пластик требует высокого давления впрыска вследствие своей вязкости. Однако чрезмерное давление может привести к слипанию литых деталей и усложнить их разделение, что повышает себестоимость. Поэтому производитель должен поддерживать оптимальное давление для получения изделий с превосходными характеристиками.
Условия переработки АБС-пластика
Ниже приведены основные технологические параметры, которые необходимо знать.
Давление литья: Давление при литье под давлением должно составлять от 50 до 100 МПа.
Противодавление: Высокое противодавление обеспечивает равномерное перемешивание, но также может привести к износу. Поэтому рекомендуется поддерживать противодавление на уровне 5 бар.
Конструкция ворот и вентиляционного отверстия: Конструкция затвора и вентиляционного канала должна быть разработана эффективно. К параметрам, которые следует тщательно учитывать, относятся длина затвора (менее 1 мм), ширина вентиляционного канала (4-6 мм), толщина (0.025-0.05 мм) и диаметр канала (3 мм).
Температура расплава: Рекомендуемый диапазон температур плавления составляет от 200 до 280 °C.
Преимущества и недостатки литья АБС под давлением
Вот некоторые преимущества и недостатки АБС-пластика:
Преимущества
Возможность вторичной переработки: АБС-пластик можно перерабатывать и плавить несколько раз, не теряя при этом своих физических свойств.
Прочность и долговечность: Как уже отмечалось, АБС-пластик не подвергается деструкции и сохраняет высокую ударную вязкость даже при низких температурах. В отличие от реактопластов, он не горит и не деградирует в процессе нагрева, охлаждения и повторного нагрева, что позволяет использовать его в многократных производственных циклах.
Энергоэффективность: Оборудование для литья АБС под давлением является энергосберегающим, что снижает общее энергопотребление и сокращает продолжительность производственных циклов. В целом, литьё АБС-пластика повышает эффективность производства термопластов.
Воспроизводимость результатов: Процесс литья АБС под давлением позволяет создавать сложные изделия для ответственных применений. Регулируемое литьё под давлением в сочетании с дополнительными технологиями обеспечивает воспроизводимость результатов и стабильно высокое качество деталей. Кроме того, АБС способен выдерживать экстремальные температуры, сохраняя первоначальные физические характеристики.
Гибкость: АБС-пластик является гибким материалом с широкими возможностями для совмещения с другими компонентами. Эта универсальность позволяет производить широкий спектр изделий для различных отраслей промышленности.
Высокая размерная стабильность и низкая степень усадки: Благодаря этим свойствам материал подходит для производства лёгких и жёстких конструктивных элементов.
Высокая производительность: Литьё АБС-пластика под давлением — высокоэффективная производственная технология, обеспечивающая крупносерийный выпуск продукции при минимальном участии оператора.
Недостатки
Чувствительность к УФ-излучению: Длительное воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения может вызвать деструкцию материала.
Низкая усталостная прочность: Материал может деградировать при постоянных нагрузках с высокой амплитудой деформаций.
Области применения литья АБС под давлением
В целом, АБС-пластик следует рассматривать в тех случаях, когда к изделию предъявляются требования по жёсткости, долговечности и лёгкости. В частности, он широко используется при производстве музыкальных инструментов, бытовой техники, компьютерных комплектующих и других изделий. Ниже приведены примеры применения в различных отраслях.
Строительная отрасль: Главным образом применяется для производства труб и фитингов благодаря высокой ударной прочности.
Автомобильная промышленность: Используется в качестве замены металла, особенно для деталей с ограниченным весом: компоненты ремней безопасности, приборные панели, облицовка стоек, ручки и элементы оформления салона.
Электротехническая промышленность: Используется в электротехнической промышленности для производства электронных компонентов, таких как компьютерные клавиатуры и корпуса для электроинструментов.
Потребительские товары: Литье под давлением ABS-пластика широко используется для изготовления деталей, применяемых в быту. К ним относятся панели управления, пылесосы, внутренние облицовки холодильников и кухонные комбайны.
Вместе с тем, несмотря на то, что АБС является подходящим материалом для литья под давлением, в процессе его переработки могут возникать следующие распространённые дефекты.
Утяжины: Образуются при неравномерной усадке термопласта на стадии охлаждения, а также при чрезмерном нагреве или недостаточном давлении впрыска. К счастью, это можно предотвратить, применяя высокое давление у литника и обеспечивая равномерность наружных стенок при проектировании.
Коробление: Возникает при неравномерном охлаждении, вызывающем деформацию изделия, а также при преждевременном извлечении детали из формы до завершения охлаждения. Это можно предотвратить с помощью равномерно распределённых охлаждающих каналов.
Вязкость: Вязкость АБС-пластика возрастает с повышением температуры. Поэтому температуру расплава необходимо поддерживать в оптимальном диапазоне для обеспечения стабильного качества литых изделий.
Следует также отметить, что АБС-пластик не является оптимальным выбором для деталей наружного применения ввиду его недостаточной стойкости к атмосферным воздействиям и солнечному излучению. Тем не менее с помощью наполнителей и добавок можно повысить его прочность и стойкость к ультрафиолетовому (УФ) излучению. В качестве наполнителей применяются волокна из нержавеющей стали, нейлон и акрил.
