инженерный пластик что это

Инженерные пластики

Инженерные пластики — это группа пластиковых материалов, которые имеют лучшие механические и / или термические свойства, чем более широко используемые пластмассы (такие как полистирол, ПВХ, полипропилен и полиэтилен).

Будучи более дорогими, инженерные пластмассы производятся в меньших количествах и, как правило, используются для продуктов, выпускаемых некрупными партиями (таких как механические детали), а не для массовых и больших объемов (таких как упаковка и контейнеры).

Термин обычно относится к термопластичным материалам, а не к термореактивным. Примеры конструкционных пластмасс включают акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС), используемый для автомобильных бамперов, отделку приборной панели и изготовления кирпичиков Lego; поликарбонаты, используемые в мотоциклетных шлемах; и полиамиды (нейлон), используемые для лыж и лыжных ботинок.

Инженерные пластики постепенно заменили традиционные инженерные материалы, такие как дерево или металл, во многих областях. Они не уступают, а в некоторых случаях и превосходят их по весу, прочности и другим свойствам. Использование конструкционных пластиков намного упрощает процесс производства, особенно при изготовлении сложных форм.

Каждый инженерный пластик, как правило, обладает уникальной комбинацией свойств, которые делают его предпочтительным материалом для определенного применения. Например, поликарбонаты обладают высокой ударопрочностью, а полиамиды обладают высокой устойчивостью к истиранию. Другие свойства, демонстрируемые различными марками инженерных пластиков, включают термостойкость, механическую прочность, жесткость, химическую стабильность и пожаробезопасность.

Список инженерных пластиков:

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS); Нейлон-6; Нейлон-6-6; Полиамиды (PA); Полибутилентерефталат (PBT); Поликарбонаты (PC); Полиэфирэфиркетон (PEEK); Полиэфиркетон (PEK); Полиэтилентерефталат (PET); Полиимидены; Полиоксиметилен пластик (POM / Acetal); полифениленсульфид (PPS); полифениленоксид (PPO); полисульфон (PSU); политетрафторэтилен (PTFE / тефлон).

Источник

Промышленные пластики для 3D печати (FDM): физико-механические характеристики, эксплуатационные свойства, области применения

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

В предыдущей статье я затронул тему FDM материалов и оборудования для промышленной 3D печати. В продолжение хотелось бы также обсудить некоторые важные характеристики данных материалов и наиболее эффективные области их применения. Надеюсь, данная обобщенная информация будет полезна при первичном выборе того или иного типа пластика по функциональному назначению будущего изделия.

Полимерные материалы для аддитивного промышленного производства методом FDM:

Технология моделирования трехмерных объектов методом наплавления (FDM) обеспечивает широкую универсальность, высокую точность и позволяет трансформировать 3D файлы из CAD в реальные прочные детали. Изделия, полученные по FDM технологии обладают надлежащей прочностью, жесткостью и комплексом физико-механических свойств актуальных для использования изготавливаемых из них изделий в качестве концептуальных моделей будущей продукции, функциональных прототипов, производственного инструмента и ответственных деталей промышленного назначения.

Когда специалистам, работающим в области быстрого прототипирования и аддитивного производства, предлагают назвать наиболее важные параметры используемой технологии, на первом месте, как правило, оказываются свойства материала детали. Физико-механические характеристики изготавливаемых изделий являются главнейшим критерием при выборе метода изготовления: они определяют финишное качество детали, а также возможность ее использования для решения тех или иных прикладных задач.

Ниже, на примере FDM материалов Stratasys, приводятся наиболее важные при выборе материала по функциональному назначению физико-механические характеристики промышленных пластиков (для наглядности в качестве отправной точки сравнения на шкале характеристик выбран ABS как материал наиболее широко известный и, пожалуй, самый универсальный в применении).

1. Стабильность эксплуатационных свойств;

2. Точность изготовления и геометрическая стабильность;

3. Возможность крупногабаритной печати цельных изделий;

4. Высокая детализация для множества применений в различных сферах и отраслях промышленности;

6. Высокая вариабельность производительности процесса изготовления (фильеры/слои/заполнение);

7. Хорошая обрабатываемость поверхности (шлифование, механодоработка, окраска и т.п.)

Эффективные сферы применения промышленных пластиков FDM:

Дизайн: поиск формы, концептуальное моделирование, скоростная проработка вариантов, первичная визуализация идей, кастомизация и изготовление всевозможных предметов быта, сувениров, игрушек, украшений и аксессуаров, косплей

Рекомендуемые материалы: ABS

Быстрое прототипирование: отработка технологичности изделий, проверка стыкуемости и сборки узлов, агрегатов, значительное снижение сроков и затрат на разработку новой продукции

Рекомендуемые материалы: ABS, ASA, PC-ABS, PC, Nylon 12

Техническая подготовка производства: изготовление инструментов, приспособлений, элементов формообразующей оснастки по высоко-точным мастер-моделям (литье, гальванопластика, напыление, электроэрозионная обработка)

Рекомендуемые материалы: PC-ABS, PC, Nylon 12, ULTEM 9085, ULTEM 1010

Инженерный анализ: тестирование функциональных прототипов, моделирование и оптимизация эксплуатационных свойств будущей продукции, проведение аэро- и гидродинамических испытаний

Рекомендуемые материалы: ABS, ABS-ESD, ASA, PC-ABS, PC, Nylon12

Промышленность: аддитивное производство деталей сложной формы с заложенным комплексом функциональных свойств и эксплуатационных характеристик, кастомизация производства, запасные части

Рекомендуемые материалы: ABS, ABS-ESD, ASA, PC-ABS, PC, Nylon12, PPSF, ULTEM 9085, ULTEM 1010

Специальное производство: единичное / опытное / мелкосерийное производство, литье по выжигаемым или выплавляемым мастер-моделям, вакуумное литье в силиконовые формы

Рекомендуемые материалы: ABS, ABS-ESD, ASA, PC-ABS, PC, Nylon12 CF, ULTEM 9085, ULTEM 1010

Медицина: проведение медицинских, биологических исследований, создание медицинской техники

и инструментов, изготовление хирургических шаблонов, ортезов, протезов, цифровая стоматология

Рекомендуемые материалы: PLA, биосовместимый ABS, биосовместимый PC, ULTEM 1010

Пищевая промышленность: штампы, высечки, формочки, оснастка для контакта с пищевыми ингредиентами

Рекомендуемые материалы: PLA, ULTEM 1010

Наука и образование: проведение физико-механических, аэро-, гидродинамических испытаний, визуализация инженерных принципов и фундаментальных закономерностей

Рекомендуемые материалы: PLA, ABS, ASA

Архитектура и строительство: создание и детальная проработка макетов строительных объектов, сооружений, разработка и анализ топографических планов

Рекомендуемые материалы: PLA, ABS, ASA

Культура и искусство: киноиндустрия, театральный реквизит, 3D копии редких ископаемых и исторических объектов, археологические макеты, создание уникальных арт-объектов и инсталляций, изготовление эксклюзивных ювелирных украшений и модных аксессуаров, кастомизированный дизайн обуви и одежды, оригинальные декоративные эффекты

Рекомендуемые материалы: PLA, ABS, биосовместимый ABS, ASA, биосовместимый PC, PC-ABS

Эксплуатационные свойства и применение наиболее используемых промышленных пластиков FDM:

Отличительные свойства:

PC-ABS, смесь поликарбоната и ABS

Отличительные свойства:

Отличительные свойства:

Nylon 12, полиамид 12

Отличительные свойства:

ULTEM 9085, полиэфиримид 9085 (SABIC)

Отличительные свойства:

ULTEM 1010, полиэфиримид 1010 (SABIC)

Источник

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Инженерные пластики. Часть 5

В середине 1970-х и затем снова в середине 1980-х компания ICI предприняла не слишком удачные маркетинговые усилия для продвижения новых инженерных пластиков, полибифенилдисульфонов. Эти полисульфоны с более высокими эксплуатационными характеристиками представляют собой высокотемпературные аморфные полимеры, которые получают путем ароматического нуклеофильного замещения хлоридов 4,4-бис (4-хлорфенилсульфонил) бифенила с бисфенолами в основных условиях в диполярном апротонном растворителе. Более жесткое бифенилдисуфоновое звено приводит к полимерам с заметно более высокой Tg (температурой стеклования), чем другие сульфоновые полимеры. Действительно, полимеры на основе BPA и гидрохинона показывают Tg, равные +245 и +265 °С соответственно. В 2004 году Solvay Advanced Polymers представила эти высокотемпературные сульфоновые полимеры под торговой маркой Supradel, а в 2007 году торговая марка была изменена на EpiSpire.

Эти высокотемпературные сульфоновые полимеры являются прозрачными и полностью аморфными и могут быть обработаны в расплаве путем литья под давлением и экструзии. Они демонстрируют высокие тепловые характеристики, хорошую прочность, жесткость и диэлектрические свойства в широком диапазоне температур. Также им свойственны устойчивость к гидролизу горячей водой и паром, отличная стойкость к кислотам и основаниям и высокое сопротивление воспламеняемости. Тепловые характеристики материала в сочетании с его хорошей прочностью и жесткостью, стабильностью размеров и сопротивлением ползучести открывают возможности для высокотемпературных применений литья под давлением, которые традиционно ограничивались наполненными полукристаллическими полимерами. Применение полибифенилдисульфонов включает возможности замены металлов, а также высокоэффективных термореактивных смол в широком спектре технических применений. Это касается применения в автомобильной, аэрокосмической, электротехнической, электронной и других промышленных областях.

В конце 1920-х годов У. Каротерс и его исследовательская группа из компании «Дюпон» исследовали образование полиэфира в результате реакции алифатической дикарбоновой кислоты с диолами. Было обнаружено, что эти алифатические полиэфиры являются неадекватными в качестве предшественников волокон из-за их низких температур плавления. Алифатические сложные полиэфиры были придуманы для замены пластиков с гораздо более низкими значениями Tm (температуры плавления). Термопластичные полиэфиры появились в 1941 году, когда Уинфилд и Диксон из DuPont при повторном исследовании сложных полиэфиров в качестве предшественников волокон заменили терефталевую кислоту на ранее исследованные алифатические двухосновные кислоты и обнаружили высокоплавкие кристаллические полимеры. ICI, DuPont и другие компании разработали эти полимеры в виде известных полиэфирных волокон и пленок. Уинфилд и Диксон быстро поняли, что полиэтилентерефталат (ПЭТ) на основе этиленгликоля и терефталевой кислоты лучше всего подходит для волокон. ПЭТ демонстрирует Tg 70 °С и Tm 265 °С.

Кроме того, они изготовили и описали несколько других сложных полиэфиров, включая полибутандиолтерефталат или полибутилентерефталат (PBT, ПБТ). PBT демонстрирует Tg 45 °C и Tm 225 °C. Синтез PBT осуществляется реакцией переэтерификации диметилтерефталата и бутандиола. Много лет спустя ряд производителей полиэфирного волокна заинтересовались PBT. Один производитель объяснил, что они заинтересованы в PBT, потому что он напоминает нейлон, который становится популярным в качестве ковровой пряжи. Следовательно, они рассматривали PBT как средство конкуренции в производстве ковровых нитей. В то время как производители волокна активно расширяли свою деятельность, несколько компаний одновременно пытались адаптировать PET для формования. В 1966 году были представлены первые марки ПЭТ для литья под давлением, однако эти ранние материалы были не очень успешными. Основная проблема заключалась в том, что ПЭТ кристаллизуется не очень быстро, а формованный предмет, состоящий из кристаллизующегося полимера, уловленного в аморфном или частично кристаллизованном состоянии, был бы довольно бесполезным. В процессе эксплуатации такая деталь может кристаллизоваться, сжиматься, искажаться, растрескиваться или даже разрушаться.

Очевидное решение состояло в том, чтобы использовать горячие формы и удерживать детали в форме до завершения процесса кристаллизации. Постотжиг также позволяет продолжить кристаллизацию. Эти подходы, особенно с включением стекловолокна, привели к получению приемлемых по качеству деталей, но при экономически неприемлемых циклах формования. С другой стороны, некоторые разработчики пытались использовать очень низкомолекулярные изделия из ПЭТ, которые кристаллизовались быстрее, однако из-за их низкой молекулярной массы этим продуктам не хватало необходимых свойств. Поэтому был проведен широкий поиск таких вещей, как зародышеобразователи и ускорители кристаллизации. Улучшенный состав для литья под давлением из ПЭТ был представлен компанией DuPont в 1978 году под торговой маркой Rynite. Ряд других компаний последовал за DuPont. Формовочные смеси на основе ПЭТ получают всё большее признание, но фактический объем относительно невелик. В то время как другие компании искали способы увеличения скорости кристаллизации ПЭТ, химики из Celanese обратили свое внимание на PBT и обнаружили, что он отвечает всем требованиям для формования. Базовая композиция патентов на вещества давно истекла на PBT, когда Celanese попытали удачу на рынке в 1970 году с помощью PBT, усиленного стекловолокном, обозначенного X-917.

Этот формованный состав PBT впоследствии стал доступен под торговой маркой Celanex. Eastman Kodak последовал за Celanese в начале 1971 года, а позже в том же году General Electric Company последовали за Eastman Kodak с полиэфирной смолой PBT под торговой маркой Valox. С тех пор дюжина или более компаний по всему миру вошли (и некоторые впоследствии вышли) в этот бизнес. По сути, PBT, по-видимому, обладает уникальным и благоприятным балансом свойств между нейлонами и ацетальными смолами. Он имеет относительно низкое влагопоглощение, чрезвычайно хорошее самосмазывание, сопротивление усталости, устойчивость к растворителям и хорошее сохранение механических свойств при повышенных температурах. Сохранение свойств вплоть до точки плавления кристаллов превосходно, если полимер усилен стекловолокном. Очень быстрые циклы формования от холодных до умеренно нагретых форм дополняют картину. Ключевые рынки включают автомобильные элементы (особенно детали под капотом), которые требуют термостойкости и устойчивости к растворителям, электрические и электронные устройства и элементы (например, компьютерные клавиатуры), электроинструменты, мелкие и крупные компоненты приборов, а также спортивные товары.

Источник

Инженерный пластик что это

Инженерные пластики — это полимеры, которые были модифицированы для получения улучшенных эксплуатационных и потребительских свойств готовой продукции.

Инженерные пластики постепенно вытесняют традиционные инженерные материалы, такие как дерево или металл, во многих областях. В зависимости от области применения, инженерным пластикам могут быть приданы необходимые свойства, например, ударопрочность, термостабильность, светостабильность и другие.

Используя преимущества вертикально интегрированной компании, мы производим инженерные пластики на основе ПА-6, предоставляя лучшие инновационные решения и экспертную техническую поддержку.

Наш портфель продукции состоит из ненаполненных, стекло-наполненных, термо- и ударопрочных марок. Инженерные пластики производятся и реализуются дочерним предприятием STFG Filamente GmbH (Германия, г. Рудольштадт), совместными предприятиями ПАО «КуйбышевАзот»: ООО «Волгалон Лтд» и ООО «Волгапласт Компаундинг Лтд» (Россия, г. Тольятти), Kuibyshevazot Engineering Plastics (Китай, Шанхай).

Подробнее читайте на сайтах:

Применение

Благодаря своим свойствам, таким как высокая механическая прочность, устойчивость к воздействию высоких температур, хорошим электроизоляционным свойствам, стойкости к химическим веществам и простоте в переработке, инженерные пластики на основе ПА-6 стали незаменимыми практически во всех отраслях промышленности.
Марка Волгамид Эко-лайн (Volgamid ECO-line), в основе которой переработанный ПА-6, предлагает экологичные решения для применения в автомобильной промышленности, в сфере электрики и электроники, а также потребительских товаров.
— автомобилестроение
— электроприборы и электричество
— промышленные и потребительские товары
Выдающиеся механические свойства и широкий спектр возможностей по индивидуализации продукта на основе инженерных пластиков Волгамид позволяют заменять собой традиционные материалы, такие как металл или дерево, и находить применение в самых разнообразных областях применения как промышленной продукции, так и потребительских товаров.

Технические характеристики

УПАКОВКА

— ПЭ мешки объемом 25 кг. с алюминиевым вкладышем;
— ПП биг-беги с алюминиевым или ПЭ вкладышем;
— Октабины.

Хранение

В упакованном виде в крытом сухом складском помещении на расстоянии не менее 1 метра от отопительных приборов.

Транспортировка

Доставка осуществляется всеми видами транспорта (кроме воздушного) в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Заказ образцов

Осторожно! Мошенники!

Уважаемые партнеры и потребители продукции ПАО «КуйбышевАзот»!

Информируем вас о том, что в настоящее время неизвестными лицами, выдающими себя за дилеров, дистрибьюторов, финансовых агентов или даже сотрудников ПАО «КуйбышевАзот», предпринимаются действия по вступлению в переговоры с нынешними и потенциальными клиентами с целью реализации минеральных удобрений, произведенных предприятием. Аферисты представляются от имени организаций, созвучных с названием «КуйбышевАзот», используют наименования официальных дилеров и представителей, подделывают документы, создают фальшивые сайты-копии с похожими на официальный ip-адресами и с измененными контактами и реквизитами.

Еще раз обращаем ваше внимание: достоверную информацию о дилерах, предложениях и ценах на продукцию ПАО «КуйбышевАзот» можно получить только в соответствующих разделах на официальном сайте компании www.kuazot.ru или у специалистов Управления сбыта предприятия по тел. (8482) 56-11-66, 56-17-65, 56-18-65, 56-19-65.

Если Вам позвонили, представились сотрудником «КуйбышевАзот», и на Вашем телефоне определился номер, соответствующий официальному номеру компании, обязательно наберите номер заново и убедитесь в поступившем вам предложении. Мошенники используют технические средства, «обманывающие» определитель номеров.

Внимание! «КуйбышевАзот» не работает через финансовых агентов!

Просим Вас, во избежание нежелательных последствий, проявить разумную осторожность и не пользоваться информацией о продукции ПАО «КуйбышевАзот» из непроверенных источников и от неизвестных лиц.

В случае возникновения каких-либо сомнений или вопросов относительно полученных Вами предложений или контрактов на приобретение продукции ПАО «КуйбышевАзот», настоятельно рекомендуем вам обращаться по телефонам нашей компании, указанным выше.

Пожалуйста, будьте бдительны, не позволяйте мошенникам обмануть себя!

Источник

Обзор высокотемпературных FDM-пластиков для промышленной 3D-печати

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Сфера применений аддитивных технологий широка: на одном полюсе — настольные принтеры «только PLA», для декоративного применения, на другом — установки для прямой печати металлами, между ними — оборудование и материалы в ассортименте. Чтобы понять, какие материалы необходимы для получения прочной и легкой детали, двигаемся от персональной печати к промышленной. PLA, ABS, SBS — расходники, которые знакомы всем печатникам. PETG, нейлон, поликарбонат — скорее экзотика. Но это далеко не самые серьезные материалы.

Где нужны суперпластики?

Спускаемся с небес на землю: здесь масса уже не так критична, интересны другие свойства инженерных пластиков. Стойкость к агрессивной химии и повышенной температуре, возможность создания недоступных для классических методов структур. При этом — более низкая цена, в сравнении с металлической печатью. Напечатанные изделия используются в медицине, нефтегазовой отрасли, химической промышленности. Как пример — выполненный для иллюстрации в разрезе смешивающий блок со сложной канальной структурой.

Отличие от привычных пластиков

Почему не запускать в космос PLA и не делать вентиляционные решетки салона самолета из ABS? К инженерным пластикам применяется ряд требований связанных с устойчивостью к высоким и низким температурам, огнестойкостью, механической прочностью. Как правило, все сразу. Так что, «плывущий» при взаимодействии с окружающей средой PLA или отлично горящий ABS в небо запускать нежелательно. Теперь — к тому, какие, собственно, пластики используются в промышленной печати по технологии FDM/FFF.

Филаменты с поликарбонатом

Поликарбонат — распространенный в промышленности пластик с высокой ударопрочностью и прозрачностью, производится в том числе и для нужд FDM-печати. Материал лучше держит температуру, чем ABS, устойчив к кислотам, но чувствителен к УФ-излучению и разрушается под воздействием нефтепродуктов.

Чистый поликарбонат, PC

Филаменты на основе полиамида

Полиамиды используются в производстве синтетического волокна, это популярный материал для печати методом выборочного лазерного спекания (SLS). Для печати по технологии FDM/FFF в основном используются полиамид-6 (капрон), полиамид-66 (нейлон) и полиамид-12. К общим чертам филаментов на основе полиамида относятся химическая инертность и антифрикционные свойства. Полиамид-12 более гибок и упруг, по сравнению с PA6 и PA66. Рабочая температура — около 100 °C, отдельные модификации — до 120.

Переходим к самому интересному

Он же — Ultem. Семейство пластиков, разработанных компанией SABIC. Характеристики PEI скромнее показателей PEEK, но стоимость заметно ниже. Ultem 1010 и 9085 — основные материалы Stratasys для печати функциональных деталей. PEI востребован в аэрокосмической отрасли — масса значительно меньше, в сравнении с алюминиевыми сплавами. Рабочие температуры изделий, в зависимости от модификации материала, достигают 217 °C по информации производителя и 213 — по результатам испытаний Stratasys.

Преимущества у PEI те же, что и у PEEK — химическая и температурная стойкость, механическая прочность. Именно этот материал Stratasys продвигает как частичную замену металлу в аэрокосмической отрасли, для беспилотников, изготовления оснастки для формовки, быстрой печати функциональных деталей в опытном производстве.

Сравнение характеристик филаментов

* прокаливание в течение 2 часов при 140 °C.

** Apium PEEK 450 natural, результаты испытаний ударной вязкости аналогичными методами отсутствуют. Термостойкость указана для ненаполненного PEEK.

Данные приведены для филаментов Stratasys, за исключением PEEK. Если указан диапазон значений, значит испытания проводились вдоль и поперек слоев детали.

О композитных филаментах

Большинство материалов для FDM-печати имеют композитные версии. Если говорить о PLA, то в него добавляют порошки металлов или дерева, для изменения эстетических свойств. Инженерные филаменты армируются углеволокном, для увеличения жесткости детали. Влияние таких добавок на свойства пластика зависит не только от их количества, но и от размера волокон. Если мелкодисперсный порошок можно считать декоративной присадкой, то волокна уже значительно изменяют характеристики пластика. Само по себе слово Carbon в названии материала еще не означает выдающихся свойств, нужно смотреть результаты испытаний. Для примера: Stratasys Nylon12CF обладает почти вдвое большей прочностью на разрыв, при испытании вдоль слоев, чем Nylon12.

Экзотический вариант — реализация непрерывного армирования от Markforged. Компания предлагает армирующий филамент для совместной FDM-печати с другими пластиками.

Другие специфические свойства

Пластик может заменить металл во многих областях, так как превосходит его в легкости, тепло- и электроизоляции, стойкости к реагентам. Но до физических показателей металлических изделий распечатки из лучших FDM-филаментов не дотягивают.

Отметим, что похожее решение предлагает компания Virtual Foundry — ее Filamet, с порошком бронзы или меди, запекается аналогичным образом. Выбор металла намекает скорее на декоративное, чем на инженерное применение.

У AIM3D своя реализация подобного принципа — принтер ExAM 255 работает не с филаментом, а с гранулами. Это позволяет использовать для FDM-печати сырье, которое обычно применяется в установках MIM, Metal Injection Molding. Для спекания детали компания предлагает печь ExSO 90. Можно печатать и пластиковыми гранулами, что обычно дешевле, чем использование традиционного филамента.

Специальная техника для инженерных пластиков

Подытожим. Если совсем в двух словах: рассмотренные расходники отличаются от привычных материалов высокой температурой печати, что требует применения специального оборудования, и серьезной термостойкостью и механической прочностью изготовленных деталей. Для работы с такими филаментами нужны 3D-принтеры с рабочей температурой экструдера от 350 °C и термостабилизированной рабочей камерой. Специалисты Top 3D Shop помогут вам с подбором промышленного 3D-принтера и пластиков для решения самых интересных задач.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Подписывайтесь на нас в соц. сетях:

Источник