Prezentujemy druga część poradnika przygotowanego przez fachowców z firmy DuPont. Tym razem dotyczy ona doboru materiału w przetwórstwie tworzyw sztucznych.Wprawdzie nie ma złych materiałów, ale wybrany materiał może okazać się nieodpowiedni dla danego zastosowania. Dlatego też konstruktor musi doskonale znać własności materiałów proponowanych na projektowany wyrób, a ponadto musi bardzo szczegółowo zbadać wszystkie wpływy na jakie narażona będzie wypraska - piszą autorzy poradnika DuPont.
Termoplasty przetwarzane metodą wtryskiwania dzielą się na amorficzne i częściowo krystaliczne. Różnią się one od siebie zarówno budową cząsteczkową jak również wszystkimi własnościami zależnymi od krystalizacji. Ogólnie można powiedzieć, że charakteryzujące się większą wytrzymałością termoplasty częściowo krystaliczne stosowane są głównie na potrzeby technicznych elementów konstrukcyjnych, które muszą spełniać wysokie wymagania mechaniczne. Natomiast wszelkie mniej podatne na paczenie się termoplasty amorficzne bardzo często stosowane są na różnego typu obudowy.
Kolejnym ważnym aspektem są napełniacze i dodatki wzmacniające. Można stosować termoplasty niewzmocnione, wzmocnione włóknem szklanym i napełniane substancjami mineralnymi lub kulkami szklanymi. Włókno szklane zwiększa przede wszystkim wytrzymałość, sztywność i temperaturę użytkowania. Z kolei różnego rodzaju substancje mineralne i kulki szklane wzmacniają co prawda w znacznie mniejszym stopniu, ale za to przeciwdziałają paczeniu się (anizotropii skurczu).
Włókno szklane wywiera również wpływ na parametry przetwórstwa, zwłaszcza na skurcz przetwórczy (mniejszy w kierunku orientacji włókien). Dlatego też tworzyw wzmocnionych włóknem szklanym nie można bez korekty wymiarów wyrobu zastępować tworzywami niewzmocnionymi lub też słabiej wzmocnionymi. To kierunek płynięcia decyduje o kierunku ułożenia włókna szklanego, a następstwem zmian ułożenia jest zasadnicza zmiana wytrzymałości mechanicznej.
Dla zilustrowania tych wzajemnych oddziaływań wycięto na frezarce próbki z płytek wykonanych metodą wtryskiwania, przy czym część próbek została wycięta zgodnie z kierunkiem płynięcia, a druga część w poprzek do tego kierunku. Własności mechaniczne obu typów próbek zbadano na zrywarce.
Spadek wytrzymałości w poprzek do kierunku płynięcia w przypadku PET z dodatkiem 30 proc. włókna szklanego wyniósł dla wytrzymałości na rozciąganie 32 proc., dla modułu sprężystości wzdłużnej 43 proc., a dla udarności 53 proc. Warto wiedzieć, że przy rozpatrywaniu wytrzymałości straty te należy uwzględniać stosując odpowiednie współczynniki bezpieczeństwa. Ponadto do termoplastów dodaje się duże ilości rozmaitych substancji dodatkowych. Działanie takie ma na celu dokonanie korekty innych własności. Przy wybieraniu materiałów należy bardzo szczegółowo sprawdzić wszystkie zmiany własności w odpowiednich broszurach lub bankach danych (np. Campus), albo co jest rozwiązaniem jeszcze lepszym, skorzystać z konsultacji technicznych u specjalistów reprezentujących producentów surowców.
Duże znacznie ma również wpływ wilgoci. Niektóre termoplasty, zwłaszcza PA 6 i PA 66, wchłaniają wilgoć. Wywiera to istotny wpływ na własności mechaniczne, a także na stabilność wymiarów. Dlatego też przy doborze materiału należy zwracać szczególną uwagę na tę właśnie cechę tworzyw.
Na tym jednak kryteria doboru materiału nie kończą się. Dobierając tworzywo należy również brać pod uwagę aspekty technologii przetwórstwa oraz montowania wyrobów. Ponadto należy sprawdzić, czy nie uda się od razu wyprodukować wyrobu wielofunkcyjnego, co pozwoliłoby na uniknięcie kosztownych prac montażowych.
Zdaniem autorów poradnika przestrzeganie powyższych zaleceń korzystnie wpływa na koszty produkcji. Dlatego też przy kalkulacji ceny nie można ograniczać się wyłącznie do ceny surowca. Należy również pamiętać o tym, że zastosowanie materiału o większej sztywności pozwala na zmniejszenie grubości ścianek, a tym samym na skrócenie czasu cyklu. Dobre wyniki daje sporządzenie wykazu wszystkich kryteriów doboru materiału i przeprowadzanie oceny według tego wykazu.
