PMMA / akrilo plastiko liejimas: savybės ir projektavimo gidas
PMMA (polimetilmetakrilatas), plačiai žinomas kaip akrilas, yra optinio skaidrumo etalonas plastiko liejime. Pasiekiant 92 % šviesos pralaidumą ir su įgimtu UV stabilumu, jis pranoksta polikarbonatą lauko sąlygomis be dangų. Medžiaga naudojama LED lęšiams, ekranų dangčiams, automobilinių galinio žibinto grupėms ir visur, kur stiklo išvaizda turi būti formuojama į sudėtingą trimatę formą.
Mechaninės ir terminės savybės
PMMA yra standus, amorfinis termoplastas. Jo stiklo tipo skaidrumas atsiranda dėl kristalinės struktūros nebuvimo, nors ta pati struktūra daro jį trapų – jis lūžta po aštriu smūgiu, o ne deformuojasi.
| Savybė | Tipinė vertė | Bandymo standartas |
|---|---|---|
| Tempiamasis stiprumas | 55–80 MPa | ISO 527 |
| Lenkiamasis modulis | 2 700–3 300 MPa | ISO 178 |
| Izod smūgio stiprumas (įpjautas, 23 °C) | 15–25 J/m | ISO 180 |
| Šilumos deformacijos temperatūra (0,45 MPa) | 90–105 °C | ISO 75 |
| Vikato minkštėjimo taškas | 100–115 °C | ISO 306 |
| Tankis | 1,17–1,20 g/cm³ | ISO 1183 |
| Formos susitraukimas | 0,2–0,6 % | ISO 294-4 |
| Šviesos pralaidumas | ~92 % (3 mm) | ASTM D1003 |
| Lūžio rodiklis | 1,49 | ASTM D542 |
| Rokvelio kietumas | M80–100 | ASTM D785 |
Akrilo labai mažas susitraukimas (0,2–0,6 %) ir izotropinis aušimo elgesys leidžia tiksliai valdyti matmenis optiniuose paviršiuose ir surinkimo geometrijose. Šiuo požiūriu jis yra šalia PC ir gerokai lenkia pusiau kristalinius materijalus.
Tipiniai taikymai
LED optika ir apšvietimas: Automobiliniai galinio žibinto lęšiai, šviesos laidai ir antrinė gatvių apšvietimo optika. Čia pirmenybė teikiama PMMA, nes jis negelsvėja veikiant UV spinduliams – tai lėtinė problema su dengtu polikarbonatu.
Vartotojų elektronika: Prietaisų ekranų langai, išmaniojo laikrodžio dangteliai ir aukštos kokybės rėmeliai. Jo paviršiaus kietumas (Rokvelio M80–100) suteikia geresnį atsparumą įbrėžimams nei PC – tai svarbu bet kokiai reguliariai lieičiamai detalei.
Medicinos įranga: Kraujo oksigenatoriaus langai ir skysčių talpyklos, kur svarbu vizualinė kontrolė. Prieinamos ISO 10993 suderinamos klasės – klasė ir dokumentacija turi būti patvirtintos pasiūlymo stadijoje.
Prekybos vieta ir ekranai: Aukštos kokybės ekraninės dėžutės ir kosmetikos pakuotės. Akrilas suteikia stiklo išvaizdą maždaug perpus mažesniu svoriu ir daug mažesnėmis apdirbimo sąnaudomis.
Liejimo ir projektavimo gairės
PMMA yra klampesnis nei ABS esant lygiavertėms temperatūroms ir ypač jautrus su drėgme susijusiems defektams. Vartų blyškumas, išlydai ir srautas yra trys dažniausios problemos.
- Lydalo temperatūra (220–270 °C): Perkaitimas virš 280 °C sukelia pageltimą ir dujų burbulius. Skirtingai nei PC, PMMA netoleruje ilgo buvimo laiko aukštose temperatūrose.
- Formos temperatūra (50–80 °C): Optinėms detalėms veikite aukštesniame diapazone (70–80 °C), kad sumažintumėte vidinę įtampą ir pagerintumėte paviršiaus atkūrimą. Šaltos formos įšaldo įtempius ir gamina drumstas detales.
- Įpurškimo greitis: Vidutinis iki lėtas, su laipsniniu profiliu. PMMA yra linkęs į srautą – kai medžiaga šauna į ertmę kaip greitas srovė, o ne pildosi palaipsniui. Laipsniškas pildymo frontas suteikia geriausią rezultatą.
- Džiovinimas yra privalomas: Džiovinkite iki žemiau 0,08 % drėgmės (0,04 % optikai) drėgmę šalinančiame džiovintuve 80–90 °C temperatūroje 4–6 valandas. Net nedidelė drėgmė sukelia sidabrinius dryžius, kurių negalima išpoliruoti.
- Nuolydžio kampai: Mažiausiai 1° poliruotuose paviršiuose. PMMA yra standus ir mažo susitraukimo, todėl išstūmimo jėga yra didesnė nei su minkštesnėmis medžiagomis kaip PP – tinkamas nuolydis apsaugo nuo brėžimo žymių ant poliruotos ertmės sienelės.
- Angos vieta: Skaidrioms detalėms krašto ar ventiliatoriaus angos laiko liekanų ir įtempių žymes toliau nuo regimosios srities. Venkite taškinių angų ant optinių paviršių.
Medžiagų klasės
| Klasė / variantas | Pagrindinė savybė | Tipinis taikymas |
|---|---|---|
| Standartinis PMMA | Aukštas skaidrumas | Bendrieji ženklai, dangteliai |
| Optinė klasė | Mažas drumstumas, tikslus RI | Fotoaparato lęšiai, šviesos kreiptuvai |
| Didelio smūgio atsparumo | Guma modifikuotas | Vartotojų korpusai |
| Atsparesnis karščiui | Aukštesnė HDT (iki 115 °C) | Automobilio apšvietimas |
| Šviesos sklaidymo | Sklaidymo agentai | LED skydeliai, foninio apšvietimo ženklai |
Guma sukietintas PMMA gali padidinti įpjautą Izod smūgio stiprumą iki maždaug 100 J/m, tačiau tikėtinas nedidelis šviesos pralaidumo sumažėjimas – paprastai 2–4 procentiniai punktai priklausomai nuo klasės.
Privalumai ir apribojimai
Privalumai:
- Didžiausias šviesos pralaidumas tarp prekybinių formuojamų plastikų (~92 %).
- Puikus UV atsparumas – negelsvėja be dangų.
- Geresnis atsparumas įbrėžimams nei PC (Rokvelio M80–100 prieš M70 PC).
- Labai mažas, izotropinis susitraukimas tiksliam optiniam ir matmenų darbui.
Apribojimai:
- Trapumas: PMMA lūžta po smūgio, o ne deformuojasi. Netinkamas smūgio testuotiems surinkiniams.
- Cheminis jautrumas: Veikiamas daugelio įprastų tirpiklių – alkoholių, ketonų, esterių. Patikrinkite suderinamumą prieš nurodydami surinkimo klijus ar valymo priemones.
- Mažas atsparumas karščiui: Detalės minkštėja virš 90–105 °C (HDT). Netinkama indaplovių ar variklio vano aplinkoms.
- Klampus tekėjimas: Sunkiau užpildyti plonas sieneles nei ABS ar PP. Angos projektavimas ir pildymo analizė yra svarbūs sienelėms žemiau 1,5 mm.
PMMA pasirinkimas prieš polikarbonatą
Sprendimas dažniausiai priklauso nuo smūgio atsparumo prieš optinę kokybę ir lauko patvarumą.
- Rinkitės PMMA, jei reikalinga kuo skaidresnė detalė, įgimtas UV stabilumas arba geresnis paviršiaus kietumas.
- Rinkitės PC, jei detalė turi atlaikyti kritimą, smūgį ar temperatūras virš 100 °C.
Tvarumas
PMMA turi 7 dervų kodą. Pramoninės galimybės yra gana lanksčios – jis gana lengvai perdirbamas depolimerizacija, kuri paverčia jį atgal į pradinį monomerą aukštos kokybės pakartotiniam naudojimui. Neoptinėms detalėms gali būti įtraukiamas po pramoninio perdirbimo regrintas, siekiant sumažinti medžiagos atliekas.
Nordmould siūlo įrankius nuo €3 000 ir mažo kiekio gamybą nuo 100 vienetų. Atsiųskite mums savo STEP failą nemokamam DFM peržiūrai – patikrinsime sienelių storius ir angų vietas, kad patvirtintume, jog jūsų akrilinės detalės yra paruoštos gamybai. Gauti pasiūlymą.