Polietileno plastiko liejimas: HDPE ir LDPE gidas

Polietilenas (PE) yra labiausiai gaminamas plastikas pasaulyje. Plastiko liejime jis skirstomas į dvi pagrindines šeimas: HDPE standiems komponentams ir LDPE lankstiems. Nė vienas iš jų nesugeria drėgmės jokiu reikšmingu kiekiu, abu atspari beveik kiekvienai įprastai rūgščiai ir šarmui, ir abu yra tarp pigiausių prieinamų dervų. Iššūkis visada yra susitraukimas – PE susitraukia labiau nei beveik bet kuri kita įprastai formuojama medžiaga, ir šio valdymas yra centrinis projektavimo ir įrankių gamybos uždavinys.

Mechaninės ir terminės savybės

Polietilenas yra poliolefinas su beveik nuliniu vandens sugerimu (<0,01 % per 24 valandas). Tai daro jį išskirtinai stabiliu drėgnose aplinkose – priešingai nei nailonas, kuris sugeria 1–3 % vandens ir atitinkamai keičia matmenis.

Savybė	HDPE	LDPE
Tempiamasis stiprumas	20–35 MPa	8–20 MPa
Lenkiamasis modulis	800–1 500 MPa	200–400 MPa
Pailgėjimas iki lūžio	100–1 000 %	200–600 %
Įpjautas Izod smūgio stiprumas	20–80 J/m	nelūžta
Šilumos deformacijos temperatūra (0,45 MPa)	60–85 °C	35–50 °C
Nuolatinė tarnybos temperatūra	90–110 °C	60–80 °C
Vandens sugerimas (24 val.)	<0,01 %	<0,01 %
Tankis	0,94–0,97 g/cm³	0,91–0,93 g/cm³
Formos susitraukimas	2,5–5,0 %	1,5–3,0 %

HDPE išlieka smūgio atsparus iki −50 °C – temperatūroje, prie kurios daugelis inžinerinių plastikų trapėja. Šaltos grandinės įrangai ir lauko komponentams šiaurietiškuose klimatuose tas atsparumas yra svarbus.

HDPE susitraukimo diapazonas (2,5–5,0 %) yra plačiausias tarp visų įprastai formuojamų medžiagų. Sienelės storis, angos konstrukcija ir pakavimo slėgis – visi veikia, kur konkreti detalė atsiduria tame diapazone.

Tipiniai taikymai

HDPE:

• Standūs konteineriai – sunkiasvoriai kiburai, pramoniniai cheminiai buteliai ir buitinio laikymo.
• Vamzdžių jungtys – kolektoriai ir jungtys vandeniui, dujoms ir cheminių medžiagų paskirstymui.
• Vartotojų prekės – pjaustymo lentelės, prietaisų pagrindai ir komunalinės detalės.
• Automobiliai – skysčių rezervuarai ir apsauginiai gaubtai, kur svarbus atsparumas šaltame ore.

LDPE:

• Lankstūs dangčiai – spragtelėjimo dangteliai ir dulkių kepurės, kurios turi deformuotis ir atsigauti pakartotinai.
• Spaudžiami komponentai – minkšto prisilietimo trigeriai ar deformuojami korpusai.
• Medicinos – lankstūs vamzdžių jungtuvai ir vienkartiniai apsauginiai dangteliai.

Liejimo ir projektavimo gairės

PE tirpsta ir teka lengvai, tačiau didelis susitraukimas daro jį viena iš sunkiausių prekybinių medžiagų, kurią reikia išlaikyti siaurose tolerancijose.

• Sienelės storis: Siekite 1,5–4,0 mm. Storų sekcijų PE nuosėdų žymės yra neproporcingai didelės palyginti su kitais plastikais.
• Susitraukimo valdymas: HDPE susitraukia 2,5–5,0 %, kai kristalizuojasi. Plokščios detalės kaip dėklai ir skydeliai išsikraipos, nebent anga yra centrinė ar kelios angos yra subalansuotos. Asimetrinės sienelės sekcijos beveik visada lenksis; pašalinkite jas CAD etape.
• Lydalo temperatūra: HDPE apdorojamas 200–260 °C; LDPE – 180–240 °C. PE toleruoja šiek tiek ilgesnius buvimo laikus cilindre nei POM, tačiau irimas vis tiek vyksta virš 300 °C.
• Nuolydžio kampai: Standartinis yra mažiausiai 1°. LDPE, kuris yra minkštesnis, kartais galima mažiau nuolydžio, tačiau daugiau visada geriau švariam išstūmimui.
• Išstūmimas: LDPE lankstumas reiškia, kad detalės dažnai gali būti nuluptos nuo šerdžių nelūžtant – tai privalumas prieslydimo elementams, kurie kitoje standesnėje medžiagoje reikalautų šoninių pavaros elementų.

Medžiagų klasės

Klasė	Savybė	Tipinis taikymas
HDPE natūralus	Standus, maža kaina	Bendrieji korpusai, dangteliai
UV stabilizuotas HDPE	Atsparus saulės poveikiui	Lauko jungtys, kiburai
Stiklu pildytas HDPE	Didesnis standumas	Pramoninės konstrukcinės dalys
Maisto kontakto HDPE	FDA/ES sertifikuotas	Maisto kiburai, butelių dangteliai
LDPE natūralus	Minkštas, lankstus	Apsauginiai dangteliai, dangčiai

UHMWPE (itin aukštos molekulinės masės polietilenas) yra techniškai polietilenas, tačiau negali būti formuojamas injekciškai – jo klampumas yra per didelis įprastiems sraigtams. Komponentai, kuriems reikalingos UHMWPE savybės, apdirbami iš parengtinių štangų ar lakštų.

Privalumai ir apribojimai

Kodėl rinktis polietileną:

• Labai maža medžiagos kaina.
• Puikus atsparumas rūgštims ir šarmams – tinkamas cheminiam kontaktui.
• Išlieka atsparus smūgiams žemiau nulio temperatūros (HDPE iki −50 °C).
• Natūraliai tinkamas maistui ir labiausiai perdirbamas plastikas pasaulyje.

Į ką atkreipti dėmesį:

• Mažas standumas: Netinkamas konstrukcinėms dalims po reikšminga apkrova.
• Klijavimo problemos: Paviršiaus apdorojimas (liepsna, korona) yra privalomas prieš adhezyvų klijavimą ar dažymą.
• Didelis susitraukimas: Didelės, plokščios PE detalės išsikraipos, nebent kruopščiai suprojektuotos ir su angomis.
• UV irimas: Nurodykite UV stabilizuotą klasę bet kokiam lauko taikymui.

PE pasirinkimas prieš alternatyvas

• PE prieš PP: Rinkitės HDPE šaltų orų atsparumui (−50 °C). Rinkitės PP gyvenamajam vyriui arba jei detalė turi atlaikyti verdantį vandenį ar autoklavavimą.
• PE prieš TPE: Rinkitės LDPE pigiai, lanksčiai detalei. Rinkitės TPE, jei reikalingas tikras elastinis atstatymas ar gumos tipo taktilinis jausmas.

Tvarumas

Polietilenas turi dervų kodus 2 (HDPE) ir 4 (LDPE) – tarp labiausiai perdirbamų tiek pramoninėse, tiek vartotojų srautuose. Nekritinėms pramoninėms detalėms perdirbtas turinys dažnai gali būti įtrauktas siekiant sumažinti sąnaudas ir anglies pėdsaką. Bio-pagrįstas HDPE, gautas iš cukranendrių etanolio, prieinamas projektams su specifiniais aplinkosaugos reikalavimais.

Nordmould siūlo įrankius nuo €3 000 ir mažo kiekio gamybą nuo 100 vienetų. Atsiųskite mums savo STEP failą nemokamam DFM peržiūrai – įvertinsime sienelių storius ir susitraukimo rizikas, kad užtikrintume, jog jūsų PE detalės yra paruoštos gamybai. Gauti pasiūlymą.