Sådan vælger du plastmateriale til sprøjtestøbning

Start med at kigge på emnets geometri. Godstykkelsen er afgørende for risikoen for kast og sugninger, og for hvilke tolerancer du kan holde. Læs mere om godstykkelse og køling.

Materialets svind bestemmer, hvor meget emnet trækker sig sammen under afkølingen, og det kompenseres for i værktøjet. Hvor stort svindet er, afhænger af materialet: ABS svinder typisk 0,4 til 0,8%, POM 1,3 til 2,5% og PP 1 til 2%. Additiver påvirker også svind.

Derfor hænger godstykkelse og materialevalg sammen. Et emne med varierende godstykkelse i et materiale med højt svind bliver sjældent dimensionsstabilt, uanset hvor godt værktøjet er.

Ved en kortvarig, stor belastning, for eksempel når en snap-lås klikkes på plads, er det trækstyrke og slagfasthed der er interessant. Ved en vedvarende belastning, for eksempel et beslag der bærer en konstant vægt, er det krybning, altså at emnet langsomt giver sig og ikke retter sig op igen. Ved en gentagen belastning, for eksempel et hængsel eller et tandhjul, er det udtrætning, hvor emnet svigter efter mange belastninger.

Til høje mekaniske belastninger og slidudsatte emner er PA6 og POM gode valg. PA6 giver den højeste trækstyrke uden fyldstoffer eller glasfiber, typisk 50 til 85 MPa målt på et nystøbt emne, og har god modstandsdygtighed over for slid. POM ligger lidt lavere på trækstyrke, omkring 50 til 70 MPa, men giver lav friktion, giver sig kun lidt under vedvarende last og har god dimensionsstabilitet. Derfor er POM et oplagt valg til bevægelige dele som tandhjul, glidelejer og bøsninger, hvor emnet skal holde forspændingen.

Med 30% glasfiber bliver PA6 så stærkt, med en trækstyrke på 110 til 180 MPa, at det i visse tilfælde kan erstatte letmetal. Til gengæld bliver emnet mere sprødt. Vi kører sprøjtestøbning i tekniske plastmaterialer både med og uden fyldstoffer og glasfiber.

Et emne tæt på en motor eller en strømforsyning er varmt, så længe udstyret kører. Et emne udendørs kan veksle mellem eksponering af frost om vinteren og solvarme om sommeren. Og et emne i en bil kan møde godt over 80 °C i kabinen om sommeren.

Til vedvarende varme tåler PA6 og PC/ABS typisk op til omkring 110 °C, hvor ABS ligger på 70 til 90 °C. Skal emnet klare skift mellem kulde og varme, er PC/ABS og PE gode valg, mens PP som udgangspunkt bliver sprødt omkring frysepunktet.

Skal dit emne bruge brandhæmmer, er det også en vigtig del af materialevalget. Brandhæmmeren påvirker både de mekaniske egenskaber, farve og overflade og prisen. UL 94-klassifikationen oplyses for stort set alle plasttyper.

Skal dit emne sidde i eller omkring elektronik, bør du kigge på krybestrømsfasthed og statisk elektricitet.

Krybestrøm er en uønsket elektrisk strøm, der løber uden for det normale kredsløb, ofte langs overfladen af isoleringsmaterialer på grund af fugt, snavs eller skader.

Fordi plast isolerer godt, kan emnet blive statisk opladet. Det tiltrækker snavs og kan skade elektronikken. Løsningen er et antistatisk additiv eller et ledende fyldstof som kulstof.

PP og PE er gode i elektriske forhold, fordi de optager næsten ingen fugt og derfor holder deres egenskaber stabile.

Rengøringsmidler og kemikalier, fugt og UV fra sollys kan påvirke materialerne.

PP og PE tåler et bredt felt af kemikalier og rengøringsmidler, og derfor bruges PP meget i sundhedssektoren og fødevareindustrien. PA6 er mere følsom over for syrer, og ABS påvirkes af opløsningsmidler og fedtstoffer.

PA6 optager fugt fra luften, hvilket kan få emnet til at vokse op til omkring en halv procent og gør det sejere, mens styrken og stivheden falder. Det betyder at emnet giver sig mere og passer anderledes på sigt. POM påvirkes langt mindre, og PP næsten ikke.

UV fra sollys nedbryder overfladen, så emnet kridter, gulner og bliver mere sprødt med tiden. Til udendørs brug er PP med UV-stabilisator et godt valg. Sort indfarvning beskytter også godt, fordi pigmentet optager UV-lyset i overfladen.

Dit emnedesign har også indflydelse på materialevalget, både farven, overfladefinishen, formen og eventuelle mærkater eller tryk. Nogle plasttyper er lettere at indfarve end andre, og nogle giver højere glans. Nogle egner sig bedre til store overflader og nogle hæfter bedre med tryk og mærkater.

Farve: ABS er lys og tager pigment let, hvor POM er mælkehvid og PA6 gullig, så materialets egen farve slår igennem og gør det sværere at ramme en bestemt farve.

Overfladefinish: Amorfe typer som ABS og PC/ABS giver den højeste glans, hvor PP, POM og PA6 giver en mattere overflade.

Form: Emner med større overflader kan risikere sugninger, og her holder et materiale med lavt svind, som ABS, overfladen pænest.

Mærkater og tryk: Tryk hæfter godt på ABS, PC og PA6.

Økonomien i materialevalget afhænger af kiloprisen, densiteten og cyklustiden. Materiale betales efter vægt, og et emne i PP bruger omkring en tredjedel mindre materiale end samme emne i POM, på grund af densitet. Cyklustiden spiller ind, fordi køletiden fylder mest i cyklussen, og en kortere cyklus giver flere emner pr. maskintime.

Hvis I har valgt et materiale, fordi det er jeres standardmateriale, kan det være en god idé at genoverveje valget. Nogle gange kan et dyrere teknisk materiale erstattes af en billigere plast med det rigtige additiv, for eksempel PP med glasfiber eller talkum.