Utvärdering av UV-resistenta plastalternativ

Här är de sju bästa UV-resistenta polymererna

Alla vet att de ska applicera solskyddsmedel när de ligger på stranden eller tillbringar en lat lördagseftermiddag med att fiska. Det beror på att solens ultravioletta (UV) strålar kan orsaka förödelse på oskyddad hud, vilket orsakar en smärtsam solbränna eller värre. Polymerer lider liknande skador av UV-strålning, om än långsammare och mycket mindre dramatiskt än människor.

Till exempel leder solljus till gulning och så kallad "kritning" eller blekning. Denna missfärgning är dock mer än kosmetisk. Fotodegradering kan också minska drag- och slaghållfastheten, vilket gör plast sprött, benäget att spricka och mottagligt för permanent deformation inför mekaniska krafter.

Lägg till allt så ser du snabbt varför det är absolut nödvändigt att välja rätt material när du designar gjutna produkter som kommer att spendera mycket tid utomhus. Lyckligtvis finns det en hel del sådana UV-resistenta material tillgängliga, som alla är kandidater för formsprutning, bearbetning eller 3D-utskrift av plast. Och även på plast som inte anses vara UV-resistent finns det ofta tillsatser som hjälper till att göra materialet mindre benäget för fotodegradering.

I ingen särskild ordning är alltså här de sju bästa UV-resistenta polymererna, tillsammans med några typiska applikationsexempel.

Polykarbonat (PC)
En UV-resistent polymer som kan 3D-skrivas ut (och bearbetas eller plastformuleras) är polykarbonat (PC). Materialleverantörer är dock snabba att påpeka att hartset som används i stereolitografi (SLA) 3D-skrivare är "polykarbonatliknande" och inte ett riktigt polykarbonat. Oavsett är egenskaperna ganska lika, och ur ett designperspektiv är de två i huvudsak utbytbara. PC är klar som glas (nästan) men mycket mer slagtålig - ungefär 200 gånger starkare, faktiskt. Det är också tolerant mot extrema temperaturer, vilket gör det till ett bra val för produkter som ser regelbunden utomhusanvändning, såsom skyddsglasögon och ansiktsskydd, fönster för tung utrustning, genomskinliga behållare och mer, för att inte tala om behållare som finns i medicinska applikationer. Tänk dock på att polykarbonat rankas bland de dyrare av UV-resistenta polymerer.

PMMA, akryl eller plexiglas
Bättre känd som akryl eller plexiglas, polymetylmetakrylat (PMMA) är ett billigare men svårare alternativ till PC. Det är inte lika tufft och är faktiskt lite sprött, men uppvisar bättre optisk klarhet och reptålighet än PC. Akryl är också ungefär hälften av glasets vikt och mycket starkare dessutom. Finns i en nästan regnbåge av färger (för formsprutning) och med en kontinuerlig driftstemperatur på 65 ° C, det är vanligt att se PMMA på utomhusskyltar, detaljhandelsdisplayer och dekorativa paneler. Protolabs tillverkar inte skyltar men bearbetar och formar rutinmässigt detta UV-resistenta material för kunder inom den optiska och vetenskapliga industrin.

PTFE (teflon)
Du hänvisar nästan säkert till polytetrafluoretylen (PTFE) med sitt handelsnamn Teflon, grejer av köksredskap och andra non-stick ytor. Denna välkända fluorpolymer har en av de lägsta friktionskoefficienterna som finns, och även om dess mekaniska hållfasthet inte kommer i närheten av de flesta polymerer av ingenjörskvalitet, förblir den funktionell vid mycket högre temperaturer (-200 ° C till 260 ° C). Dessutom är PTFE en utmärkt elektrisk isolator, är både flexibel och utmattningsbeständig och är känd för sin kemiska inertitet. Det är en favorit bland medicinska produktutvecklare som använder den för att göra hjärtplåster, ligamentbyten och kardiovaskulära transplantat. Forskare linjerar reaktionskärl och annan laboratorieutrustning med PTFE, medan biltillverkare använder den i ventilspindeltätningar, lagerfoder och huvudpackningar. För närvarande begränsar vi PTFE-delar till vår bearbetningstjänst, även om det, som du kommer att se, finns flera UV-resistenta alternativ som också är lämpliga för formsprutning av plast.

POM, Acetal eller Delrin
En av dessa är polyoxymetylen (POM), aka acetal, Delrin, Celcon och andra välkända men ofta varumärkesskyddade namn. Liksom många polymerer finns POM med olika "fyllningar" för att öka slitstyrkan, utmattningshållfastheten eller elektriska egenskaper, men även utan dessa tillsatser är det väldigt tufft. Den erbjuder en låg friktionskoefficient och är värme-, slitage- och UV-beständig och har därför stor användning i fordons- och andra utomhusapplikationer. Men på grund av POM: s känslighet för vissa syror och klor bör man vara försiktig när man använder den i vissa kemiska miljöer.

PEI eller Ultem
Det gör även polyeterimid (PEI) eller Ultem. Som namnet antyder är PEI en exceptionellt höghållfast plast som är resistent mot solljus, flamma, höga temperaturer, en rad kemikalier. Det är också en utmärkt elektrisk isolator (dvs har hög dielektrisk styrka). Även här finns olika fyllningar tillgängliga för att förbättra PEI: s redan beundransvärda egenskaper ytterligare. Det kan också produceras i transparenta eller genomskinliga versioner. Eftersom det tål upprepad kortvarig exponering för varmt vatten och ånga, ser Ultem bred användning i autoklaver och de medicinska instrument som går i dem. Biltillverkare använder den för strålkastarreflektorer och värmesköldar, elektronikleverantörer sätter PEI i arbete i kontakter, kapslingar och monteringsfästen, medan flygtillverkare använder PEI i allt från bränsleventiler och motordelar till matbrickor och rattar. Enkelt uttryckt är PEI den switch hitter du väljer för en mängd olika bearbetade ochinjektionsmolded komponenter.

Pps
Sist men absolut inte minst på den UV-resistenta hitparaden finns polyfenylensulfid (PPS). Som med Ultem (PEI) och, i mindre utsträckning, Delrin (POM) är PPS en mycket användbar polymer av ingenjörskvalitet. Det är också flam-, kemiskt,elektriskt och värmebeständigt. Den kan vara lite spröd men anses annars vara både stark och hållbar (speciellt när den förstärks med lite glasfyllning). På grund av detta används den i stor utsträckning inom flyg-, fordons- och medicinsk industri. På Protolabs lagerför vi PPS-material från Ryton eller Fortron, där det är en favorit bland dem som letar efter robusta formsprutade delar.

Hittade du inte materialet du letade efter? Det är okej. Det är viktigt att notera att tillverkare kan uppnå UV-beständighet på andra sätt. Som tidigare nämnts kan många polymerer som annars skulle sparkas ut ur solljusälskarens klubba göras mer strålningssäkra via lite glas,fiber eller metallfyllning. Det är också möjligt att undvika fotodegradering på mekanisk väg - till exempel är PVC- och CPVC-rör som används utomhus ofta inslagna eller målade med en UV-resistent beläggning, en enkel men ändå lämplig lösning.

Slutligen bör deldesigners fråga sig hur länge produkten förväntas tåla UV-strålning. Till skillnad från solbränna på stranden är fotodegradering en långsam process. Antag att delar bara kommer att utsättas för miljön i några månader eller till och med ett år eller två - spelar det verkligen någon roll att de blir lite gula, förutsatt att de behåller de nödvändiga elektriska, termiska eller mekaniska egenskaperna under sin avsedda livslängd? Om du vill utforska andra material eller diskutera alternativ till att göra dina delar mer UV-resistenta, motstå inte att kontakta en av våra applikationsingenjörer på customerservice@protolabs.se eller +46 (0) 8408 391 86.

2022-08-11 - Industritorget

Kontaktinformation

Protolabs

08408 391 86

Se hemsida

Skicka e-post

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Skriv ut
Tipsa

Postadress
Halesfield 8
TF74QN Telford

Besöksadress
Sickla Industriväg 3
13154 Nacka

Region
Storbritannien

Organisationsnummer:
5366160

Grundat: Ej angivet
Anställda: Ej angivet

Kontakter

Länkar

Filmer

Karta

Välkommen till Protolabs!

Företaget grundades 1999 av Larry Lukis, en framgångsrik entreprenör och datanörd. Han ville radikalt minska tidsåtgången för att ta fram formsprutade prototypsdelar.

Hans lösning var att automatisera den traditionella produktionsprocessen genom att utveckla en komplex mjukvara som kommunicerade med ett nätverk av fräsar och pressar. Till följd av detta kunde plast- och metalldelar produceras på en bråkdel av den tid det tidigare hade tagit.

Hur vi kan hjälpa
Snabbare produktutveckling, minskade kostnader och optimerad leveranskedja med 3D-utskrifter, CNC-bearbetning och formsprutning som tekniken möjliggör.

Välkommen att kontakta oss!

Skicka förfrågan