Пълно ръководство за ABS материал: свойства, приложения и предимства
Миналия месец клиент ме попита защо корпусът на зарядното им за батерии се е спукал след шест месеца. Погледнах спецификацията на материала, която изпратиха. ABS с общо предназначение, оценен за максимум 80 градуса, но вътрешната електроника натискаше 95 градуса по време на циклите на зареждане. Никой не провери. Класическа грешка.
Пиша това, защото нашият екип по продажбите продължава да ми изпраща едни и същи въпроси от различни клиенти. Може би поставянето на всичко на едно място спестява време на всички.
Основи на ABS
Акрилонитрил бутадиен стирен. Три компонента, всеки от които прави нещо различно. Акрилонитрил за химическа устойчивост. Бутадиен за въздействие. Стирен за твърдост и покритие на повърхността.
Съотношението между тези три определя характеристиките на степента. Повече бутадиен означава по-добро въздействие, но по-мек материал. Повече акрилонитрил означава по-добра химическа устойчивост, но по-трудна за обработка. Всеки производител ги балансира по различен начин, поради което не можете просто да размените доставчиците и да очаквате идентични резултати.
Научихме това през 2019 г., може би 2020 г., когато финансите ни накараха да сменим доставчиците на ABS. Спестих около 8% от материал, мисля. Същите спецификации на листа с данни, същия MFI рейтинг, същото всичко на хартия. Отне ни почти месец корекции на процеса, преди отново да получим приемливи части. Поведението на потока беше напълно различно. Нашият инженер искаше да убие някого. Всъщност мисля, че това беше проектът, който го накара най-накрая да се откаже няколко месеца по-късно, макар че не съм напълно сигурен. Както и да е. Никога повече не сменяйте доставчика само за спестяване на разходи без първо задълбочено тестване.
Някои клиенти питат за съдържанието на рециклиран ABS. Честно казано не сме фенове. Силата на удар спада, консистенцията на партидата излиза извън прозореца и миризмата по време на обработка е забележимо по-лоша. Миналата година имаше една партида повторно смилане, която миришеше на изгорели гуми. Операторът помислил, че машината гори. Оказа се, че предишният собственик е обработил нещо странно и то е замърсило потока от смилане. За вътрешните скоби никой не вижда, добре. За всичко друго, само чист материал.
Механични свойства
Няма да изброявам всяко свойство от листа с данни. Можете да го видите сами. Ще ви кажа какво всъщност има значение, когато нещата се объркат.
Сила на ударЕто защо повечето хора избират ABS пред по-евтини алтернативи като HIPS или PP. ABS оцелява при изпускане, грубо боравене, злоупотребата, която се случва по време на транспортиране и монтаж. Имахме клиент, който премина от ABS към PP, за да спести пари за корпуса на оборудването си. Шест месеца по-късно те се върнаха, защото процентът на повреди от спукани корпуси изяждаше всичките им спестявания, а след това и някои.
Якост на опъноколо 40-50 MPa е подходящо за повечето приложения в корпуси. Ако имате нужда от повече от това, ABS вероятно не е вашият материал. Вижте опциите за компютър или стъкло.
Номерът, който причинява най-много производствени главоболия, е MFI.Индекс на течливост на стопилка. Листът с данни казва 22, действителната партида може да е от 19 до 26. Сега проследяваме входящия материал за всяка пратка, защото сме били изгаряни твърде много пъти. Някои доставчици са по-строги от други. Корейските и японските степени са склонни да бъдат по-последователни. Някои от по-евтините местни опции... нека просто кажем, че получавате това, за което плащате. Виждал съм конкуренти да изпращат части с видими маркировки на потока, защото не си правят труда да проверяват входящия материал. Техният клиент в крайна сметка става наш клиент, но всъщност не искам да печеля бизнес така.
Температурните характеристики са там, където ABS има ясни граници. Стъклен преход около 105 градуса означава практическа непрекъсната употреба до може би 85 градуса за стандартни степени. Топлоустойчивите-класове повишават това, но струват повече. Грешката, която виждам постоянно: инженерите проектират въз основа на температурата на околната среда, без да отчитат вътрешното генериране на топлина. Електрониката генерира топлина. Двигателите генерират топлина. Захранващите устройства генерират топлина. Докато съберете всичко това, вашето приложение "40 градуса околна среда" всъщност работи при 75 градуса или по-висока вътре в корпуса.
Класове за забавяне на горенето
Това е мястото, където прекарвам по-голямата част от времето си, обяснявайки нещата на клиентите, така че ще навляза по-подробно тук.
UL 94 е стандартът, на който всички се позовават. V-0, V-1, V-2, 5VA. Повечето приложения на корпуса на батерията изискват минимум V-0. Някои автомобилни спецификации изискват 5VA. Проблемът е, че UL оценките зависят от дебелината и повечето хора не осъзнават това, докато вече не са поръчали инструменти.
Материал с оценка V-0 при 1,5 mm може да постигне V-1 само при 1,2 mm. Жълтата карта на UL посочва точно кои дебелини са тествани. Ако дебелината на стената ви не съвпада, не можете да приемете, че се прилага същата оценка. Виждал съм проекти, забавени с три месеца, защото някой е проектирал 1,2 mm стени, приемайки, че рейтингът V-0 ще се пренесе от данните от теста за 1,5 mm. Не става така.
Промишлеността се е отдалечила предимно от бромираните забавители на горенето поради екологичните разпоредби, особено за всичко, което отива в Европа. Настоящите FR-ABS формули използват базирани на фосфор-или минерални системи. Ефективността е близка до старите бромирани версии сега, но ранните поколения имаха забележимо по-ниска якост на удар. Ако заменяте стар дизайн, който използва бромиран FR-ABS, вземете проби и тествайте. Не предполагайте еквивалентност.
По-специално за приложения на батерии, някои клиенти сега питат за UL 2596 термично изпитване. Това е различен стандарт от UL 94 и не всички класове FR-ABS са тествани спрямо него. Ако вашият краен продукт се нуждае от този сертификат, потвърдете с вашия доставчик на материали, преди да се ангажирате с клас. Миналата година имахме проект, при който клиентът предположи, че техният FR-ABS ще премине теста за термично изпускане, тъй като беше с рейтинг V-0. Не мина. Различен тест, различни изисквания. Те трябваше да преминат към комбинация PC/ABS на по-висока цена и да забавят пускането.
Кои класове FR{0}}ABS всъщност използваме? Предимно SABIC и LG Chem. SABIC тече по-добре при сложни геометрии, по-малко къси удари и проблеми с линията на заваряване. LG е добра цена, но входящата проверка не-подлежи на обсъждане. Отхвърлихме три партиди от тях миналата година, всички за MFI извън спецификациите. Смениха ги без аргументи, толкова ясно, че знаеха. За наистина критични части, където не можем да си позволим никакви промени в процеса, SABIC. За-чувствителна към разходите работа с голям обем, където можем да управляваме променливостта, LG. Chimei е по-евтин и от двата, но не харесвам техническата им поддръжка. Когато нещо се обърка, вие искате доставчик, който да вдигне телефона.
О, едно нещо, което забравих да спомена по-рано за прехода-без халоген. Някои от по-старите бромирани FR формули имаха забележимо по-добра ударна якост. По-новите системи,-базирани на фосфор, до голяма степен запълниха тази празнина, но ако заменяте наследен дизайн, който използва старата химия, тествайте щателно. Накарахме клиент да приеме еквивалентност и техният процент на преминаване на теста за падане премина от 99% на може би 92%. Не е бедствие, но определено се забелязва. В крайна сметка се наложи леко да се коригира дебелината на стената, за да се компенсира.
Където ABS работи добре
Корпуси за битова електроникаостава най-голямото приложение. Дистанционни, клавиатури, монитори, дребни електроуреди. Добра устойчивост на удар, хубава повърхност, поема добре боя и текстура, разумни разходи. Това е стокова територия и ABS доминира по основателни причини.
Корпуси за батерийни модулирастат бързо. 18650 държачи, малки пакети за електроинструменти, UPS кутии за батерии, калъфи за батерии за е-велосипеди. Дебелината на стената обикновено е 1,5-2,5 mm, необходими са класове FR, обеми от прототип до милиони годишно. Това все повече става основният ни бизнес.
Автомобилни интериорни частикато компоненти на таблото, вентилационни отвори, декоративни елементи. Смесите PC/ABS са обичайни тук за по-висока устойчивост на топлина. Изискванията към автомобилната верига за доставки обаче са взискателни. IATF 16949 сертификат, пълна проследимост, PPAP документация. Ако все още не сте в автомобилостроенето, процесът на квалификация отнема минимум година и струва истински пари.
Където ABS не работи
Ще бъда директен за това, защото спестява време на всички.
- Приложения на открито без UV защита.ABS пожълтява и става крехък при излагане на UV лъчи. За външна употреба или го боядисайте, използвайте UV-стабилизиран покривен слой или вместо това изберете ASA. Имахме клиенти, които настояваха за небоядисан ABS за корпуси на външно оборудване, въпреки нашите предупреждения. Година по-късно частите изглеждаха ужасно и се опитаха да ни обвинят. Изпратихме им имейл веригата, където препоръчахме да не го правят. Този разговор не мина добре, но не поемам отговорност за решенията, които изрично препоръчахме.
- Среда с висока температура.Над 85 градуса непрекъснато стандартният ABS омекотява и се деформира. Топ{2}}устойчивите степени помагат, но имат ограничения. Над 100 градуса непрекъснато гледате PC, PA или специални материали. Един проект от около 2021 г. включваше корпуси за оборудване, влизащо във външни шкафове в Близкия изток. Летните температури вътре в тези шкафове лесно достигат 70 градуса. Ние препоръчахме топлоустойчив{10}}клас, купувачът на клиента каза, че е твърде скъп, отхвърли инженера. Гаранционните искове започнаха през първото лято. В крайна сметка изядохме разходите за смяна на материали, защото връзката имаше повече значение от това да сме правилни. Скъп урок. Човекът, който купува, е преназначен на нещо друго, чух. Малка утеха.
- Големи структурни кутии за батерии.Големите корпуси за батерийни пакети за електромобили, които държат множество модули, се нуждаят от алуминий или композитни или стъклени -PA. Изискванията за управление на топлината, структурните натоварвания и изискванията за безопасност при катастрофа надхвърлят това, което ABS може да осигури. Това не е нашата специалност и няма да се преструвам на друго. Ние се съсредоточаваме върху модул-корпуси и по-малки кутии, където ABS има смисъл.
- Химическо излагане на определени разтворители.Ацетонът разтваря ABS. Същото важи и за MEK и някои други обичайни индустриални разтворители. Познайте вашата работна среда.
Съображения за проектиране
Аз не съм дизайнер на матрици, това е работата на екипа ни за инструменти, така че ще направя този раздел кратък. Има основи, които всеки продуктов дизайнер трябва да знае, но истинската работа на DFM се случва, когато ни изпратите файлове и нашите инженери ги прегледат.
Дебелина на стенатаминимум около 1,0-1,2 mm за ABS, практически диапазон 1,5-3,0 mm за повечето приложения. По-важно от абсолютната дебелина е поддържането й еднаква. Големите вариации в дебелината причиняват петна от мивки, деформация и вътрешно напрежение. Ако имате нужда от дебела част за здравина, извадете я и добавете ребра. Сигурен съм, че има формула за оптималното съотношение на дебелината на ребрата към дебелината на стената, нещо като 50-60%? Нашите инженери по формите биха знаели точните числа.
Ъгли на газенеминимум 0,5 градуса за текстурирани повърхности, 1 градус или повече за гладки. Дълбоките части се нуждаят от повече. Имахме проект преди няколко години, някой проектира газ от 0,5 градуса върху наистина дълбок корпус, може би около 150 mm. Пълна преработка на матрицата. Не помня точно колко струваше поправката, но беше значителна.
Местоположение на вратата и заваръчни линиинаистина са територията на дизайнера на мухъл. Знам, че заваръчните линии намаляват якостта, може би до 75-80% от нормалното, така или иначе това казват учебниците. Вероятно варира в зависимост от условията на процеса. Работата на дизайнера на матрицата е да постави вратички там, където заваръчните линии завършват някъде, което не е критично. Ако дизайнерът на части мисли за това рано, това помага, но честно казано повечето не го правят и ние го разбираме по време на прегледа на DFM.
Изпратете ни вашия 3D файл, ако искате действителна обратна връзка. Общите съвети стигат само дотук.
Проблеми с качеството, които срещаме най-често
влага.ABS абсорбира вода от въздуха. Обработете мокър материал и ще получите следи от разпръскване, сребърни ивици, влошени свойства. Границата на спецификациите обикновено е максимум 0,1% влага. Изсушаваме всичко преди формоване, минимум 2-4 часа при 80 градуса в зависимост от първоначалното състояние. Най-честият проблем с качеството, който виждаме от частите на други доставчици, са дефекти, свързани с влагата. Или не са изсушили материала правилно, или са го оставили да престои твърде дълго след изсъхване.
Партидна вариация.Вече спомената вариация на MFI. Също така съвпадение на цветовете за пигментирани съединения. Ние измерваме входящия материал спрямо главни проби. Delta E по-малко от 1,0 за външни части. Някои партиди от някои доставчици излизат извън приемливия диапазон. Без входяща проверка тези лоши партиди се превръщат в лоши части и се превръщат в оплаквания на клиенти.
Нарушения на прозореца на процеса.ABS прощава, но не безкрайно. Твърде висока температура, материалът се разгражда. Твърде ниско, слаб поток и слаби заваръчни линии. Скоростта на впръскване е твърде висока, струя и изгаряне. Твърде ниско, къси удари. Повечето формовчици знаят това, но възникват проблеми, когато някой коригира параметрите, за да достигне целите за време на цикъла, без да разбира последствията.
Работа с нас
Намираме се в Dongguan и работим с около 40 машини за леене под налягане с капацитет от 80 тона до 1000 тона. Основен фокус са електронни кутии и кутии за батерии. IATF 16949 сертифициран от 2022 г. Регистрирано съоръжение в UL.
За оферта се нуждаем от 3D CAD (предпочитан формат STEP), спецификация на материала или изисквания за производителност, оценка на годишния обем, изисквания за повърхностно покритие и всякакви нужди за сертифициране.
Типичното време за доставка на нови инструменти е 6-8 седмици за производствени форми. Времето за изпълнение на пробата от съществуващите инструменти е 2-3 седмици в зависимост от графика.
Ценообразуването зависи от твърде много променливи, за да се поставят числа тук. Сложност на частта, степен на материал, обем, изисквания за повърхностно покритие, вторични операции. Изпратете ни вашите файлове и ние ще ви предложим подходяща оферта в рамките на една седмица.
Свържете се чрез уебсайта на dachangplastic.com или изпратете имейл директно до нашия екип по продажбите. Отговаряме на сериозни запитвания в рамките на един работен ден.
Заключителни мисли
ABS съществува завинаги, защото работи. Добър баланс на свойствата, лесен за обработка, цената е разумна. За заграждения и корпуси все още е изборът по подразбиране с добра причина.
Проблемите, с които се справям, идват най-вече от грешки при избора на материал, допуснати в началото. Някой избира ABS, защото това е, което е използвал последния път, без да провери дали наистина отговаря на този проект. След това се появяват проблеми в производството или по-лошо, в полето след хиляди изпратени единици. Проектът за кабинет в Близкия изток, който споменах по-рано, е перфектен пример. Отстраняването на проблеми винаги е по-скъпо от предотвратяването им.
Ако не сте сигурни дали ABS е подходящ за вашето приложение, попитайте. Изпратете имейл, опишете какво се опитвате да направите, ние ще ви кажем дали ABS има смисъл или трябва да помислите за нещо друго. Предпочитаме да ви насочим към правилния материал предварително, отколкото да се занимаваме с гаранционните проблеми по-късно. Това не е алтруизъм, а просто добър бизнес.
Още нещо. Ако четете това, опитвайки се да разберете дали вашият настоящ доставчик прави нещата както трябва, проблемите с качеството, които описах в тази статия, дефекти на влага, непостоянен материал, лош контрол на процеса, те са по-чести, отколкото си мислите. Много магазини отрязват ъглите. Частите изглеждат добре при визуална проверка, но свойствата ги няма. Ако имате повреди на място и вашият доставчик продължава да ви казва, че частите са в спецификациите, може би потърсете второ мнение.