Проучване на Rapra Technology установи, че поликарбонатът представлява приблизително 1% от глобалното потребление на смола по тегло, но допринася за 10–15% от документираните казуси за повреда. Екструзията на поликарбонат осигурява механични характеристики, които повечето термопласти не могат да бъдат докоснати, но наказва всеки пряк път при сушене, инструменти, излагане на химикали и монтаж. Разликата между доставчик, който разбира тези режими на повреда, и този, който просто топи смола през матрица, определя дали вашата част ще издържи петнадесет години или ще се спука през първото лято.
Това, което следва, обхваща приложения, параметри за обработка и режими на отказ, които листовете с данни пропускат. Техническите данни идват от два източника: публикувани справки (цитирани, където са използвани) и производствени записи от нашите собствени компютърни линии в Dachang, където работим с екструдирани поликарбонатни профили от 1998 г. Ние правим разлика между двете навсякъде.
Екструдиране на компютърен профил срещу леене под налягане: Когато изборът на процес сам по себе си намалява единичните разходи с една трета
Ако вашият детайл има непрекъснато напречно-сечение (тръби, канали, капаци на дифузьори, структурни профили), инструментите за екструзионна матрица обикновено струват 60–80% по-малко от сравнима шприцформа, без ограничение-за размера на кухината върху дължината на детайла. За подробно сравнение на разходите и процесите вижте нашияанализ на екструдиране срещу леене под налягане.
Това предимство се преобръща в момента, в който вашата геометрия става три{0}}измерна. Инжекционното формоване се справя с издатини, щракване и променлива дебелина на стената с един изстрел. Сивата зона включва части, които са предимно линейни, но се нуждаят от локализирани функции: монтажни отвори, крайни капачки, интегрирани скоби.
Казус от практиката: Европейски проект за осветление
Един скорошен проект илюстрира модела. Европейски производител на осветителни тела извършва-шприцоване на конзола за компютърен канал на цена от 0,85 евро на бройка с инвестиция в матрицата от 32 000 евро. Предложихме екструдиране на същия профил с пост-обработка за монтажните отвори. Цена на матрицата: 7 500 евро. Единична цена при същия годишен обем: 0,55 евро, намаление от 35%. Решението отне три месеца, не защото икономиката беше неясна, а защото вътрешният инженерен екип на клиента нямаше никой с опит в процеса на екструдиране, който да потвърди предложението.
Ако вашата част е предимно линейна и годишният ви обем надхвърля няколко хиляди единици, поискайте оферти както за екструдиране, така и за леене под налягане в началото на цикъла на проектиране. В осветлението, медицинските устройства и промишлените електрически приложения виждаме същата разлика в разходите да се повтаря. За по-широко описание на типовете профили и ограниченията на дизайна вижте нашето ръководство запластмасови профили по поръчкапокриващи PC, PVC, ABS и PMMA опции.
Където екструдираните PC профили печелят при процеса, а не само при материала
Изброяването на „строителство, автомобилостроене, електроника“ не казва нищо полезно на инженера по доставките. По-добрият въпрос: в кои приложения самият процес на екструдиране създава предимство, което шприцването или леенето не може да възпроизведе?
Дифузори за LED осветление
Капакът на PC дифузьор за линейни LED осветителни тела изисква строги оптични допуски: пропускливост на светлина над 85% (измерено съгласно ASTM D1003), контролирана мъгла за равномерно разпръскване. Ние управляваме тези на нашите46 мм високи-удароустойчиви капаци на лампа за компютър.
Архитектурно остъкляване
Многостенните PC листове предлагат термична устойчивост около R-1,5 до R-1,6. Масивните панели тежат приблизително 7,2 kg/m², осигурявайки устойчивост на удар 250x флоат стъкло. Вижтесвойства на материала на покривния панел.
Прецизни фолиа за медицински и автомобилни вентилационни системипредставляват нововъзникваща граница. Линията Makrofol TF на Covestro демонстрира, че екструдираното PC фолио вече може да достигне дебелина от 15 μm за -гравирани мембрани, използвани в диагностиката и автомобилната вентилация, заменяйки процесите, които преди това са били заключени в технологията-за фолио с разтворител.
Изолация на шини и профили на жични канализавършват сегмента с висока{0}}стойност. Ние произвеждаме капаци за компютърни шини за два OEM производители на електрически разпределителни уреди в Югоизточна Азия,съвместно{0}}екструдиране PC+ABS на интерфейсите за свързванекъдето устойчивостта на удар е от най-голямо значение. Изискването за степен на пламък на тези части е UL 94 V-0, постигнато с класове Covestro Makrolon FR при дебелини на стените до 1,2 mm. Стандартните незапълнени PC класове обикновено изискват 1,5 mm или повече, за да преминат V-0, така че изборът на клас тук директно определя дали профилът отговаря на спецификацията или не.
Изсушаване на PC смола преди екструдиране: Защо 0,02% е твърда врата, а не насока
Влагата в поликарбонатната смола причинява необратимо разкъсване на хидролитична верига по време на обработката на стопилката. След като молекулното тегло спадне, материалът не се възстановява след -обработка.
Основните параметри: смолата трябва да достигне по-малко или равно на 0,02% съдържание на влага, изсушена при 120 градуса за минимум 2-4 часа в десикантен изсушител с точка на оросяване при или под -18 градуса. Тези числа идват от публикувани ръководства за обработка.
Прозрения за производството от Dachang (Dongguan)
Това, което не се появява в ръководствата за обработка, е как те се променят спрямо реалните условия. В нашето съоръжение в Дунгуан влажността на околната среда през лятото редовно надвишава 80% RH. При тези условия нашият валидиран цикъл на сушене за Makrolon 2858 работи с 40% по-дълго от минимума в листа с данни (по-близо до 3,5 часа на 65 mm едно-шнекова линия) и ние -проверяваме повторно влагата с титруване по Карл Фишер, преди каквато и да е партида да влезе в екструдера.
Изсушената смола, изложена на висока околна влажност, може повторно- да абсорбира влагата до 0,5% в рамките на три до четири часа, достатъчно, за да произведе видими мехурчета. Поправката беше процедурна: изсушеният материал сега се прехвърля незабавно в запечатани бункери, с максимално време на задържане от 90 минути, преди да се наложи повторно-тестване.
Една диагностична бележка от SPE Extrusion Division: ако мехурчетата изглеждат равномерно разпределени в мрежата, вместо да мигрират към ръбовете, основната причина може изобщо да не е влага, а кухи пелети, улавящи въздуха в не-вентилиран варел. Погрешното диагностициране на това като проблем със съхненето води до пре-съхнене, което разгражда смолата от обратната посока.
Контрол на температурата на топене за PC профили: Прозорецът от 5–8 градуса, който се променя с всяка партида смола
На нашата 65-милиметрова един-винтова линия, работеща с Makrolon 2858, прозорецът за обработка, където едновременно липсват и вълнообразна повърхностна текстура, и видими линии на поток, е приблизително 6 градуса широк, между 274 градуса и 280 градуса при матрицата. Пада под 274 градуса и се появяват линии на потока. Надвишете 280 градуса и повърхността развива видима шарка на вълни.
Този прозорец не е фиксиран. Когато преминем към SABIC Lexan 141R, използваемият обхват се придвижва нагоре с приблизително 8 градуса. Когато температурата на околната среда в цеха се покачи над 30 градуса през лятото, ефективният прозорец се компресира с 1-2 градуса, тъй като охлаждането на цевта става по-малко ефективно. Износването на шнека усложнява проблема: след приблизително 18 месеца непрекъсната обработка, измервателната секция на нашия шнек показа достатъчно износване, за да измести топлинния профил на срязване, което изисква намаляване на температурата с 3 градуса, за да се запази същото качество на стопилката.
Геометрия на винтаима повече значение за PC, отколкото за повечето масови смоли. Аизмервателен винт с двоен-преход със съотношение на компресия от 2,5:1 до 3:1справя се с високия вискозитет на стопилката, без да генерира прекомерна топлина на срязване. За машина от 50 мм (2 инча) дълбочината на дозиращата секция е близо 3,8 мм (0,150 инча) с дълбочина на подаване около 15,2 мм (0,600 инча). Грешното компресиране или изчерпва матрицата, създавайки непостоянна дебелина на стената, или прекалява стопилката, влошавайки молекулното тегло, преди смолата да излезе от устната на матрицата.
Ко-екструдирани UV покривни слоевеса стандартни завсеки продукт с-оценка за открито. Този капачен слой обикновено е 50–80 μm, залепен само от едната страна. Маркираме UV страната на всеки лист, който произвеждаме. Въпреки това все още получаваме гаранционни запитвания от монтажници, които са монтирали панели с UV слой, обърнат навътре, което гарантира видимо пожълтяване в рамките на две до три години. Ако избирате екструдиран компютър за използване на открито, потвърдете протокола за UV странична маркировка с вашия доставчик и го съобщете изрично на вашия монтажен екип.
Напукване в поликарбонат от напрежение в околната среда: Режимът на повреда, който пристига след изключване на QC подпис-
Напукването под напрежение на околната среда (ESC) изисква две едновременни условия: механично напрежение и контакт с агресивен химичен агент. Нито един от тях сам по себе си не причинява провал. Компютърният панел при натоварване на огъване се задържа неограничено време в чист въздух. Същият панел, изтрит с изопропилов алкохол по време на монтажа, може да развие видими пукнатини в рамките на минути.
Срещнахме това при партида екструдирани защитни капаци за компютър, изпратени до клиент за сглобяване на електроника в Германия. Всички модули преминаха нашия изходящ QC: проверки на размерите, тестове за удар, оптична чистота. Три седмици след монтажа клиентът съобщи за пукнатини по линията на приблизително 15% от частите. Анализът на първопричината отне шест седмици. Отговорът: протоколът за почистване на клиента включва-обезмаслител на основата на разтворител, съдържащ 2% метил етил кетон (MEK), и остатъчното напрежение от пресо-монтирането на капаците в алуминиеви корпуси инициира крехко счупване на елементите за-напасване.
Резолюцията потвърди диагнозата. Клиентът премина към одобрен почистващ агент без-разтворител, тества повторно-оставащия инвентар след 48-часово отгряване за облекчаване на напрежението при 125 градуса и всички модули преминаха успешно. Този клиент е продължил да поръчва от нас в продължение на четири години оттогава и протоколът за заместващо почистване се поддържа с нулеви повторения на ESC.
Решаваща препоръка:
След този инцидент нашият процес на RFQ включва задължително поле: „Посочете всички химикали, които ще влязат в контакт с частта по време на производство, монтаж и услуга за крайна-употреба.“ През следващите две години този въпрос прихвана ESC риска за поне два нови проекта.
Химическият черен списък за компютър включваMEK, ацетон, толуен, почистващи-препарати на базата на амоняк и повечето ароматни разтворители. Добре-документиран случай на повреда в инженерните кръгове на материалите: високо{2}}молекулни-стълбове за PC магистрални разграничители, които са преминали всеки фабричен тест за удар, след което са щракнати на място. Основната причина беше проследена до MEK-базирано мастило за дата-печат, приложено по време на производството. Пукнатините винаги произлизат от мястото на мастилената следа.
Ако вашето приложение включва компютърни части в контакт с лепила, уплътнители или почистващи препарати, поискайте данни за химическа съвместимост от вашия доставчик, преди да се ангажирате с производството. Ние поддържаме вътрешна база данни за съвместимост, обхващаща 60+ промишлени химикали, тествани спрямо профилните ни класове, и можем да проведем тестове за експозиция при поискване.Свържете се с нашия инженерен екипс данните за вашето приложение.
Инсталиране на екструдирани поликарбонатни панели: математика за термично разширение, която предотвратява гаранционни искове
Коефициентът на линейно термично разширение на поликарбоната е приблизително 0,065 mm/m/градус (по ASTM E831), приблизително шест пъти по-голям от този на стоманата и осем пъти по-голям от този на стъклото. 2-метров панел, изложен на 55 градуса сезонна температурна промяна, ще нарасне или ще се свие с приблизително 7,15 mm.
Завийте го през дупки, пробити до точния диаметър на винта и панелът няма къде да се движи. Резултатът: концентрация на напрежение във всяка точка на закопчаване, което води до радиално напукване, което изглежда като производствен дефект, но е чисто грешка при монтажа.
Формулата за разширяване
ΔL = L × × ΔT
L: Дължина на панела в метри
: 0,065 мм/м/градус
ΔT: Максимална сезонна температурна разлика
Решението: пробийте предварително-всички крепежни отвори с 2–3 mm по-големи от стеблото на винта, използвайте EPDM-уплътнени шайби и никога не затягайте крепежните елементи до пълно натискане. За панели, по-дълги от 1,5 метра, отворите с прорези на поне единия край поемат надлъжно разширение по-добре от големи кръгли отвори.
Ако се нуждаете от пре-препоръка за разстояние между отворите за вашите конкретни размери, нашият технически екип може да го изчисли от вашите чертежи.
Как да оцените персонализиран доставчик на екструзионни компютри: Въпроси, които вашето RFQ трябва да включва
Бързо сравнение-на нивото на материала спрямо акрила: компютърът е с 30–40% по-скъп на килограм, но осигурява приблизително 250 пъти по-голяма якост на удар от стъклото спрямо акрила 17 пъти (и двете цифри са широко цитирани в източници в индустрията, включително A&C Plastics и данни за удар на ASTM Izod). В приложения, където повредата на панела носи разходи за безопасност или престой, икономиката на жизнения цикъл почти винаги е в полза на поликарбоната. За сравнение на цели дванадесет-имота вижте нашияръководство за акрил срещу поликарбонат.
Когато оценяваме доставчиците за персонализирани профили за персонални компютри, въпросите, които предсказват качеството, надхвърлят цената на метър:
Доставчикът проверява ли съдържанието на влага в смолата преди всяко пускане или просто се доверява на таймера на сушилнята?
Могат ли да предоставят насоки за химическа съвместимост за вашите специфични химикали-за крайна употреба?
Съв-екструдират ли UV защита на-линия или я възлагат като вторично покритие?
Какъв е техният толеранс на дебелината на стената на оптични профили-? (Ако не могат да отговорят с число, това ви казва какво трябва да знаете.)
Ще пуснат ли пилотна партида при изискваните от вас допуски, преди да се ангажират с пълното производствено оборудване?
Прецизност
Толерантност на профила:±0,05 mm върху дебелината на стената заоптични{0}}компютърни дифузори; ±0,10 mm за структурни профили
Вътрешно-тестване:Проверка на влага по Карл Фишер, пропускливост на светлина съгласно ASTM D1003, индекс на пожълтяване след QUV стареене
Материали
Смоли:Covestro Makrolon, SABIC Lexan, LG Chem Infino, Chi Mei Wonderlite
Разширено:Ко-екструдиран UV капачен слой, PC+ABS, три-екструзия
Времеви рамки
Персонализирано време за изпълнение на матрицата:72 часа (станд.) / 15-20 работни дни (оптично)
производство:7–12 работни дни в зависимост от обема
Съответствие
Сертификати:ISO 9001, RoHS съвместим, REACH регистриран
MOQ:1000 метра (стандартно) / 500 метра (персонализирано)
Ако вашият проект включваLED{0}}оптични дифузори, структурни тръби или ко-екструдирани много-материални профили, изпратете ни вашите чертежи и подробности за химическата среда. Ние ще потвърдим избора на материал, осъществимостта на обработката и реалистичните срокове за изпълнение, преди да предложим оферта.
ЧЗВ
Въпрос: Трябва ли поликарбонатът да бъде изсушен преди екструдиране?
A: Да. PC смолата трябва да достигне по-малко или равно на 0,02% съдържание на влага преди обработка, или материалът претърпява постоянно молекулярно разграждане. Стандартните условия са 120 градуса за 2–4 часа в десикантен изсушител, но действителното време на цикъла зависи от влажността на околната среда и количеството смола. Нашето съоръжение удължава времето за съхнене с до 40% през месеците с висока-влажност. Диагностичните подробности за разграничаване на дефекти от влага от уловени-въздушни мехурчета са разгледани в раздела за сушене по-горе.
Въпрос: Какво причинява напукване в части от екструдиран поликарбонат след монтаж?
О: Повечето следи от напукване след -инсталация се дължат на една от двете причини: напукване от въздействието на околната среда, предизвикано от химически контакт при механично натоварване, или напрежение от топлинно разширение от малки отвори на крепежни елементи. И двата механизма за повреда и методите за тяхното предотвратяване са описани подробно в разделите ESC и инсталация.
В: Екструдирането на поликарбонат по-{0}}изгодно ли е от леенето под налягане?
О: За детайли с непрекъснато напречно-сечение инструментите за екструзионна матрица работят с 60–80% по-ниски от шприцформите и елиминират ограниченията на дължината. Над няколко хиляди годишни единици, екструдираните профили с последваща-обработка могат да намалят разходите за-парче с 30–40% в сравнение с леенето под налягане. Рамката за вземане на решения, включително къде леенето под налягане все още печели, се обсъжда в раздела за сравнение на процеси в горната част на тази статия.
Въпрос: Каква температура се използва за екструдиране на поликарбонатни профили?
О: Температурите на края на матрицата обикновено попадат в диапазона 260–290 градуса, но използваемият прозорец, при който липсват повърхностни дефекти, може да бъде толкова тесен, колкото 5–8 градуса за даден клас смола и конфигурация на машината. Температурите на зоната на цевта се задават прогресивно и оптималният профил се измества с количеството смола, условията на околната среда и износването на винта. Специфичните за клас-данни за температурата от нашите производствени линии са обхванати в раздела за температурата на топене по-горе.
Въпрос: Как да предотвратя пожълтяването на външните поликарбонатни панели?
О: Уверете се, че вашите панели имат ко-екструдиран UV-стабилизиран покривен слой (обикновено 50–80 μm) и се уверете, че UV страната е обърната навън по време на монтажа. Без UV защита стандартният компютър започва да показва видимо пожълтяване в рамките на 2-3 години излагане на открито. Винаги проверявайте за UV-странични маркировки върху защитното фолио или ръба на панела, преди да инсталирате.