Стеклонаполненные пластики — это обычные термопласты (полиамид, полипропилен, АБС, ПБТ и другие), в которые добавлено рубленое стекловолокно. Доля наполнителя указывается в обозначении марки. Такой материал жёстче, прочнее и лучше держит форму при нагреве, но в литье ведёт себя иначе, чем ненаполненный. Ниже — что меняется в усадке, короблении, износе формы и внешнем виде деталей. Числовые значения здесь не приводятся: они зависят от конкретной марки.
Зачем добавляют стекловолокно
Стекловолокно повышает жёсткость и прочность детали, снижает ползучесть под постоянной нагрузкой и расширяет рабочий диапазон температур. Поэтому его выбирают для силовых деталей, корпусов с нагрузкой, элементов крепления и механизмов. Платой за это становятся особенности переработки и свойств готовой детали.
Что меняется в литье
| Параметр | Без наполнителя | Со стекловолокном |
|---|---|---|
| Жёсткость и прочность | Ниже | Выше |
| Усадка | Больше, обычно более равномерная | Меньше, но разная вдоль и поперёк потока |
| Коробление | Зависит от конструкции | Выше риск из-за ориентации волокон — усадка пластика при литье |
| Ударная вязкость | Выше | Ниже: деталь более хрупкая, особенно в местах стыка потоков |
| Износ оснастки | Обычный | Выше: стекловолокно абразивно, изнашивает каналы и литники |
| Поверхность | Ровная, легко получить глянец | Возможны следы волокон, шероховатость, потеря глянца |
Износ формы и машины
Стекловолокно действует как абразив. Быстрее изнашиваются литники и впускные каналы, поверхности формы в зоне течения расплава, а также рабочие узлы литьевой машины. Для наполненных материалов форму проектируют с учётом износа: подбирают материал и обработку наиболее нагруженных зон, закладывают возможность замены вставок. Об обслуживании оснастки — в материале ремонт и обслуживание пресс-форм.
Коробление и ориентация волокон
Волокна ориентируются по направлению течения расплава, и деталь усаживается вдоль волокон и поперёк них по-разному. Из-за этого плоские и вытянутые детали склонны к короблению. На ориентацию влияют положение впуска, толщина стенки и форма течения. Поэтому при проектировании наполненных деталей особенно важны равномерная стенка и продуманная точка впуска, а также корректная толщина стенки.
Внешний вид деталей
У наполненных марок на поверхности возможны следы стекловолокна, шероховатость и меньший глянец. Если нужен ровный глянец, это ограничение. Нередко выбирают текстуру поверхности формы, которая маскирует следы — подробнее текстура поверхности пресс-формы.
Когда стеклонаполнение подходит, а когда нет
| Подходит | Силовые детали, корпуса с нагрузкой, элементы крепления, детали механизмов, работа при повышенной температуре |
| Требует внимания | Детали с жёсткими допусками (из-за неравномерной усадки), плоские большие детали (коробление) |
| Не лучший выбор | Детали с упругими защёлками и живым шарниром, детали с высокими требованиями к глянцу и ударной нагрузкой |
Для полиамида с наполнителем есть отдельные особенности подготовки сырья — см. литьё полиамида, а общие вопросы выбора материала — какой пластик выбрать для литья. Типичные дефекты — в материале дефекты литья пластмасс.
Часто задаваемые вопросы
Что такое стеклонаполненный пластик?
Это термопласт, в который добавлено стекловолокно для повышения жёсткости и прочности. Доля наполнителя указывается в обозначении марки.
Почему детали из стеклонаполненного пластика коробятся?
Волокна ориентируются по направлению течения расплава, и усадка вдоль и поперёк потока разная. Это особенно заметно на плоских и вытянутых деталях.
Быстрее ли изнашивается пресс-форма со стеклонаполненным материалом?
Да, стекловолокно абразивно и изнашивает литники, каналы и поверхности формы. Это учитывают при проектировании оснастки и в плане обслуживания.
Можно ли получить глянцевую поверхность на стеклонаполненной детали?
Это затруднено: на поверхности возможны следы волокон и шероховатость. Для внешних деталей чаще выбирают текстуру поверхности.
Когда стекловолокно не нужно?
Когда деталь работает без значительной нагрузки, нужен ровный глянец, упругие защёлки или повышенная ударная вязкость.
Нужна деталь из стеклонаполненного пластика?
Расскажите про нагрузку и условия работы — подберём марку и учтём особенности материала в оснастке.