Prieskum Rapra Technology zistil, že polykarbonát predstavuje približne 1 % celosvetovej spotreby živice podľa hmotnosti, no prispieva 10 – 15 % zdokumentovaných prípadových štúdií zlyhania v teréne. Extrúzia polykarbonátu poskytuje mechanický výkon, ktorého sa väčšina termoplastov nemôže dotknúť, ale trestá každú skratku pri sušení, opracovaní, vystavení chemikáliám a inštalácii. Rozdiel medzi dodávateľom, ktorý rozumie týmto poruchovým režimom, a dodávateľom, ktorý jednoducho roztaví živicu cez matricu, určuje, či vaša súčiastka vydrží pätnásť rokov alebo praskne počas prvého leta.
Nasleduje pokrytie aplikácií, parametrov spracovania a režimov zlyhania, ktoré sú v údajových hárkoch vynechané. Technické údaje pochádzajú z dvoch zdrojov: publikované referencie (uvedené tam, kde boli použité) a výrobné záznamy z našich vlastných PC liniek v Dachang, kde prevádzkujeme extrudované polykarbonátové profily od roku 1998. V celom rozsahu ich rozlišujeme.
Vytláčanie profilu PC verzus vstrekovanie: Keď samotná voľba procesu zníži jednotkové náklady o tretinu
Ak má vaša súčiastka súvislý prierez-(rúrky, kanály, kryty difúzora, konštrukčné profily), nástroje na vytláčanie zvyčajne stoja o 60 – 80 % menej ako porovnateľná vstrekovacia forma bez obmedzenia veľkosti dutiny-na dĺžku dielu. Podrobné porovnanie nákladov a procesov nájdete v našomanalýza extrúzie vs vstrekovanie.
Táto výhoda sa obráti v momente, keď sa vaša geometria zmení-na trojrozmernú. Vstrekovanie zvládne výstupky, zaklapnutie a premenlivú hrúbku steny v jednom zábere. V sivej zóne sú časti, ktoré sú väčšinou lineárne, ale potrebujú lokalizované prvky: montážne otvory, koncovky, integrované spony.
Prípadová štúdia: Európsky projekt osvetlenia
Jeden nedávny projekt ilustruje tento vzor. Európsky výrobca osvetlenia vstrekoval-konzolu PC kanála za 0,85 EUR za kus s investíciou do formy 32 000 EUR. Navrhli sme vytlačenie rovnakého profilu s post{5}}opracovaním montážnych otvorov. Cena matrice: 7 500 €. Jednotkové náklady pri rovnakom ročnom objeme: 0,55 EUR, zníženie o 35 %. Rozhodnutie trvalo tri mesiace, nie preto, že by boli ekonomické nejasnosti, ale preto, že interný inžiniersky tím klienta nemal nikoho, kto by mal skúsenosti s procesom vytláčania, ktorý by návrh overil.
Ak je vaša súčiastka väčšinou lineárna a váš ročný objem presahuje niekoľko tisíc jednotiek, vyžiadajte si cenové ponuky na extrúziu aj vstrekovanie na začiatku cyklu návrhu. V oblasti osvetlenia, zdravotníckych zariadení a priemyselných elektrických aplikácií sme zaznamenali opakovanie rovnakého rozdielu v nákladoch. Širší prehľad typov profilov a konštrukčných obmedzení nájdete v našej príručke naplastové profily na mierupokrývajúce možnosti PC, PVC, ABS a PMMA.
Tam, kde vytláčané PC profily víťazia v procese, nielen v materiáli
Výpis „stavebníctvo, automobilový priemysel, elektronika“ nepovie inžinierovi obstarávania nič užitočné. Lepšia otázka: v ktorých aplikáciách samotný proces vytláčania vytvára výhodu, ktorú vstrekovanie alebo odlievanie nedokáže napodobniť?
LED difúzory osvetlenia
Kryt PC difúzora pre lineárne LED svietidlá vyžaduje prísne optické tolerancie: priepustnosť svetla nad 85 % (merané podľa ASTM D1003), riadený zákal pre rovnomernú difúziu. Tieto prevádzkujeme na našom46 mm vysoké-čiary krytu PC lampy.
Architektonické zasklenie
Viacvrstvové PC dosky ponúkajú tepelnú odolnosť okolo R-1,5 až R-1,6. Pevné panely s hmotnosťou približne 7,2 kg/m² poskytujú odolnosť proti nárazu 250x plavené sklo. Pozrivlastnosti materiálu strešného panelu.
Presné fólie pre medicínske a automobilové vetraniepredstavujú vznikajúcu hranicu. Rad Makrofol TF spoločnosti Covestro ukázal, že extrudovaná PC fólia môže teraz dosiahnuť hrúbku 15 μm pre pásové-leptané membrány používané v diagnostike a automobilovom odvetrávaní, čím nahrádza procesy, ktoré boli predtým viazané na technológiu filmu odlievaného rozpúšťadlom-.
Izolácia prípojníc a profily káblových kanálovzaokrúhliť segment vysokej{0}}hodnoty. Vyrábame kryty PC prípojníc pre dvoch výrobcov OEM elektrických rozvádzačov v juhovýchodnej Ázii,ko{0}}vytláčanie PC+ABS na pripojovacích rozhraniachkde najviac záleží na odolnosti proti nárazu. Požiadavka na horľavosť týchto dielov je UL 94 V-0, dosiahnutá s triedami Covestro Makrolon FR pri hrúbkach steny do 1,2 mm. Štandardné neplnené PC triedy zvyčajne vyžadujú 1,5 mm alebo viac, aby prešli V-0, takže výber triedy priamo určuje, či profil spĺňa špecifikácie alebo nie.
Sušenie PC živice pred vytláčaním: Prečo je 0,02 % tvrdou bránou, nie usmernením
Vlhkosť v polykarbonátovej živici spôsobuje nevratné hydrolytické štiepenie reťazca počas spracovania taveniny. Akonáhle molekulová hmotnosť klesne, žiadne množstvo následného spracovania-materiál neobnoví.
Základné parametre: živica musí dosiahnuť obsah vlhkosti menší alebo rovný 0,02 %, sušená pri 120 stupňoch minimálne 2–4 hodiny v sušičke s vysúšadlom s rosným bodom −18 stupňov alebo nižším. Tieto čísla pochádzajú z publikovaných príručiek spracovania.
Štatistiky výroby z Dachang (Dongguan)
Čo sa v sprievodcoch spracovaním neobjavuje, je to, ako sa menia s reálnymi podmienkami. V našom zariadení v Dongguane vlhkosť vzduchu v lete pravidelne prekračuje 80 % relatívnej vlhkosti. Za týchto podmienok náš overený sušiaci cyklus pre Makrolon 2858 beží o 40 % dlhšie, než je minimum v údajovom liste (približne 3,5 hodiny na 65 mm jednoducho{7}}závitovkovej linke) a my znovu-overujeme vlhkosť titráciou podľa Karla Fischera predtým, než akákoľvek dávka vstúpi do extrudéra.
Vysušená živica vystavená vysokej okolitej vlhkosti môže re-absorbovať vlhkosť na 0,5 % v priebehu troch až štyroch hodín, čo je dostatočné množstvo na vytvorenie viditeľných bublín. Oprava bola procedurálna: vysušený materiál sa teraz okamžite premiestni do utesnených zásobníkov s maximálnym časom zdržania 90 minút, kým sa vyžaduje opätovné-testovanie.
Jedna diagnostická poznámka od divízie SPE Extrusion Division: ak sa bubliny zdajú byť rovnomerne rozmiestnené po sieti a nemigrujú k okrajom, hlavnou príčinou nemusí byť vlhkosť, ale duté pelety zachytávajúce vzduch v -nevetranom sude. Nesprávna diagnóza ako problém so sušením vedie k nadmernému-sušeniu, ktoré degraduje živicu z opačného smeru.
Kontrola teploty taveniny pre PC profily: 5–8 stupňové okno, ktoré sa posúva s každou šaržou živice
Na našej 65 mm jednozávitovkovej linke so systémom Makrolon 2858 je okno spracovania, kde súčasne chýba zvlnená povrchová štruktúra a viditeľné línie toku, široké približne 6 stupňov, medzi 274 stupňami a 280 stupňami na matrici. Pokles pod 274 stupňov a objavia sa čiary toku. Prekročte 280 stupňov a na povrchu sa vytvorí viditeľný vzor zvlnenia.
To okno nie je opravené. Keď prejdeme na SABIC Lexan 141R, použiteľný rozsah sa posunie nahor približne o 8 stupňov. Keď teplota okolia v obchode v lete stúpne nad 30 stupňov, efektívne okno sa stlačí o 1 – 2 stupne, pretože chladenie suda je menej účinné. Opotrebenie skrutky tento problém ešte zhoršuje: po približne 18 mesiacoch nepretržitého spracovania sa v meracej časti na našej skrutke prejavilo dostatočné opotrebovanie na posunutie profilu šmykového tepla, čo si vyžaduje zníženie teploty o 3 stupne, aby sa zachovala rovnaká kvalita taveniny.
Geometria skrutiekzáleží viac na PC ako na väčšine komoditných živíc. Advojitá{0}}prechodová dávkovacia skrutka s kompresným pomerom 2,5:1 až 3:1zvláda vysokú viskozitu taveniny bez vytvárania nadmerného šmykového tepla. Pre 50 mm (2-palcový) stroj je hĺbka dávkovacej sekcie takmer 3,8 mm (0,150 palca) s hĺbkou podávania okolo 15,2 mm (0,600 palca). Nesprávne stlačenie buď vyhladí matricu, čím vznikne nekonzistentná hrúbka steny, alebo dôjde k prestrihnutiu taveniny, čím sa zníži molekulová hmotnosť predtým, ako živica opustí okraj matrice.
Ko-extrudované UV čiapkysú štandardné preakýkoľvek outdoorový-produkt s hodnotením. Táto krycia vrstva je zvyčajne 50–80 μm, prilepená len na jednej strane. UV stranu označujeme na každom hárku, ktorý vyrábame. Napriek tomu stále dostávame záručné otázky od inštalatérov, ktorí namontovali panely s UV vrstvou smerom dovnútra, čo zaručuje viditeľné zožltnutie do dvoch až troch rokov. Ak špecifikujete extrudovaný počítač na vonkajšie použitie, potvrďte protokol označenia strany UV s vaším dodávateľom a explicitne ho oznámte vašej montážnej skupine.
Praskanie environmentálneho stresu v polykarbonáte: Režim zlyhania, ktorý nastane po prihlásení kontroly kvality-Vypnuté
Environmentálne stresové praskanie (ESC) vyžaduje dve súčasné podmienky: mechanické namáhanie a kontakt s agresívnym chemickým činidlom. Ani jedno nespôsobuje zlyhanie. PC panel pri zaťažení ohybom vydrží na čistom vzduchu neobmedzene dlho. Ten istý panel, ktorý bol počas inštalácie utretý izopropylalkoholom, môže v priebehu niekoľkých minút vytvoriť viditeľné praskliny.
Stretli sme sa s tým na sérii extrudovaných ochranných krytov PC dodaných klientovi montáže elektroniky v Nemecku. Všetky jednotky prešli našou výstupnou kontrolou kvality: rozmerové kontroly, nárazové testy, optická čistota. Tri týždne po inštalácii klient hlásil vlasové trhliny na približne 15 % dielov. Analýza hlavnej príčiny trvala šesť týždňov. Odpoveď: Čistiaci protokol klienta zahŕňal odmasťovač-na báze rozpúšťadla obsahujúci 2 % metyletylketónu (MEK) a zvyškové napätie z lisovacieho-usadzovania krytov do hliníkových krytov vyvolalo krehké lomy pri zacvakávacích-prvkoch.
Uznesenie potvrdilo diagnózu. Klient prešiel na schválený ne-rozpúšťadlový čistiaci prostriedok, znova-otestoval zostávajúci inventár po 48-hodinovom žíhaní na uvoľnenie stresu pri 125 stupňoch a všetky jednotky vyhoveli. Tento klient od nás pokračoval v objednávaní už štyri roky a protokol o výmene čistenia sa držal bez opakovania ESC.
Zásadné odporúčanie:
Od tohto incidentu náš proces RFQ obsahuje povinné pole: „Uveďte všetky chemikálie, ktoré sa dostanú do kontaktu s dielom počas výroby, inštalácie a koncového-použitia služby.“ V nasledujúcich dvoch rokoch táto otázka zachytila riziko ESC pri najmenej dvoch nových projektoch.
Chemická čierna listina pre PC obsahujeMEK, acetón, toluén, čistiace prostriedky-na amoniaku a väčšina aromatických rozpúšťadiel. Dobre-zdokumentovaný prípad zlyhania v kruhoch materiálového inžinierstva: vysoko-molekulárne-články na vytyčovanie diaľnic pre PC, ktoré prešli všetkými továrenskými nárazovými testami a potom praskli v teréne. Hlavná príčina bola vysledovaná v atramente značky MEK-založeného na dátume-aplikovanom počas výroby. Praskliny vždy pochádzali z miesta atramentovej značky.
Ak vaša aplikácia zahŕňa časti PC v kontakte s lepidlami, tmelmi alebo čistiacimi prostriedkami, vyžiadajte si údaje o chemickej kompatibilite od svojho dodávateľa skôr, ako sa pustíte do výroby. Udržiavame internú databázu kompatibility zahŕňajúcu 60+ priemyselné chemikálie testované podľa našich profilových tried a na požiadanie môžeme vykonať expozičné testy.Kontaktujte náš inžiniersky tíms podrobnosťami vašej aplikácie.
Inštalácia extrudovaných polykarbonátových panelov: Matematika tepelnej rozťažnosti, ktorá zabraňuje nárokom na záruku
Koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti polykarbonátu je približne 0,065 mm/m/stupeň (podľa ASTM E831), čo je približne šesťkrát viac ako v prípade ocele a osemkrát viac ako v prípade skla. 2-metrový panel vystavený 55 stupňovým sezónnym teplotným výkyvom narastie alebo sa zmenší približne o 7,15 mm.
Preskrutkujte ho cez otvory vyvŕtané na presný priemer skrutky a panel sa nemá kam posunúť. Výsledok: koncentrácia napätia v každom upevňovacom bode, čo vedie k radiálnemu praskaniu, ktoré vyzerá ako výrobná chyba, ale je čisto chybou inštalácie.
Expanzný vzorec
ΔL = L × × ΔT
L: Dĺžka panelu v metroch
: 0,065 mm/m/stupeň
ΔT: Maximálny sezónny teplotný rozdiel
Oprava: pred-vyvŕtajte všetky otvory pre upevňovacie prvky o 2 až 3 mm väčšie ako driek skrutky, použite podložky s tesnením EPDM-a nikdy neuťahujte upevňovacie prvky na úplné stlačenie. V prípade panelov dlhších ako 1,5 metra štrbinové otvory aspoň na jednom konci lepšie zvládajú pozdĺžnu expanziu ako nadrozmerné okrúhle otvory.
Ak potrebujete predvŕtané{0}}odporúčanie rozmiestnenia otvorov pre vaše konkrétne rozmery, náš technický tím ho môže vypočítať z vašich výkresov.
Ako hodnotiť vlastného dodávateľa PC extrudovania: Otázky, ktoré by mala obsahovať vaša RFQ
Rýchle porovnanie na úrovni materiálu- s akrylom: PC je o 30 – 40 % drahšie na kilogram, ale poskytuje približne 250-krát vyššiu rázovú húževnatosť ako sklo v porovnaní so 17-násobkom akrylu (obe údaje sú široko citované v priemyselných zdrojoch vrátane údajov o náraze A&C Plastics a ASTM Izod). V aplikáciách, kde porucha panela prináša náklady na bezpečnosť alebo prestoje, ekonomika životného cyklu takmer vždy uprednostňuje polykarbonát. Úplné porovnanie dvanástich-vlastností nájdete v našomakrylové vs polykarbonátové vodidlo.
Pri hodnotení dodávateľov pre vlastné PC profily otázky, ktoré predpovedajú kvalitu, presahujú cenu za meter:
Overuje dodávateľ pred každým spustením obsah vlhkosti živice alebo len dôveruje časovaču sušičky?
Môžu vám poskytnúť pokyny na chemickú kompatibilitu pre vaše špecifické{0}}použitie chemikálií?
Spolu-vytláčajú ochranu proti UV žiareniu-inline alebo ju externe zabezpečujú ako sekundárny náter?
Aká je ich tolerancia hrúbky steny na optických-profiloch? (Ak nemôžu odpovedať číslom, povie vám to, čo potrebujete vedieť.)
Spustia pilotnú sériu s vami požadovanými toleranciami predtým, ako sa zaviažu k úplnému výrobnému nástroju?
Presnosť
Tolerancia profilu:±0,05 mm na hrúbku steny preoptické-difúzory pre PC; ±0,10 mm pre konštrukčné profily
Vlastné{0}}testovanie:Overenie vlhkosti Karl Fischer, priepustnosť svetla podľa ASTM D1003, index žltosti po starnutí QUV
Materiály
Živice:Covestro Makrolon, SABIC Lexan, LG Chem Infino, Chi Mei Wonderlite
Pokročilé:Ko-extrúzna UV krycia vrstva, PC+ABS, tri-extrúzia
Časové rámce
Dodacia lehota vlastnej matrice:72 hodín (štandardne) / 15-20 pracovných dní (optické)
Výroba:7–12 pracovných dní v závislosti od objemu
Súlad
certifikácie:ISO 9001, v súlade s RoHS, registrovaná podľa REACH
MOQ:1 000 metrov (štandardná) / 500 metrov (vlastná)
Ak váš projekt zahŕňaOptické difúzory LED-, konštrukčné rúrky alebo ko{0}}extrudované profily z viacerých materiálov{1}}, pošlite nám svoje výkresy a podrobnosti o chemickom prostredí. Pred vypracovaním cenovej ponuky potvrdíme výber materiálu, uskutočniteľnosť spracovania a reálne dodacie lehoty.
FAQ
Otázka: Musí byť polykarbonát pred extrúziou vysušený?
A: Áno. PC živica musí pred spracovaním dosiahnuť obsah vlhkosti menší alebo rovný 0,02 %, inak materiál utrpí trvalú molekulárnu degradáciu. Štandardné podmienky sú 120 stupňov počas 2–4 hodín v sušičke s vysúšadlom, ale skutočný čas cyklu závisí od okolitej vlhkosti a dávky živice. Naše zariadenie predlžuje čas sušenia až o 40 % počas mesiacov s vysokou-vlhkosťou. Diagnostické podrobnosti na rozlíšenie defektov vlhkosti od zachytených{10} vzduchových bublín sú uvedené v sekcii sušenia vyššie.
Otázka: Čo spôsobuje praskanie v extrudovaných polykarbonátových častiach po inštalácii?
Odpoveď: Väčšina trhlín po{0}}inštalácii má jednu z dvoch príčin: praskanie vplyvom prostredia spôsobené chemickým kontaktom pri mechanickom zaťažení alebo napätie spôsobené tepelnou rozťažnosťou z poddimenzovaných otvorov pre upevňovacie prvky. Mechanizmy zlyhania a spôsoby ich prevencie sú podrobne popísané v častiach ESC a inštalácia.
Otázka: Je vytláčanie polykarbonátu z hľadiska nákladov-efektívnejšie ako vstrekovanie?
Odpoveď: Pre diely s kontinuálnym prierezom-pretláčacie nástroje bežia o 60 – 80 % nižšie ako vstrekovacie formy a eliminujú dĺžkové obmedzenia. Viac ako niekoľko tisíc ročných jednotiek môžu extrudované profily s dodatočným-obrábaním znížiť náklady na kus-o 30 – 40 % v porovnaní so vstrekovaním. Rámec rozhodovania, vrátane toho, kde vstrekovanie stále víťazí, je diskutovaný v časti porovnávania procesov v hornej časti tohto článku.
Otázka: Aká teplota sa používa na vytláčanie polykarbonátových profilov?
Odpoveď: Teploty na konci trysky sa zvyčajne pohybujú v rozsahu 260 – 290 stupňov, ale použiteľné okno, v ktorom chýbajú povrchové defekty, môže byť pre danú triedu živice a konfiguráciu stroja úzke až 5 – 8 stupňov. Teploty v zóne hlavne sa nastavujú progresívne a optimálny profil sa posúva s množstvom živice, okolitými podmienkami a opotrebovaním skrutiek. Údaje o teplote-špecifickej pre danú triedu z našich výrobných liniek sú uvedené v časti Teplota taveniny vyššie.
Otázka: Ako zabránim žltnutiu vonkajších polykarbonátových panelov?
Odpoveď: Uistite sa, že vaše panely majú ko{0}}vytláčanú UV{1}} kryciu vrstvu stabilizovanú (zvyčajne 50 – 80 μm) a skontrolujte, či UV strana smeruje von počas inštalácie. Bez ochrany pred UV žiarením začne štandardný PC vykazovať viditeľné žltnutie do 2 až 3 rokov od vystavenia vonkajšiemu prostrediu. Pred inštaláciou vždy skontrolujte, či sa na ochrannej fólii alebo okraji panelu nenachádzajú UV-bočné značky.