Istraživanje Rapra Technology pokazalo je da polikarbonat čini otprilike 1% globalne potrošnje smole po težini, ali doprinosi 10-15% dokumentovanih studija slučaja kvarova na terenu. Ekstruzija polikarbonata pruža mehaničke performanse koju većina termoplasta ne može dodirnuti, ali kažnjava svaku prečicu u sušenju, alatima, izlaganju kemikalijama i instalaciji. Jaz između dobavljača koji razumije ove načine kvara i onoga koji jednostavno topi smolu kroz matricu određuje da li će vaš dio trajati petnaest godina ili će napuknuti u svom prvom ljetu.
Ono što slijedi pokriva aplikacije, parametre obrade i načine kvara koje listovi sa podacima izostavljaju. Tehnički podaci potiču iz dva izvora: objavljenih referenci (citiranih gdje se koriste) i proizvodnih zapisa iz naših vlastitih PC linija u Dachangu, gdje od 1998. godine koristimo profile od ekstrudiranog polikarbonata. U cijelom ih razlikujemo.
Ekstruzija PC profila naspram brizganja: kada sam izbor procesa smanjuje jedinične troškove za trećinu
Ako vaš dio ima neprekidni poprečni-presjek (cijevi, kanali, poklopci difuzora, strukturni profili), alat za ekstruziju u kalupu obično košta 60–80% manje od uporedivog kalupa za injektiranje, bez ograničenja veličine šupljine{3}}na dužinu dijela. Za detaljnu usporedbu troškova i procesa, pogledajte našuanaliza ekstruzije u odnosu na brizganje.
Ta prednost se preokreće u trenutku kada vaša geometrija postane trodimenzionalna-. Injekciono prešanje obrađuje izbočine, uskočne spojeve i promjenjivu debljinu zida u jednom udarcu. Siva zona se nalazi s dijelovima koji su uglavnom linearni, ali trebaju lokalizirane karakteristike: rupe za montažu, završni poklopci, integrirane kopče.
Studija slučaja: Evropski projekat rasvjete
Jedan nedavni projekat ilustruje obrazac. Evropski proizvođač rasvjete je brizgao-nosilac PC kanala po cijeni od 0,85 eura po komadu uz ulaganje u kalup od 32.000 eura. Predložili smo ekstrudiranje istog profila uz -mašinsku obradu za montažne rupe. Trošak matrice: 7,500 €. Jedinični trošak pri istoj godišnjoj količini: 0,55 €, smanjenje od 35%. Odluka je trajala tri mjeseca, ne zato što je ekonomija bila nejasna, već zato što interni inženjerski tim klijenta nije imao nikoga sa ekspertizom u procesu ekstruzije da potvrdi prijedlog.
Ako je vaš dio uglavnom linearan i vaša godišnja zapremina prelazi nekoliko hiljada jedinica, zatražite ponude i za ekstruziju i za brizganje u ranoj fazi ciklusa dizajna. U pogledu rasvjete, medicinskih uređaja i industrijskih električnih aplikacija, vidjeli smo da se isti jaz u troškovima ponavlja. Za šire objašnjenje tipova profila i ograničenja dizajna, pogledajte naš vodičplastični profili po meripokriva PC, PVC, ABS i PMMA opcije.
Gdje ekstrudirani PC profili pobjeđuju na procesu, a ne samo na materijalu
Navođenje "građevinarstvo, automobilska industrija, elektronika" ne govori inženjeru nabavke ništa korisno. Bolje pitanje: u kojim aplikacijama sam proces ekstruzije stvara prednost koju brizganje ili livenje ne mogu ponoviti?
LED difuzori rasvjete
Poklopac PC difuzora za linearne LED svjetiljke zahtijeva čvrste optičke tolerancije: transmisija svjetlosti iznad 85% (mjereno prema ASTM D1003), kontrolirana magla za ravnomjernu difuziju. Pokrećemo ih na našem46 mm visoke-poklopne linije za PC lampu.
Arhitektonsko zastakljivanje
Multiwall PC ploče nude termičku otpornost oko R-1,5 do R-1,6. Masivne ploče težine otprilike 7,2 kg/m², pružaju otpornost na udarce 250x float staklo. Vidisvojstva materijala krovnih panela.
Precizne folije za medicinske i automobilske ventilacijepredstavljaju granicu u nastajanju. Covestrova linija Makrofol TF pokazala je da ekstrudirani PC film sada može doseći debljinu od 15 μm za membrane s ugraviranim tragom{2}}koje se koriste u dijagnostici i automobilskoj ventilaciji, zamjenjujući procese koji su prethodno bili zaključani u tehnologiji livenog filma od otapala{3}}.
Izolacija sabirnica i profili žičanih kanalazaokružuju segment visoke{0}}vrijednosti. Proizvodimo poklopce PC sabirnica za dva OEM-a električnih rasklopnih uređaja u jugoistočnoj Aziji,ko-ekstrudiranje PC+ABS na interfejsima vezegdje je otpornost na udarce najvažnija. Zahtjev za otpornost na plamen za ove dijelove je UL 94 V-0, postignut sa Covestro Makrolon FR klasama pri debljini stijenke do 1,2 mm. Standardne neispunjene PC klase obično zahtijevaju 1,5 mm ili više da prođu V-0, tako da odabir razreda ovdje direktno određuje da li profil ispunjava specifikacije ili ne.
Sušenje PC smole prije ekstruzije: Zašto je 0,02% tvrda kapija, a ne smjernica
Vlaga u polikarbonatnoj smoli uzrokuje ireverzibilno hidrolitičko kidanje lanca tokom obrade taline. Jednom kada molekularna težina padne, materijal se ne vraća nikakvom naknadnom-obradom.
Osnovni parametri: smola mora dostići sadržaj vlage manji ili jednak 0,02%, sušena na 120 stepeni najmanje 2-4 sata u sušilici za sušenje sa tačkom rose na ili ispod -18 stepeni. Ti brojevi dolaze iz objavljenih vodiča za obradu.
Uvid u proizvodnju iz Dachanga (Dongguan)
Ono što se ne pojavljuje u vodičima za obradu je način na koji se mijenjaju u stvarnim uvjetima. U našem objektu u Dongguanu, ljetna vlažnost zraka redovno prelazi 80% relativne vlažnosti. Pod tim uslovima, naš validirani ciklus sušenja za Makrolon 2858 traje 40% duže od minimuma u tehničkom listu (bliže 3,5 sata na liniji sa jednim-šrafom od 65 mm), a mi ponovo-provjeravamo vlažnost pomoću Karl Fischer titracije prije nego što bilo koja serija uđe u ekstruder.
Osušena smola izložena visokoj vlažnosti okoline može ponovo-apsorbirati vlagu do 0,5% u roku od tri do četiri sata, što je dovoljno za stvaranje vidljivih mjehurića. Popravak je bio proceduralni: osušeni materijal se sada odmah prenosi u zapečaćene spremnike, s maksimalnim vremenom zadržavanja od 90 minuta prije nego što je potrebno ponovno{4}} testiranje.
Jedna dijagnostička napomena SPE Extrusion Division: ako se mjehurići pojavljuju ravnomjerno raspoređeni po mreži umjesto da migriraju na rubove, osnovni uzrok možda uopće nije vlaga, već šuplje kuglice koje zarobljavaju zrak u buretu bez-odzračivanja. Pogrešna dijagnoza da je to problem sa sušenjem dovodi do prekomjernog-sušenja, što degradira smolu iz suprotnog smjera.
Kontrola temperature topljenja za PC profile: Prozor od 5-8 stepeni koji se pomiče sa svakom smolom
Na našoj liniji sa jednim vijkom od 65 mm koja pokreće Makrolon 2858, prozor za obradu u kojem istovremeno odsutne i tekstura valovite površine i vidljive linije protoka je širok oko 6 stepeni, između 274 stepena i 280 stepeni na matrici. Spustite se ispod 274 stepena i pojavljuju se linije protoka. Prekoračite 280 stepeni i površina će razviti vidljivu mreškastu šaru.
Taj prozor nije fiksiran. Kada pređemo na SABIC Lexan 141R, upotrebljivi opseg se pomera za otprilike 8 stepeni. Kada se temperatura okoline u radnji ljeti podigne iznad 30 stepeni, efektivni prozor se komprimuje za 1-2 stepena jer hlađenje bačve postaje manje efikasno. Habanje vijka povećava problem: nakon otprilike 18 mjeseci kontinuirane obrade, dio za mjerenje na našem vijku pokazao je dovoljno istrošenost da pomjeri profil smične topline, što zahtijeva smanjenje temperature za 3 stepena kako bi se održao isti kvalitet taline.
Geometrija zavrtnjavažniji je za PC nego za većinu robnih smola. ADvostruki-prijelazni mjerni vijak sa omjerom kompresije od 2,5:1 do 3:1podnosi visoku viskoznost taline bez stvaranja prekomjerne smične topline. Za mašinu od 50 mm (2 inča), dubina sekcije za doziranje je blizu 3,8 mm (0,150 in) sa dubinom uvlačenja oko 15,2 mm (0,600 in). Pogrešna kompresija ili izgladnjuje matricu, stvarajući nedosljednu debljinu stijenke, ili premošćuje rastop, degradirajući molekularnu težinu prije nego što smola izađe iz ivice matrice.
Ko{0}}ekstrudirani slojevi UV kapasu standardni zabilo koji proizvod-ocijenjen na otvorenom. Taj sloj poklopca je tipično 50-80 μm, vezan samo s jedne strane. Označavamo UV stranu na svakom listu koji proizvodimo. Uprkos tome, i dalje dobijamo garancijske upite od instalatera koji su montirali panele sa UV slojem okrenutim prema unutra, što garantuje vidljivo žutilo u roku od dve do tri godine. Ako specificirate ekstrudirani PC za vanjsku upotrebu, potvrdite protokol za označavanje UV strane kod svog dobavljača i izričito ga prenesite svojoj instalacijskoj ekipi.
Pukotine u polikarbonatu zbog stresa okoline: način kvara koji dolazi nakon što se QC potpiše-isključi
Pucanje pod stresom okoline (ESC) zahtijeva dva istovremena uslova: mehaničko naprezanje i kontakt sa agresivnim hemijskim agensom. Ni jedno ni drugo ne uzrokuje neuspjeh. PC ploča pod opterećenjem savijanja drži neograničeno vrijeme u čistom zraku. Ista ploča obrisana izopropil alkoholom tokom ugradnje može razviti vidljive pukotine u roku od nekoliko minuta.
Na ovo smo se susreli na seriji ekstrudiranih zaštitnih poklopaca za PC koji su isporučeni klijentu za sklapanje elektronike u Njemačkoj. Sve jedinice su prošle naš odlazni QC: provjere dimenzija, testovi na udar, optička jasnoća. Tri sedmice nakon ugradnje, klijent je prijavio pukotine na oko 15% dijelova. Analiza osnovnog uzroka trajala je šest sedmica. Odgovor: klijentov protokol čišćenja je uključivao odmašćivač na bazi rastvarača- koji sadrži 2% metil etil ketona (MEK), a zaostali napon od pritiska-ugradnje poklopaca u aluminijumska kućišta inicirao je krhki lom na -funkcijama prianjanja.
Rešenje je potvrdilo dijagnozu. Klijent je prešao na odobreno ne-sredstvo za čišćenje bez rastvarača, ponovo-testirao preostali inventar nakon 48-satnog žarenja za ublažavanje stresa na 125 stepeni i sve jedinice su prošle. Taj klijent je nastavio naručivati od nas četiri godine od tada, a protokol zamjenskog čišćenja održao se bez ESC ponavljanja.
Ključna preporuka:
Od tog incidenta, naš proces RFQ uključuje obavezno polje: "Navedite sve hemikalije koje će kontaktirati dio tokom proizvodnje, instalacije i usluge krajnjeg korištenja." U protekle dvije godine, ovo pitanje je presrelo ESC rizik na najmanje dva nova projekta.
Hemijska crna lista za PC uključujeMEK, aceton, toluen, sredstva za čišćenje na bazi amonijaka{0}}i većina aromatičnih rastvarača. Dobro-dokumentovan slučaj kvara u krugovima inženjeringa materijala: visoke-molekularne-kompjuterske stubove za razgraničenje autoputa koji su prošli svaki fabrički test na udar, a zatim pukli na terenu. Osnovni uzrok je pronađen u MEK-baziranom na datumu-tisti koje je primijenjeno tokom proizvodnje. Pukotine su uvijek nastajale od mjesta traga tinte.
Ako vaša aplikacija uključuje PC dijelove u kontaktu sa ljepilima, zaptivnim materijalima ili sredstvima za čišćenje, zatražite podatke o hemijskoj kompatibilnosti od svog dobavljača prije nego što se posvetite proizvodnji. Održavamo internu bazu podataka kompatibilnosti koja pokriva 60+ industrijskih hemikalija testiranih prema našim profilima i možemo izvršiti testove izloženosti na zahtjev.Kontaktirajte naš inženjerski timsa detaljima vaše prijave.
Ugradnja ploča od ekstrudiranog polikarbonata: matematika termičke ekspanzije koja sprječava potraživanja u garanciji
Koeficijent linearnog termičkog širenja polikarbonata je približno 0,065 mm/m/stepen (prema ASTM E831), otprilike šest puta više od čelika i osam puta više od stakla. Ploča od 2 metra izložena sezonskom kolebanju temperature od 55 stepeni raste ili se smanjuje za približno 7,15 mm.
Pričvrstite ga kroz rupe izbušene do tačnog prečnika šrafa i panel se više nema gde pomeriti. Rezultat: koncentracija naprezanja na svakoj točki pričvršćivača, što dovodi do radijalnog pucanja koje izgleda kao proizvodni nedostatak, ali je samo greška u instalaciji.
Formula ekspanzije
ΔL = L × × ΔT
L: Dužina panela u metrima
: 0,065 mm/m/ stepen
ΔT: Maksimalna sezonska temperaturna razlika
Popravka: prethodno-izbušite sve rupe za pričvršćivače 2-3 mm veće od drške vijka, koristite EPDM-zaptivne podloške i nikada ne zatezajte pričvršćivače do pune kompresije. Za panele duže od 1,5 metara, rupe sa prorezima na barem jednom kraju bolje podnose uzdužno širenje nego velike okrugle rupe.
Ako trebate pre-preporuku za razmak izbušenih rupa za vaše specifične dimenzije, naš tehnički tim može to izračunati na osnovu vaših crteža.
Kako procijeniti dobavljača ekstruzije po narudžbi za PC: pitanja koja bi vaš RFQ trebao uključiti
Brzo poređenje nivoa materijala-u odnosu na akril: PC je 30–40% skuplji po kilogramu, ali daje otprilike 250 puta veću čvrstoću na udar od stakla u odnosu na akril 17 puta (obje brojke se široko navode u industrijskim izvorima, uključujući A&C Plastics i ASTM Izod podatke o udaru). U aplikacijama u kojima kvar panela nosi sigurnost ili troškove zastoja, ekonomija životnog ciklusa gotovo uvijek daje prednost polikarbonatu. Za kompletno poređenje -svojstava, pogledajte našuVodič od akrila i polikarbonata.
Prilikom ocjenjivanja dobavljača za prilagođene PC profile, pitanja koja predviđaju kvalitet idu dalje od cijene po metru:
Da li dobavljač provjerava sadržaj vlage u smoli prije svakog rada ili samo vjeruje tajmeru za sušenje?
Mogu li oni pružiti smjernice o hemijskoj kompatibilnosti za vaše specifične hemikalije za krajnju{0}}upotrebu?
Da li oni zajedno-ekstrudiraju UV zaštitu u-okviru ili je ekstrudiraju kao sekundarni premaz?
Koja je njihova tolerancija debljine zida na profilima optičkog{0}}klasa? (Ako ne mogu odgovoriti brojem, to vam govori šta trebate znati.)
Hoće li pokrenuti probnu seriju na vašim potrebnim tolerancijama prije nego što se posvete punom proizvodnom alatu?
Preciznost
Tolerancija profila:±0,05 mm na debljinu zida zaoptički{0}}PC difuzori; ±0,10 mm za strukturne profile
{0}Kućno testiranje:Karl Fischer provjera vlage, prijenos svjetlosti prema ASTM D1003, indeks žućenja nakon QUV starenja
Materijali
Smole:Covestro Makrolon, SABIC Lexan, LG Chem Infino, Chi Mei Wonderlite
napredno:Ko{0}}ekstruzija UV kapasti sloj, PC+ABS, tri{2}}ekstruzija
Vremenski okviri
Prilagođeno vrijeme izrade matrice:72 sata (std) / 15-20 radnih dana (optički)
Proizvodnja:7-12 radnih dana u zavisnosti od količine
Usklađenost
Certifikati:ISO 9001, RoHS usklađen, REACH registriran
MOQ:1.000 metara (standardno) / 500 metara (prilagođeno)
Ako vaš projekat uključujeLED{0}}optički difuzori, strukturalne cijevi ili profili od ko-ekstrudiranih više- materijala, pošaljite nam svoje crteže i detalje o hemijskom okruženju. Potvrdit ćemo odabir materijala, izvodljivost obrade i realno vrijeme isporuke prije ponude.
FAQ
P: Da li polikarbonat treba da se osuši prije ekstruzije?
O: Da. PC smola mora dostići sadržaj vlage manji od ili jednak 0,02% prije obrade, ili materijal trpi trajnu molekularnu degradaciju. Standardni uslovi su 120 stepeni tokom 2-4 sata u sušilici za sušenje, ali stvarno vreme ciklusa zavisi od vlažnosti okoline i količine smole. Naše postrojenje produžava vrijeme sušenja do 40% tokom-mjeseca visoke vlažnosti. Dijagnostički detalji za razlikovanje nedostataka vlage od zarobljenih-mjehurića zraka su pokriveni u odjeljku za sušenje iznad.
P: Šta uzrokuje pucanje dijelova ekstrudiranog polikarbonata nakon ugradnje?
O: Većina pucanja nakon-ugradnje dolazi do jednog od dva uzroka: pucanja pod stresom okoline izazvanog hemijskim kontaktom pod mehaničkim opterećenjem, ili naprezanjem termičkog širenja zbog malih rupa za pričvršćivače. I mehanizmi kvara i metode njihove prevencije su detaljno opisani u odjeljcima ESC i instalacija.
P: Da li je ekstruzija polikarbonata isplativija-od brizganja?
O: Za dijelove s neprekidnim poprečnim-presjekom, alat za ekstruziju radi 60–80% niže od kalupa za injektiranje i eliminiše ograničenja dužine. Iznad nekoliko hiljada godišnjih jedinica, ekstrudirani profili sa naknadnom-obradom mogu smanjiti troškove po-komadu za 30-40% u poređenju sa brizganjem. Okvir za odlučivanje, uključujući gdje brizganje i dalje pobjeđuje, raspravlja se u odjeljku za poređenje procesa na vrhu ovog članka.
P: Koja temperatura se koristi za ekstrudiranje polikarbonatnih profila?
O:-temperature krajnjeg kraja obično padaju u rasponu od 260–290 stepeni, ali upotrebljivi prozor u kojem nedostaju površinski defekti može biti uzak i do 5–8 stepeni za datu vrstu smole i konfiguraciju mašine. Temperature u zoni bačve se postavljaju progresivno, a optimalni profil se pomera sa količinom smole, uslovima okoline i trošenjem zavrtnja. Specifični podaci o temperaturi{7}}iz naših proizvodnih linija pokriveni su u odjeljku o temperaturi topljenja iznad.
P: Kako da spriječim žutilo na vanjskim polikarbonatnim pločama?
O: Osigurajte da vaše ploče imaju ko-ekstrudirani UV- sloj poklopca (obično 50–80 μm) i potvrdite da je UV strana okrenuta prema van tokom instalacije. Bez UV zaštite, standardni računar počinje da pokazuje vidljivo žutilo u roku od 2-3 godine od izlaganja na otvorenom. Uvijek provjerite ima li UV- oznaka na zaštitnoj foliji ili rubu ploče prije ugradnje.