Poliwęglan to niezwykle wszechstronne tworzywo sztuczne , które znajduje zastosowanie w kilkudziesięciu różnych dziedzinach, m.in. w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym .
W rzeczywistości można go wykorzystać do tworzenia niezwykle wytrzymałych obiektów, które są w stanie wytrzymać światło słoneczne i zmiany temperatury , nie tracąc przy tym swoich właściwości mechanicznych.
Poliwęglan jest również bardzo ceniony, ponieważ pozwala na tworzenie dużych obiektów, biorąc pod uwagę, że jest w stanie utrzymać całkiem spore ciężary bez odkształcania się.
To tworzywo sztuczne można poddać licznym procesom, zawsze uzyskując doskonałe rezultaty; wśród nich: różne techniki formowania, cięcie laserowe, toczenie i polerowanie, klejenie i spawanie chemiczne.
W Bellelli Ufficio wybraliśmy poliwęglan jako główny materiał do tworzenia naszych produktów, właśnie ze względu na jego niezwykłe właściwości!
Jest to tak naprawdę poliester kwasu węglowego otrzymywany ze związku pochodzenia organicznego zwanego bisfenolem, który charakteryzuje się bardzo wysoką odpornością na promienie UV i doskonałą przezroczystością dla światła.
Należy również podkreślić, że poliwęglan jest nietoksyczny i charakteryzuje się wysokim stopniem drukowalności, przy bardzo niewielu ograniczeniach dotyczących grubości i krzywizny.
Techniki formowania tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne , od łacińskiego „plasticus” (kształtować – modelować), swoją nazwę zawdzięczają zdolności do ulegania odkształceniom pod wpływem określonych naprężeń termicznych lub chemicznych.
Na przykład poliwęglan jest przetwarzany w wysokich temperaturach (od 170°C do 225°C) . Dzięki temu ryzyko modyfikacji właściwości mechanicznych materiału jest praktycznie zerowe, dzięki czemu można uzyskać niestandardowe kształty z bardzo dużą precyzją.
Aby uformować przedmiot wykonany z poliwęglanu, nieprzezroczystego lub przezroczystego, zaczynamy od surowca, który w większości zastosowań składa się z arkuszy o określonej grubości , bardzo cienkich lub grubszych.
Poliwęglan jest również dostępny w blokach, jednak zarezerwowanych do konkretnych zastosowań, w których po uformowaniu należy przeprowadzić znaczną liczbę operacji usuwania materiału.
Optymalne rezultaty uzyskuje się wychodząc z arkuszy o raczej ograniczonej grubości, zwykle od 4 mm do 1 cm , już zabarwionych.
Nawet jeśli możliwe będzie późniejsze dodanie pigmentu powierzchniowego, wynik nigdy nie będzie porównywalny z rozkładem objętościowym, w szczególności ze względu na wyjątkowy współczynnik załamania światła, który sprawia, że poliwęglan jest bardziej przezroczysty niż szkło.
Do wykonania nadruku wykorzystywane są prasy na gorąco , które wymagają zastosowania określonych kształtów, które wyznaczają wewnętrzną i zewnętrzną stronę profilu, jaki chcemy uzyskać i których kształt w dużym stopniu zależy od efektu końcowego.
Zwykle produkt jest gotowy po formowaniu (co może odbywać się także seryjnie w dużych ilościach), jednak w przypadku niektórych typów przedmiotów lepiej jest przeprowadzić etap wykańczający, mający na celu wyeliminowanie zadziorów i innych drobnych niedoskonałości, takich jak krawędzie łączące .
Wady formowania w poliwęglanie
Chociaż formowanie poliwęglanu jest zaawansowane technologicznie, może wykazywać pewne drobne niedokładności.
Są to jednak problemy, które raczej nie umkną kontroli jakości i które w przypadku produktu o wysokim profilu nie są widoczne dla użytkownika końcowego.
W niektórych przypadkach są to błędy projektowe , które mogą podważyć wytrzymałość konstrukcji, podczas gdy w innych są to jedynie wady estetyczne .
Oczywistym jest, że zarówno w przypadku jednego, jak i drugiego możliwe jest wdrożenie dostosowań zapobiegawczych lub korygujących.
• Najczęstszymi wadami formowania poliwęglanu są pęcherzyki lub puste przestrzenie , które tworzą się wewnątrz elementów. W zależności od ich zasięgu mogą, ale nie muszą, wpływać na estetykę lub właściwości mechaniczne materiału.
• Zagłębienie lub skurcz objętościowy zwykle występuje, gdy średnia grubość jest bardzo duża i występują zauważalne różnice pomiędzy częściami. Zjawisko to objawia się lekkim ugięciem lub wgłębieniem w niektórych miejscach, na skutek wewnętrznych naprężeń podczas stabilizacji termicznej elementu.
• Do oparzeń dochodzi, gdy gaz używany do formowania nie jest prawidłowo odprowadzany na zewnątrz.
• Deformacja jest związana z elementami o zbyt cienkich ściankach; zwykle ma to miejsce, gdy szybkość chłodzenia nie jest równomierna, a niektóre części twardnieją wcześniej niż oczekiwano, wykazując tendencję do zwijania się.
• Flashowanie to zjawisko występujące w miejscach styku dwóch elementów listwy. Zasadniczo składa się z niewielkiej ilości pozostałości materiału, który infiltruje krawędzie natarcia, i który można łatwo usunąć za pomocą narzędzia ściernego.
• Jeśli arkusze poliwęglanu zostaną pokolorowane niedbale, możliwe jest, że użyte pigmenty nie zostaną idealnie rozłożone, tworząc wiry .
• W bardzo dużych złączach można tworzyć spoiny , czyli linie i zgrubienia w miejscach łączenia bloków poliwęglanowych.
Nie jest to zwykła wada estetyczna, spoina może stwarzać problemy dla bezpieczeństwa. Faktycznie, tam, gdzie konieczne jest przepuszczenie śrub lub innych elementów, zaleca się nieznaczne zwiększenie grubości, aby uniknąć powstawania pęknięć naprężeniowych .
• Niedoskonałości powierzchni produktów poliwęglanowych są zwykle związane ze zużytymi i niekonserwowanymi narzędziami, które pozostawiają okrągłe lub spiralne ślady podczas polerowania po formowaniu.
Wadzie tej można zapobiec, aktualizując park maszynowy i okresowo sprawdzając jakość zainstalowanych instrumentów.
Występowanie niedoskonałości tego typu jest również powiązane z ilością etapów wykańczania i można je dość łatwo wyeliminować poprzez wykonanie wytłoczenia poprzez piaskowanie.
• Ślady druku i pozostałości po wyjęciu z formy mogą być również mniej lub bardziej widocznymi defektami. Powstają na skutek wyjmowania kawałków z form za pomocą specjalnych narzędzi, takich jak szczypce czy ostrza, które mogą pozostawić ślady (zarysowania, linie, kropki).
• Powierzchowne problemy, takie jak odpryski i skórka pomarańczowa , wynikają raczej ze zmian temperatury i zmian przepływu.
Metody kontroli stosowane przez naszą firmę w celu uniknięcia powstawania defektów w elementach poliwęglanowych obejmują kontrolę wizualną, badania niszczące elementu i kontrolę gęstości.
Parametry wtrysku
Formowanie wtryskowe to zaawansowany proces, który wymaga specjalnego sprzętu i rygorystycznego przestrzegania parametrów eksploatacyjnych.
Wiele wad występujących w formowanych elementach poliwęglanowych wynika w rzeczywistości z nieprzestrzegania przepisów.
Zobaczmy te najważniejsze.
• Temperatury robocze są bardzo ważne, aby zachować wszystkie początkowe właściwości i nie powodować poważnych problemów konstrukcyjnych, takich jak: obecność pęknięć na krzywiznach, utrata przezroczystości i koloru, deformacje powierzchni, takie jak skórka pomarańczowa i zagłębienia.
• Grubość jest ściśle powiązana z temperaturą , ponieważ im większa jest wysokość obrabianego arkusza, tym trudniej będzie utrzymać jego jednolitość, a co za tym idzie, siła, jaką należy przyłożyć, aby zmienić kształt poliwęglanu.
Bardzo trudno jest przeprowadzić wiele odkształceń w jednym kroku, ponieważ temperatura w tej samej formie może zmieniać się znacząco nawet w odstępie kilku centymetrów.
• Czas formowania jest bardzo ważny; muszą być na tyle krótkie, aby zapewnić jednolitą temperaturę i uniknąć powstawania wad.
Czasy są jeszcze ważniejsze, gdy modelowany obiekt z poliwęglanu musi przybierać kształty z guzkami, ponieważ w tym przypadku grubość staje się bardzo cienka.
W rzeczywistości poliwęglan w jego cieńszych partiach, jeśli nie zostanie zwrócona szczególna uwaga, grozi utratą swoich właściwości mechanicznych już wewnątrz formy.
• Ciśnienie jest kolejnym ważnym elementem, ponieważ musi być proporcjonalne do grubości i lepkości elementu.
Wiele wyprasek wymaga zwiększenia docisku tylko jednej z powierzchni folii, aby druga przylegała do kształtu, co znacznie obniża koszty produkcji i ryzyko wystąpienia defektów kosmetycznych.
Ciśnienie ma kluczowe znaczenie, ponieważ powietrze o wysokiej temperaturze musi być przetłaczane z intensywnością i równomiernością w możliwie najkrótszym czasie, aby przylegało do odlewu bez miejscowych zjawisk rozcieńczania, które mogłyby sprawić, że gotowy przedmiot nie nadawałby się do użytku.
Każdy etap musi być wykonany z najwyższą uwagą i starannością, nawet końcowe procesy wykończeniowe i pośrednie: cięcie gorącą piłą, tradycyjnymi piłami, cięcie laserem, wiercenie i operacje wykończeniowe.
Jeżeli pojedynczy element jest uszkodzony, po złożeniu z innymi może to pogorszyć wytrzymałość i jakość końcowego elementu.
Formowanie wtryskowe ABS
Formowanie wtryskowe tworzywa ABS zapewnia doskonałe rezultaty dzięki pojedynczym i podwójnym prasom wtryskowym.
Opiera się na technikach stosowanych w przypadku poliwęglanu, nawet w przypadku małych przedmiotów, z odkształceniem termoplastycznym i wtryskiwaniem żywicy.
Tworzywo ABS jest nieco bardziej miękkie w dotyku niż poliwęglan; jest bardzo rozpowszechniony ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na uderzenia.
Co więcej, jest to tworzywo sztuczne, które nie wydziela zanieczyszczeń i substancji toksycznych nawet podczas obróbki na gorąco, co czyni go idealnym do tworzenia produktów niestandardowych .
Odporność na uderzenia, przecięcia i naprężenia chemiczne sprawia, że tworzywo ABS nadaje się do wykonywania powszechnie używanych przedmiotów.
Przezroczysta listwa poliwęglanowa
Poliwęglan jest dostępny w wersji nieprzezroczystej , półprzezroczystej i przezroczystej .
To tworzywo sztuczne charakteryzuje się lepszym współczynnikiem załamania światła niż szkło, bez ryzyka żółknięcia czy zmiany koloru i przezroczystości w przypadku długotrwałej ekspozycji na światło słoneczne.
Poliwęglan jest często używany do produkcji zadaszeń zewnętrznych i podobnych obiektów przeznaczonych do wystawienia na działanie czynników atmosferycznych.
Ze względu na swoją polimerową strukturę ma wysoką tolerancję; jest bardzo odporny na wstrząsy i bardzo mało podatny na działanie ekstremalnych temperatur.
Formowanie wtryskowe przezroczystego poliwęglanu pozwala uzyskać liczne kształty geometryczne i różne rozmiary, z doskonałą powtarzalnością.
Formowanie wtryskowe poliwęglanu odbywa się przy bardzo krótkich czasach nagrzewania i chłodzenia.
Pozwala to na maksymalną plastyczność, bardzo niski margines błędu i krystalicznie czystą przejrzystość .
