Plastiques à haute ténacité vs plastiques à haute rigidité: exigences de sélection et solutions DEYU
Les plastiques à haute ténacité se concentrent sur la résistance aux chocs, la résistance aux fissures, la fiabilité de l'encliquetage, la résistance aux chutes et la ténacité à basse température. Les plastiques à haute rigidité se concentrent sur la rigidité, la stabilité dimensionnelle, la capacité portante, le contrôle de la déformation et le support structurel.
Réponse courte
Les plastiques à haute ténacité et les plastiques à haute rigidité ne sont pas identiques.
Les plastiques à haute ténacité sont conçus pour résister aux fissures, à la rupture, aux chocs, aux chutes, à la déformation par flexion, aux ruptures d'encliquetage, aux fissures des bossages de vis et aux fractures fragiles à basse température. Leurs indicateurs clés incluent la résistance aux chocs, l’allongement, la résistance aux entailles, les chocs à basse température, la résistance à la fatigue et les performances en cas de chute de pièces réelles.
Les plastiques à haute rigidité sont conçus pour résister à la déformation sous charge. Leurs indicateurs clés comprennent le module de flexion, le module de traction, la rigidité, la stabilité dimensionnelle, la résistance au fluage, la température de déflexion thermique, le renforcement en fibre de verre ou en fibre de carbone et le support structurel.
En termes simples, une ténacité élevée signifie que la pièce est moins susceptible de se fissurer, tandis qu'une rigidité élevée signifie que la pièce est moins susceptible de se déformer. Un matériau résistant peut être flexible mais pas assez rigide. Un matériau rigide peut être solide mais cassant.
Pour les pièces PP à fort impact qui nécessitent une résistance à basse température, l'existant de DEYU DGK-PP 66D impact modifié basse température PP peut être utilisée comme direction de produit de référence, tandis que d’autres formulations DGK peuvent être personnalisées en fonction du mode de défaillance réel de la pièce.
Pourquoi robustesse et rigidité sont souvent confondues
Lors de la sélection des matériaux plastiques, de nombreux clients déclarent avoir besoin d’un matériau plus résistant. Mais plus fort peut signifier différentes choses.
Certaines pièces ne doivent pas se briser en cas de chute. Certaines pièces ne doivent pas se déformer sous charge. Certains clips doivent se plier sans se casser. Certains supports doivent conserver leur forme sous pression. Certains boîtiers doivent survivre à l'impact. Certains engrenages doivent conserver la précision des dents. Certains connecteurs doivent résister à la force d'insertion. Certains accessoires d'ascenseur, pièces de roulement et composants mécaniques doivent maintenir une stabilité dimensionnelle sur une longue durée de vie.
Ce sont des cibles matérielles différentes. Si la pièce se fissure, le matériau peut nécessiter une ténacité plus élevée. Si la pièce se plie ou perd sa forme, le matériau peut nécessiter une plus grande rigidité. Si la pièce se fissure et se déforme, elle nécessite généralement une solution renforcée-trempée équilibrée.
La première question ne devrait pas être de savoir si le matériau est solide. La bonne question est: quel échec essayons-nous de résoudre?
Qu’est-ce que le plastique haute résistance?
Le plastique à haute ténacité fait référence à un matériau capable d'absorber de l'énergie et de résister à la propagation des fissures dans des conditions d'impact, de flexion, de chute, d'assemblage, de vibration ou de basse température.
Les plastiques à haute ténacité sont importants lorsque la pièce doit:
- survivre aux tests de chute
- résister à la fissuration du bossage de la vis
- éviter la casse par encliquetage
- résister au montage à froid
- maintenir la résistance aux chocs après vieillissement
- plier sans rupture fragile
- résister à la sensibilité des encoches
- survivre à des montages et démontages répétés
Les indicateurs courants incluent la résistance aux chocs avec encoche, la résistance aux chocs sans encoche, l'allongement à la rupture, la résistance aux chocs à basse température, les performances des tests de chute, les tests de cycle d'encliquetage, les tests de fissuration des bossages de vis, la résistance aux chocs des lignes de soudure et les performances en fatigue.
Les itinéraires courants à haute ténacité incluent les systèmes flexibles ABS à fort impact, PP modifié aux chocs, les alliages PC / ABS, les PA6 renforcés, les PA66 renforcés, les systèmes flexibles POM modifiés aux chocs, TPU et TPE, le renforcement des élastomères et les impacts spécifiques au POE, EPDM, SEBS, MBS, acrylique ou nylon. modificateurs.
Qu’est-ce que le plastique à haute rigidité?
Le plastique à haute rigidité fait référence à un matériau qui résiste à la flexion, à la déformation, au gauchissement, au fluage et aux changements dimensionnels sous charge.
Les plastiques à haute rigidité sont importants lorsque la pièce doit:
- charge de support
- maintenir la forme
- réduire la déformation
- résister au fluage
- maintenir la précision dimensionnelle
- positionnement de l'ensemble support
- remplacer le métal dans les structures sélectionnées
- conserver la précision des dents d'engrenage
- conserver la rigidité du support
- maintenir la planéité ou la rectitude
Les indicateurs courants incluent le module de flexion, le module de traction, la résistance à la flexion, la résistance à la traction, la température de déformation thermique, la résistance au fluage, le contrôle du gauchissement, la stabilité dimensionnelle, le retrait, le niveau de renforcement des fibres et le test de déformation sous charge.
Les itinéraires courants à haute rigidité comprennent le PP renforcé de fibre de verre, le PA6 ou PA66 renforcé de fibre de verre, le PP ou PA renforcé de fibre de verre longue, le PA / POM / PPS renforcé de fibre de carbone, le PP chargé de minéraux, le PP chargé de talc, le PBT renforcé de fibre de verre, les composés renforcés PPS, le PPA et plastiques techniques renforcés à haute température.
Différence fondamentale: résistance aux fissures et résistance à la déformation
| Article | Plastique haute résistance | Plastique haute rigidité |
|---|---|---|
| Objectif principal | Résiste aux fissures et aux chocs | Résiste à la déformation et à la flexion |
| Panne principale résolue | Rupture, fissuration, rupture d'encliquetage | Déformation, flexion, fluage, perte de forme |
| Index clé | Résistance aux chocs, allongement, résistance aux entailles | Module de flexion, module de traction, HDT |
| Modification typique | Élastomère, phase caoutchouc, modificateur de choc | Fibre de verre, fibre de carbone, charge minérale |
| Risque | Peut devenir plus mou ou moins rigide | Peut devenir cassant ou sensible aux entailles |
| Pièces adaptées | Clips, boîtiers, couvercles, pièces résistantes aux chutes | Consoles, supports, pièces porteuses |
| Accent sur la conception | Absorption d'énergie | Soutien structurel |
| Erreur courante | Trop mou après un durcissement excessif | Trop fragile après un renforcement excessif |
Les deux propriétés sont souvent en conflit. L'ajout d'élastomère améliore la ténacité mais peut réduire la rigidité. L'ajout de fibre de verre améliore la rigidité mais peut réduire la résistance aux chocs ou augmenter la sensibilité aux encoches. De nombreux projets réels nécessitent donc un matériau renforcé à impact équilibré plutôt qu'un matériau pur à haute ténacité ou à haute rigidité.
Quand choisir du plastique haute résistance
Choisissez un plastique à haute ténacité lorsque le problème principal est la fissuration après un test de chute, la rupture d'un encliquetage lors de l'assemblage, la fissuration du bossage de vis après le serrage, la fragilité hivernale, la fissuration des coins du boîtier, la rupture de la ligne de soudure, les assemblages et démontages répétés ou la nécessité d'absorber l'énergie d'impact.
Itinéraires recommandés:
| Sens de candidature | Options matérielles |
|---|---|
| Apparence des boîtiers | ABS à fort impact, PC / ABS, PC / ABS modifié aux impacts |
| Grandes pièces à faible coût | PP modifié aux chocs, PP trempé à basse température, PP trempé résistant aux chocs |
| Clips structurels et pièces automobiles | PA6 renforcé, PA66 renforcé, nylon renforcé à impact équilibré |
| Absorption flexible des chocs | TPU, TPE, systèmes élastomères à base de SEBS |
| Pièces mobiles de précision | Impact POM modifié, POM et équilibre résistant à l'usure |
Quand choisir du plastique à haute rigidité
Choisissez un plastique à haute rigidité lorsque le problème principal est la flexion sous charge, un support de support insuffisant, une déformation après assemblage, une planéité instable, un fluage à long terme, un changement dimensionnel après chauffage, une perte de précision des engrenages, une déformation du connecteur sous la force d'insertion ou un remplacement partiel du métal.
Itinéraires recommandés:
| Sens de candidature | Options matérielles |
|---|---|
| Pièces structurelles sensibles aux coûts | PP renforcé de fibre de verre, PP chargé de talc, fibre de verre longue PP |
| Pièces d'ingénierie à haute résistance | PA66 renforcé de fibre de verre, PA6 renforcé de fibre de verre, PA renforcé de fibre de carbone |
| Stabilité dimensionnelle de précision | POM renforcé, PBT renforcé de fibre de verre, PPS renforcé |
| Rigidité à haute température | PPS renforcé, PPA renforcé, PEEK renforcé si nécessaire |
Quand robustesse et rigidité doivent cohabiter
De nombreuses pièces nécessitent à la fois résistance et rigidité. Les clips automobiles doivent se plier lors de l'assemblage mais conserver la force de verrouillage. Les boîtiers électriques doivent réussir les tests de chute mais conserver leur forme. Les supports de batterie doivent résister à la charge et aux chocs. Les couvertures industrielles doivent être rigides mais pas cassantes. Les accessoires d’ascenseur doivent conserver leurs dimensions et réduire les fissures. Les cages de roulements nécessitent une stabilité dimensionnelle et une résistance à la fatigue.
Dans ces cas-là, la meilleure solution ne consiste pas simplement à ajouter davantage de fibre de verre ou d’élastomère. Cela nécessite une formulation équilibrée.
Les itinéraires équilibrés courants incluent le PA66 renforcé de fibre de verre à impact équilibré, le PP renforcé de fibre de verre trempé, l'alliage PC / ABS avec équilibre d'impact et de rigidité, le matériau équilibré d'impact résistant à l'usure POM, le PA66 plus fibre de verre plus modificateur d'impact, PP plus talc plus équilibre élastomère et les matériaux renforcés de fibre de carbone avec réglage de la ténacité.
Parcours technique: améliorer la robustesse
Trempe élastomère
Les élastomères tels que le POE, l'EPDM, le SEBS et les durcisseurs spéciaux en nylon peuvent améliorer les performances aux chocs et la ténacité à basse température. Le risque est une rigidité moindre, une résistance thermique moindre, une éventuelle douceur de la surface et un éventuel changement d'écoulement.
Optimisation de la phase caoutchouc
Le ABS et certains polymères modifiés par impact utilisent une conception en phase de caoutchouc pour absorber l'énergie d'impact. Cela améliore la résistance aux chocs, aux fissures et la fiabilité du boîtier, mais le vieillissement, la résistance à la chaleur et la brillance de la surface doivent être contrôlés.
Trempe d'alliage
Les PC / ABS, PA / ABS, PP / EPDM et d'autres alliages utilisent un mélange de résine pour équilibrer la ténacité avec la résistance à la chaleur, l'apparence et le traitement. La compatibilité doit être contrôlée, sinon la séparation des phases peut réduire les performances.
Parcours technique: améliorer la rigidité
Renfort en fibre de verre
La fibre de verre est la voie la plus courante pour améliorer la rigidité. Il augmente le module, la résistance, la résistance à la déformation thermique et le contrôle du retrait. Les risques incluent la perte d'impact, la déformation due à l'orientation des fibres, l'exposition des fibres et la faiblesse des lignes de soudure.
Renfort en fibre de carbone
La fibre de carbone offre une rigidité, une stabilité dimensionnelle, une conductivité et une légèreté élevées. Cela entraîne également un coût plus élevé, un risque de fragilité, une couleur foncée et une éventuelle rugosité de surface.
Remplissage Minéral et Talc
Les charges minérales améliorent la rigidité et la stabilité dimensionnelle à moindre coût. Ils peuvent réduire la résistance aux chocs, augmenter la densité et modifier le comportement de la surface ou de l'écoulement.
Renfort en fibres longues
Les systèmes à fibres de verre longues peuvent fournir un meilleur renforcement structurel que les systèmes à fibres courtes dans certaines applications. Ils sont utiles pour équilibrer la rigidité aux chocs et remplacer le métal, mais le traitement et la rétention de la longueur des fibres doivent être contrôlés.
Cas client 1: Boîtier ABS à haute ténacité résolvant les fissures causées par les chutes
Un client a utilisé la norme ABS pour un boîtier d'appareil industriel. L'aspect de la surface était bon, mais le boîtier s'est fissuré dans les coins lors des tests de chute. Les bossages de vis blanchissaient, les lignes de soudure étaient faibles et les résultats des tests de chute étaient instables.
| Article | Original ABS | DEYU DGK haute ténacité ABS |
|---|---|---|
| Résistance aux chocs crantés | 14kJ / m2 | 29 kJ / m2 |
| Test de chute à 1,2 m | 5 échecs / 10 échantillons | 0 échec / 10 échantillons |
| Fissuration du bossage de vis après assemblage | 4 échecs / 20 échantillons | 0 échec / 20 échantillons |
| Module de flexion | 2 250 MPa | 2 050 MPa |
| Aspect des surfaces | Bien | Bien |
Le client avait besoin de ténacité et non de rigidité. Si de la fibre de verre avait été ajoutée pour augmenter la rigidité, les fissures dans les coins auraient pu s'aggraver. L'itinéraire correct était le ABS à haute ténacité avec modification contrôlée de l'impact.
Cas client 2: Support PA66 à haute rigidité résolvant la déformation sous charge
Un client a utilisé un PA66 ordinaire pour un support mécanique. La pièce ne s'est pas fissurée, mais elle s'est déformée sous charge après une utilisation prolongée.
| Article | Original PA66 | DEYU DGK-PA66 matériau renforcé à haute rigidité |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 78 MPa | 132 MPa |
| Module de flexion | 2 600 MPa | 7 800 MPa |
| Déformation sous charge après 72 heures | 1,35 mm | 0,32 mm |
| Déformation thermique sous charge d'assemblage | Visible | Considérablement réduit |
| Fissuration de l'assemblage | Pas évident | Non observé lors de la validation |
Ce projet n’avait pas besoin d’une ténacité plus élevée au préalable. Le principal échec était la déformation. Une solution PA66 renforcée à haute rigidité réduit le fluage et améliore la stabilité dimensionnelle.
Cas client 3: Résistance et rigidité équilibrées pour les clips automobiles
Un client du secteur automobile a utilisé un clip rigide en nylon renforcé. Il avait une bonne force de verrouillage mais s'est cassé lors de l'assemblage à froid. Lorsque le client a opté pour un nylon renforcé, le clip ne s'est plus cassé, mais la force de verrouillage a diminué.
| Article | Clip rigide PA66-GF | Essai PA66 renforcé | DEYU équilibré PA66 |
|---|---|---|---|
| Module de flexion | 6 800 MPa | 2 400 MPa | 4 900 MPa |
| Impact entaillé à -30 deg C | 2,4 kJ / m2 | 7,5 kJ / m2 | 6,2 kJ / m2 |
| Défaillance de l'assemblage à froid | 6 / 20 | 0 / 20 | 0 / 20 |
| Force de verrouillage | 100% référence | 72% de référence | 91% de référence |
| Durée de vie du cycle de retrait | 6 cycles | 14 cycles | 18 cycles |
La solution finale n’était ni la pure ténacité ni la pure rigidité. Le client avait besoin d'un nylon renforcé qui puisse se plier lors de l'assemblage tout en conservant la force de verrouillage.
Cas client 4: Couverture PP haute rigidité avec équilibre d'impact
Un client a utilisé un PP ordinaire pour une grande couverture d'équipement. La résistance aux chocs était acceptable, mais le couvercle s'est déformé après l'assemblage et a perdu sa planéité. Un essai PP rempli de minéraux a amélioré la rigidité mais a rendu la couverture fragile pendant le transport.
| Article | PP ordinaire | Essai PP rempli de minéraux | DEYU équilibré PP |
|---|---|---|---|
| Module de flexion | 1 350 MPa | 2 850 MPa | 2 350 MPa |
| Test de chute | 0 / 10 échecs | 4 / 10 échecs | 0 / 10 échecs |
| Écart de planéité | 2,8 mm | 1,1 mm | 1,3 mm |
| Fissuration d'un coin pendant le transport | Pas évident | Fréquent | Considérablement réduit |
| Aspect des surfaces | Bien | Acceptable | Bien |
Pour les grandes couvertures PP, le matériau ne peut pas être seulement résistant ou rigide. Il doit équilibrer la rigidité, le gauchissement, l'impact, la surface et la fluidité.
Plateforme matérielle DEYU DGK
Yuyao Deyu DEYU Plastics fournit des solutions DGK personnalisées à haute ténacité, haute rigidité et ténacité-rigidité équilibrées pour PP, ABS, PC / ABS, PA6, PA66, POM, PBT, PPS, TPU, TPE et d'autres systèmes de résine.
Les directions de haute ténacité incluent la série DGK-ABS high-ténacité, la série DGK-PP trempée à basse température, la série DGK-PC / ABS high-impact, la série DGK-PA6 toughened, la série DGK-PA66 impact-balanced, la série DGK-POM impact-modified series, la série DGK-TPU low-temperature impact et la série DGK-TPE flexible impact.
Les directions à haute rigidité incluent la série renforcée de fibres de verre DGK-PP, la série haute rigidité remplie de talc DGK-PP, la série renforcée de fibres de verre DGK-PA66, la série renforcée de fibres de verre DGK-PA6, la série renforcée de fibres de verre DGK-PBT, la série renforcée DGK-PPS, la série renforcée DGK-POM, la série renforcée de fibres de carbone DGK-PA66 et la série renforcée de fibres de carbone DGK-PPA. série.
DEYU peut ajuster la résine de base, le modificateur d'impact, la fibre de verre, la fibre de carbone, la charge minérale, le dosage de durcisseur, le compatibilisant, le module de flexion, l'impact entaillé, la résistance à la traction, la résistance à la chaleur, le fluage, le gauchissement, le retrait, la fluidité, la surface, la couleur, l'ignifugation, la fonction antistatique ou conductrice, la résistance à l'usure et la résistance UV.
Informations nécessaires à la sélection des matériaux
Pour sélectionner le bon matériau, DEYU recommande de fournir le matériau actuel, l'application du produit, le mode de défaillance principal, si la pièce se fissure ou se déforme, la température du test d'impact, l'état de charge, l'épaisseur de la pièce, le bossage de vis ou la structure à encliquetage, le module ou la rigidité requis, la résistance aux chocs requise, la cible de résistance à la chaleur, le processus de moulage, le dessin ou l'échantillon, la couleur, l'exigence ignifuge, l'exigence UV, l'usure ou l'exigence antistatique et la norme de test client.
Conclusion
Les plastiques à haute ténacité et haute rigidité résolvent différents problèmes d’ingénierie. La haute ténacité se concentre sur la résistance aux fissures, l'absorption d'énergie, la fiabilité à basse température, la sécurité d'encliquetage et la performance en cas de chute. La rigidité élevée se concentre sur le contrôle de la déformation, la rigidité, la stabilité dimensionnelle, la résistance au fluage et la capacité portante.
Un matériau résistant n’est pas toujours rigide. Un matériau rigide n’est pas toujours résistant. Dans de nombreux projets réels, la meilleure réponse est une formulation équilibrée conçue autour du mode de défaillance réel des pièces.
