Машиностроительные пластмассы

Машиностроительные пластмассы (или инженерные пластики) — это группа полимерных материалов, которые обладают улучшенными механическими, термическими, химическими и электрическими свойствами по сравнению с обычными (бытовыми) пластмассами (такими как полиэтилен, полипропилен, полистирол). Они специально разработаны для применения в машиностроении, приборостроении, автомобильной, авиационной и других высокотехнологичных отраслях, часто выступая в качестве альтернативы металлам, керамике или термореактивным смолам.

Основные отличительные свойства машиностроительных пластмасс

Высокая механическая прочность

Отличные показатели предела прочности при растяжении, сжатии и изгибе.

Высокая ударная вязкость

Способность поглощать энергию удара без разрушения.

Повышенная жесткость (модуль упругости)

Устойчивость к деформации под нагрузкой.

Широкий диапазон рабочих температур

Сохраняют стабильность свойств как при высоких (до +250-300°C и выше для некоторых марок), так и при низких температурах.

Износостойкость и низкий коэффициент трения

Многие марки обладают отличными антифрикционными свойствами, что позволяет использовать их для изготовления подшипников и трущихся деталей.

Химическая стойкость

Устойчивость к воздействию агрессивных химических сред, растворителей, масел и топлива.

Стабильность размеров

Низкая ползучесть (деформация под постоянной нагрузкой) и малый коэффициент термического расширения.

Электроизоляционные свойства

Высокое диэлектрическое сопротивление.

Легкость

Значительно меньшая плотность по сравнению с металлами, что позволяет снизить общий вес конструкций.

Технологичность

Возможность получения сложных форм методом литья под давлением, экструзии, механической обработки.

Основные виды машиностроительных пластмасс

Классификация машиностроительных пластмасс достаточно обширна, но можно выделить наиболее распространенные группы:

Стандартные инженерные пластики

Полиамиды (марки ПА6, ПА6.6, ПА12)

Главные свойства

Выделяются отличной прочностью, стойкостью к износу и химическому воздействию, а также хорошим скольжением. Единственный нюанс — они способны впитывать влагу, что иногда незначительно меняет их форму и характеристики.

Сфера применения

Прочные шестеренки, подшипники скольжения, защитные корпуса электроинструментов, втулки и различные детали автомобилей.

Полиацеталь (известен как ПОМ, полиформальдегид или Делрин)

Главные свойства

Обладает исключительной жесткостью, упругостью и способностью стойко переносить постоянные циклические нагрузки. Имеет очень низкое трение и, в отличие от полиамидов, сохраняет идеальную стабильность размеров в любой среде.

Сфера применения

Высокоточные шестеренки, ролики, пружинные элементы, детали насосного оборудования и компоненты медицинских приборов.

Поликарбонат (ПК)

Главные свойства

Уникальный полимер, сочетающий в себе полную прозрачность и невероятную ударную вязкость (его практически невозможно разбить). Кроме того, он отлично выдерживает сильный нагрев.

Сфера применения

Защитные маски и очки, автомобильные фары, прочные прозрачные элементы остекления, корпуса техники и диски.

Полиэфиры (ПЭТ и ПБТ / Полиэтилентерефталат и Полибутилентерефталат)

Главные свойства

Отличаются высокой жесткостью, механической прочностью и великолепными диэлектрическими (электроизоляционными) показателями. Для улучшения свойств их очень часто выпускают в составе со стекловолокном.

Сфера применения

Электрические разъемы, клеммные колодки, автомобильные узлы, прочные корпуса и синтетические волокна.

АБС-пластик (Акрилонитрилбутадиенстирол)

Главные свойства

Сбалансированный полимер, который одновременно прочен, жестк и не раскалывается при ударах. Он прекрасно поддается литью под давлением, формовке и покрытию слоем металла (металлизации).

Сфера применения

Внешние панели автомобилей, детали знаменитых конструкторов LEGO, корпуса крупной и мелкой бытовой техники.

Полиэфирэфиркетон (PEEK / ПЕЕК)

Главные свойства

Уникальный материал с исключительной прочностью и стойкостью к износу. Способен выдерживать длительный нагрев до +260°C и не разрушается в химически агрессивных средах.

Сфера применения

Компоненты для аэрокосмической техники, медицинские импланты, а также ответственные детали насосов и клапанов.

Политетрафторэтилен (PTFE / Фторопласт-4 / Тефлон)

Главные свойства

Обладает рекордно низким коэффициентом трения и абсолютной химической инертностью (не реагирует со щелочами и кислотами). Сохраняет работоспособность в фантастическом диапазоне температур от -200°C до +260°C.

Сфера применения

Промышленные уплотнения, подшипники скольжения, работающие полностью без смазки, антипригарные слои и высоконадежная изоляция.

Полисульфоны (PSU, PES, PPSU)

Главные свойства

Высокотемпературные прозрачные пластики, выдерживающие нагрев до +180°C. Они не боятся постоянного контакта с горячей водой и паром (стойкость к гидролизу) и служат отличными диэлектриками.

Сфера применения

Многоразовый медицинский инструмент, проходящий паровую стерилизацию, детали пищевого оборудования и термостойкие разъемы.

Полифениленсульфид (PPS / ПФС)

Главные свойства

Жесткий полимер с великолепной формоустойчивостью и стойкостью к химикатам. Легко переносит рабочие температуры до +220°C.

Сфера применения

Подкапотные детали автомобильных двигателей, корпуса и рабочие колеса химических насосов, силовые электрические разъемы.

Полиэфиримиды (PEI / ПЭИ)

Главные свойства

Стабильный пластик, совмещающий высокую механическую прочность, термостойкость до +170°C и естественную огнестойкость (не поддерживает горение).

Сфера применения

Детали интерьера пассажирских самолетов, компоненты медицинского оборудования и электротехнические узлы.

Модифицированные (армированные и наполненные) пластики

Особенности

Для качественной замены металлов базовые полимеры смешивают со специальными добавками.

Стекловолокно и углеволокно

Критически повышают жесткость, прочность и снижают тепловое расширение деталей.

Минералы и порошок PTFE

Резко снижают коэффициент трения и в разы увеличивают износостойкость узлов при постоянном истирании.

Преимущества использования машиностроительных пластмасс

Снижение веса

Значительная экономия веса по сравнению с металлическими деталями.

Коррозионная стойкость

Не ржавеют и устойчивы к агрессивным средам.

Снижение стоимости

Часто более экономичны в производстве, особенно при массовом литье сложных форм.

Улучшение функциональности

Возможность интеграции нескольких функций в одну деталь, снижение шума, электроизоляция.

Дизайн

Большая свобода в создании сложных и эстетичных форм.

Снижение технического обслуживания

Самосмазывающиеся свойства многих пластиков уменьшают потребность в смазке.

Области применения

Автомобильная промышленность

Детали под капотом (коллекторы, крышки двигателей), элементы интерьера и экстерьера, насосы, подшипники, электрические разъемы.

Электротехника и электроника

Корпуса, разъемы, изоляторы, переключатели, печатные платы.

Машиностроение

Шестерни, подшипники, втулки, ролики, уплотнения, компоненты насосов и компрессоров.

Медицина

Хирургические инструменты, стерилизуемые компоненты, импланты, корпуса медицинского оборудования.

Авиация и космос

Легкие и прочные конструкционные элементы, детали интерьера, термозащита.

Пищевая промышленность

Детали оборудования, работающие в контакте с продуктами, контейнеры, мембраны.

Бытовая техника и электроинструменты

Корпуса, внутренние механизмы, рукоятки.

Машиностроительные пластмассы продолжают развиваться, предлагая инженерам новые возможности для создания более легких, прочных, долговечных и экономичных изделий.