塑料选材指南
工程塑料选材指引
材料特性:采用工程塑料时,设计者必须了解所选材料的技术参数,再进行设计。
配合材料:与工程塑料零件匹配之材料以金属材料为宜,如必须采用塑料对塑料,则选用软硬不同的两种材料,例如POM对PA6,且并考虑使用冷却液降温。
公差制定:工程塑料由于热膨胀率较大于金属材料,又有吸水性(如:NYLON)的问题,所以在定公差时,总要比金属件宽,由于塑料弹性较大,所以零件的加工面不必考虑(实际也难做到),尺寸精度要求高的机件,应先考虑POM,或请供应商帮助选材。
润滑剂使用:如零件负重,速度较高,导致材料过热时,则不必使用润滑剂,可采用含有固体润清剂(如石墨或二硫化钼)的塑料。但若零件不是常动的,则不宜掺用石墨,因其在有水份的情况下,石墨对金属有腐蚀的作用。(备注:如使用润滑剂,更能延长工程塑料的寿命。)
弹性考虑:塑料都具有潜在变形,即在长时同的连续负荷时,会产生一些永久变形,这也是工程塑料在重负荷下,不能像金属一样地达到压入配合与收缩配合的原因,尤其是在温差范围大的操作状况下,更难达到。由于这些条件的影响,齿轮或轴承必须以键、销或柳钉固定于特定位置,不过就潜变而言,POM为常用工程型料最小者,其刚性也最大,最像金属。一般而言,当机件装好的36-48小时内,变形即开始发生,所以最好在机件装好48小时后,做一低速运转检查,如果没有问题,则可以初步断定此零件以后操作将不会有问顾。
避免尖角:工程塑料机件在设计时,不论是外角还是内角,都应避免尖锐的角。若使用有尖锐边缘的零件时,冲击强度会大为减低。为保持最大的冲击强度及减少应力集中,有外部的角及边均倒圆,而内角外径(R)也应尽可能的加大。
热的考虑:工程塑料耐热性虽比普通塑料高,但因塑料之传热递性很差容易聚热,所以设计时即应注意此类零件不可用于需靠近高温或火源,否则应考虑使用冷却液。就塑料本身而言,由于绝热性佳,以及较高的热膨胀率,所以在设计时应将起断面尽可能的做薄。否则在高转速或高负荷处将会有过热的情形发生,机件自然较易损坏,况且较薄的断面也可以减低用料的支出。
工程塑料特性
高耐磨性 |
质量轻 |
优异滑动性 |
低噪音 |
高刚性 |
低稳定性 |
耐腐蚀性 |
热稳定性 |
优良机械强度 |
优异电器特性 |
良好的抗化学性 |
绝缘性佳 |
尺寸安定性 |
抗辐射 |
工程塑料选材要点
开发生产一个满意的成品,最重要的要求之一,就是在最低的成本下,对材料选择要合理、经济,选择步骤包含了下面几个主要的过程:
材料应用问题的分析:这需要对使用需求做研究,包括机能的执行、实际特性的要求,及应用条件的限制。
将材料在应用上,对其性质需求转变为材料特性:由于实际的问题多非单纯的,所以除了一些必须的材料试验,及仿真机能执行试验外,经验及观测其他情况对材料的实际使用仍是有帮助的。
候选材料的选择:一旦所需求的物料性质清楚界定之后,剩下的选择步骤即是研究寻求最符合那些性质的材料。候选材料的选择便是首先查阅材料性能资料,当然,不可能将数干种应用材料均做调查,也没有必要这样做,依据过去的经验及单纯化的前提,约略调查过滤材料的整个等级,因此,实际上,选择起步通常只含有所有可能材料的一部分而已。然后根据基本目的要求,再缩小候选材料的选择范围,以为后来细节评估之用。同时,要确定的是应毫无遗漏的选择项目。

工程塑料选用目的及步骤
PURPOSE ENGINEERING PLASTICS AND THE SELECTION STEP
工程塑料优点:因塑料质量轻、耐高温、抗化学腐蚀、抗辐射性强、耐磨、不要上润滑油、耐抗击、吸震、隔音、电气性、绝缘性佳等等优异性质,因此大量取代铜、铁、铝、不锈钢、陶瓷、木材。
工程塑料选用的目的:使用寿命增长,减低对应零件的磨损,取代金属适用于恶劣的环境、降低维修、更换成本、降低初期原型制作费用。减少衡力消耗、降低噪音、水平吸收衡击能、震动能、提升整体生产设备速度、省却定期润滑次数。
工程塑料选用步骤

