作为一名工程师或产品设计师,您肯定知道有数百种商用级热塑性塑料可用于原型设计和生产部件。然而,在种类繁多的塑料中,有两种材料更受欢迎或应用更广泛。这两种塑料材料是 ABS 和聚丙烯。
ABS 和聚丙烯用于工业级 3D 打印(增材制造), CNC加工和注塑成型下面我们来看看这两种主要材料的优势和应用。然后用表格比较这两种塑料在机械加工、注塑成型和3D打印方面的典型材料特性。
目录
什么是 ABS?
ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)是由多种不同分子组成的混合物。此外,ABS 是最经济的热塑性塑料之一。它具有良好的机械性能以及强大的热变形能力,例如耐久性和刚性。此外,ABS 易于加工制造,具有良好的“可加工性”。
优势和 一个ABS的应用
事实上,ABS已被证明是一种用途广泛的材料。它不仅加工快捷简便,而且在广泛的温度范围内具有良好的抗冲击性、强度和刚度。ABS凭借其耐热性、抗蠕变性、低渗透性和低拉丝性,已成为3D打印的热门材料。当需要低成本、高强度和高刚性的塑料时,它也是注塑成型的常见选择。
ABS的优势
- 便宜:ABS 是一种价格相对低廉的注塑成型材料。正因如此,它才如此受模具制造商的青睐。此外,它兼容各种成型工艺以及目前几乎所有的成型设备。
- 缓慢降解:ABS 是一种非常坚固的聚合物。它能够承受最严苛的环境而不会损失其性能。它可以加热、转化为液体,然后再变回固体,而其有益性能几乎不会损失。正因如此,ABS 制成的物品即使经过长时间使用,也能保持其洁净优雅的外观。
- 溶解度:ABS 可溶于其他液体,例如丙酮,因此可以轻松更改 ABS 制品。这包括添加雕刻图案和消除任何异常。这种灵活性使制造商受益匪浅。
- 与机械零件配合良好:ABS 与机械和运动部件具有出色的兼容性。因此,它常用于汽车原型设计和航空航天工业。ABS 具有较高的延展性和延展性。这意味着它可以被塑造成任何形状而不会断裂。
ABS的缺点
- 难闻的气味:ABS 的气味是最难闻的物质之一,尤其是在加热时,而且难以处理。因此,这类材料的制造商通常依赖良好的通风来确保工人不会出现呼吸系统疾病。
- 热收缩:ABS 保留了使其成为极具吸引力的原材料的关键特性。然而,它遇热会收缩。受热时间越长,收缩程度就越大。最终,将无法获得足够的材料进行加工。
- 需要大量热量:由于 ABS 熔点很低,熔化起来很容易。但保持这种熔点却很困难。例如,要将 ABS 送入注塑机,必须保持高温。否则,材料可能会冷却过快,导致成品出现结构缺陷。
ABS的用途
ABS 适用于各种用途、应用和产品。例如:
- 航空航天应用
- 家电
- 汽车应用
- 建筑和工业应用
- 电子产品(消费类和商业类)
- 家居用品
- 外壳
- 草坪和园艺设备
- 镜头
- 灯光
- 医疗/保健(手术器械、静脉注射系统组件、医疗设备、测试套件等)
- 玩具
什么是聚丙烯?
聚丙烯也是一种经济高效的热塑性塑料,在大多数情况下,其成本低于ABS。它的成本在大多数情况下低于ABS,而且比其他塑料更坚固、更柔韧、更轻,而且不易吸湿。
由于聚丙烯的密度小于每毫升1克,因此它可以漂浮在水面上。聚丙烯的性质与聚乙烯相似,但强度略高,耐热性也更好。事实上,在这方面它甚至优于ABS。
聚丙烯(PP)的优点和应用
聚丙烯是最常用的塑料材料,因为它易于提取。它还具有极高的耐化学性,非常适合储存高腐蚀性物质。
聚丙烯(PP)的优点
- 适应性强:聚丙烯非常实用,可以随时更换。这种灵活性使得任何错误都能在不中断生产流程的情况下得到纠正。因此,使用聚丙烯有助于减少浪费的可能性。
- 坚固耐用:聚丙烯制成的材料非常坚固耐用。因此,聚丙烯可用于制造各种日常家居用品,例如食品容器、电气绝缘材料和汽车部件。
- 耐化学性:聚丙烯具有极强的耐化学性。它是制造工业园区和医院使用的腐蚀性化合物储存容器的最佳材料。此外,它还能耐受多种化学物质,包括硼酸、氯和盐酸。
- 低密度:聚丙烯密度低,但质地非常坚固。这使得它成为生产轻质物品的理想原材料。相反,这些轻质物品却像钉子一样坚硬,从而解决了长期以来大批量优质材料的难题。由于密度低,聚丙烯产品非常轻便,更易于运输。
聚丙烯(PP)的缺点
- 快速收缩:PP 与 ABS 类似,在脱离高温后会迅速收缩,从而导致结晶。这种情况是每个模具制造商的噩梦。结晶会导致严重的结构完整性问题,并使最终产品报废。
- 附着力差:聚丙烯与粘合剂粘合性不佳,这会增加生产成本。必须选择其他更昂贵的粘合剂。使用为其他材料设计的标准粘合剂只会削弱PP产品的强度。
- 低熔点:聚丙烯遇热就会熔化,很多人可能会担心这一点。由于熔点低,PP 产品不应在普通家用烤箱中使用。
聚丙烯(PP)应用
聚丙烯适用于多种用途、应用和产品。您会在列表中看到 PP 和 ABS 之间存在一些重叠。例如:
- 家电
- 汽车应用
- 瓶盖和封口
- 电子元件
- 风扇
- 食品容器
- 食物托盘
- 整体铰链或活动铰链
- 家居用品
- 医疗/保健应用
- 卡扣式连接,例如卡扣盖
- 体育用品
- 热成型容器
- 外带容器
- 玩具
ABS和聚丙烯之间的区别
虽然ABS和聚丙烯都是塑料材料,但它们具有不同的特性和优势。
- ABS是由三种不同单体组成的共聚物。而聚丙烯则是仅由一种单体组成的均聚物。
- ABS 的密度、熔点、玻璃化转变温度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和硬度均高于 PP。然而,其断裂伸长率、热膨胀系数和电阻率低于 PP。
- ABS 更适合需要高强度、高刚度和耐热性的应用。ABS 更适合需要高强度、高刚度和耐热性的应用。相比之下,PP 更适合需要高柔韧性、轻量化和电绝缘性的应用。
- ABS和PP各有优缺点,包括成本低、耐化学性好、易于制造、耐热性低、耐候性差、易燃性高。
- ABS 和 PP 的应用范围十分广泛,包括汽车、电子、医疗、消费品、包装、纺织品、家具和家居用品。
在 ABS 和 PP 之间进行选择
所以在你开始任何 CNC加工无论是注塑成型还是3D打印项目,您都应该仔细考虑所有影响部件设计的基本因素,例如所需的强度、耐热性和柔韧性。事实上,材料的选择很可能取决于所考虑的生产技术。
您还可以查看这两种塑料的应用、用途和已开发项目的列表。然后将它们与您自己的零件设计项目进行比较。以下是一些用于注塑成型的 ABS 和聚丙烯化合物的质量比较, CNC加工和3D打印.
ABS 模压 | ABS加工 | 3DP SL | |
热变形 | 215°F | 214°F | 138°F |
抗拉强度 | 6,091 磅/平方英寸 | 6,100 磅/平方英寸 | 7,800 磅/平方英寸 |
断裂伸长率 | 30% | 40% | 6–20% |
PP模塑 | PP加工 | 3DP SL | |
热变形 | 203°F | 210°F | 142°F |
抗拉强度 | 5,801 磅/平方英寸 | 4,800 磅/平方英寸 | 7,250 磅/平方英寸 |
断裂伸长率 | 100% | 14% | 7–25% |
此表中的属性取决于实际使用的材料等级、零件厚度和几何形状。由于这些属性均为估算值,请单独查看每种材料的数据表。
概括
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