Inžinerinės medžiagos – pažangūs plastikai 2025

Įvadas į inžinerines medžiagas

Inžinerinės medžiagos – tai plastikai, pasižymintys išskirtinėmis mechaninėmis, terminėmis ir cheminėmis savybėmis, kurios gerokai lenkia tradicinius polimerus. Tokios medžiagos kaip PEEK, PEI ar anglies pluošto kompozitai yra raktas į inovacijas aviacijoje, medicinoje ir aukštųjų technologijų elektronikoje.

Kas yra inžinerinės medžiagos?

Tai polimerai, kurių darbinė temperatūra viršija 100°C, o mechaninis atsparumas tempimui – 50 MPa. Jie skirstomi į:

• Konstrukcines medžiagas: PA, POM, PC (80-120°C).
• Didelio našumo medžiagas: PEEK, PEI, PPS, LCP (150-260°C).
• Kompozitus: Plastikus, armuotus stiklo ar anglies pluoštu.

Istorija

Inžinerinių medžiagų istorija prasidėjo XX a. 4-ajame dešimtmetyje nuo nailono. Vėliau sekė POM, PC, PPS, PEI. 8-ajame dešimtmetyje atsirado PEEK ir LCP. Šiandien rinka orientuojasi į biopolimerus ir nanokompozitus.

Inžinerinių medžiagų rūšys

Didelio našumo medžiagos

• PEEK: Gali dirbti iki 260°C temperatūroje, atsparus beveik visiems chemikalams. Naudojamas medicininiams implantams ir kosmoso pramonei.
• PEI (Ultem): Pasižymi puikiu atsparumu ugniai (UL94 V-0) ir mechaniniu stiprumu.
• PPS: Nepakeičiamas agresyviose cheminėse aplinkose ir automobilių elektronikoje.

Kompozitai

• PA GF (Stiklo pluoštas): Padidina atsparumą tempimui iki 220 MPa ir sumažina susitraukimą.
• PA CF (Anglies pluoštas): Užtikrina didžiausią standumą, yra 20% lengvesnis už stiklo pluošto kompozitus.

Biopolimerai

Šiuolaikinė pramonė vis dažniau naudoja PA 610 (iš ricinos aliejaus) arba armuotą PLA, taip mažindama anglies pėdsaką (CO2) neprarandant inžinerinių savybių.

Struktūra ir savybės

Savybes lemia kristalinė struktūra (kristaliniai vs amorfiniai), molekulinė orientacija ir priedai (pluoštai, mineralai). Perdirbimo parametrai tiesiogiai veikia galutinę struktūrą.

Pagrindiniai techniniai parametrai

• Mechaniniai: Atsparumas tempimui, Jungo modulis (standumas), atsparumas smūgiams.
• Terminiai: Lydymosi temperatūra, HDT (šiluminio deformatyvumo temperatūra).
• Cheminiai: Atsparumas rūgštims, šarmams ir tirpikliams.

Pritaikymai

Naudojama automobilių pramonėje (kolektoriai, guoliai), aviacijoje (kompozitinės struktūros), medicinoje (implantai, instrumentai), elektronikoje (jungtys, 5G komponentai) ir maisto pramonėje.

Integracijos strategija

Medžiagos pasirinkimas reikalauja funkcinės, perdirbimo, testavimo ir ekonominės analizės (TCO).

Priežiūra

Būtinas tinkamas medžiagos paruošimas (džiovinimas), aukštos temperatūros parametrų valdymas ir reguliari įrangos priežiūra (valymas, sraigto patikra).

Apibendrinimas

Inžinerinės medžiagos yra šiuolaikinės gamybos pamatas. Nors jų kaina didesnė, jų suteikiamos galimybės yra nepakeičiamos. TEDESolutions padeda parinkti tinkamiausias medžiagas ir parūpina Tederic liejimo mašinas, pritaikytas dirbti su aukštos temperatūros plastikais (iki 400°C).