La scelta tra silicone e ABS viene spesso considerata una questione di qualità. Non lo è. Un materiale è una resina termoplastica rigida per involucri. L'altro è un elastomero reticolato. Se il componente deve tenere una vite, incastrarsi o mantenere la forma, l'ABS è da prendere in considerazione. Se invece deve sigillare, flettersi o resistere al calore e ai raggi UV, il silicone è la scelta migliore.
Specificare ABS per componenti rigidi e soggetti a carichi d'urto che rimangono al di sotto della finestra di deflessione termica della resina. Specificare silicone quando il componente deve rimanere elastico a contatto con calore, compressione o invecchiamento all'aperto. Non considerare lo stampaggio a iniezione di LSR su ABS standard come un ibrido predefinito: la temperatura dello stampo è solitamente superiore a quella che l'ABS può sopportare.
Sintesi
- L'ABS è il punto di partenza per alloggiamenti rigidi, cornici e clip che necessitano di resistenza agli urti e rigidità dimensionale a temperatura ambiente.
- Il silicone è il punto di partenza per guarnizioni, membrane per tastiere, componenti flessibili per neonati/a contatto orale e qualsiasi geometria che debba recuperare la sua forma originale dopo ripetute deformazioni o temperature elevate.
- L'ABS standard è un substrato di sovrastampaggio LSR di scarsa qualità. La tipica temperatura di transizione duttile-fragile ASTM D648 si aggira intorno agli 88-100 °C a 1,8 MPa, mentre gli stampi per LSR raggiungono comunemente temperature tra i 120 e i 180 °C. È consigliabile optare per un componente in silicone assemblato o cambiare il materiale plastico.
Qual è la vera differenza tra silicone e ABS?
L'ABS (acrilonitrile butadiene stirene) è un materiale termoplastico. Si fonde, riempie uno stampo raffreddato e si solidifica trasformandosi in un pezzo rigido. Per questo motivo viene utilizzato per realizzare custodie, coperture e elementi a scatto.
Gomma siliconica È un elastomero termoindurente. Dopo la polimerizzazione non si rifonde. HCR Solitamente viene stampato per compressione o per trasferimento. LSR è stampato a iniezione in uno strumento riscaldato. Entrambi i metodi con silicone permettono di realizzare parti elastiche. Nessuno dei due metodi permette di realizzare un guscio strutturale.
I team sottovalutano questo aspetto perché entrambi i materiali possono essere "modellati". Le macchine sembrano simili durante una visita in fabbrica, ma la fisica che le governa è ben diversa. L'ABS sopporta il carico durante la flessione, mentre il silicone immagazzina e restituisce energia. Un valore di resistenza alla trazione riportato su una scheda tecnica non indica la funzione specifica del componente.
Per la famiglia più ampia delle materie plastiche, utilizzare silicone contro plastica. Per le parti soggette ad usura e carico, utilizzare nylon contro silicone. Questa pagina rimane su ABS.
Silicone contro ABS a colpo d'occhio
| fattore decisionale | addominali | Silicone (HCR / LSR) | Verdetto pratico |
|---|---|---|---|
| Classe di materiale | Termoplastico rigido | Elastomero reticolato | Parti dalla funzione richiesta, non dal nome della resina. |
| Carico e rigidità | Alto; alloggiamenti, bottoni a pressione, lunette | Basso; progettato per deformarsi e recuperare | ABS per la struttura |
| Calore sotto carico | ASTM D648 HDT tipicamente ~88–100 °C a 1,8 MPa | Molti tipi di materiale rimangono elastici da circa -50 °C a 200–250 °C. | Silicone quando calore e flessibilità coincidono |
| Invecchiamento dovuto ai raggi UV e all'esposizione agli agenti atmosferici. | Ingiallisce e si fragilizza se non stabilizzato o verniciato | Generalmente stabile ai raggi UV e all'ozono | Non inviare ABS non stabilizzato all'esterno |
| cibo / orale / vapore | Possibile solo all'interno di un'autorizzazione specifica per il contatto con gli alimenti. | Utilizzato per parti flessibili a contatto con gli alimenti e per parti di neonati quando il composto è qualificato | Non sostituire il capezzolo o la superficie di cottura con ABS |
| Sovrastampaggio LSR | I gradi standard si deformano in uno strumento in silicone riscaldato | Richiede un substrato con HDT più elevato (PC, PA, PBT, metallo) | Assemblare il silicone sull'ABS o cambiare la plastica |
| rottame | Il riciclo dei materiali termoplastici è possibile se controllato. | Il silicone indurito non può essere rifuso. | L'ABS ha un percorso di smaltimento più semplice |
La tabella è uno schermo, non una specifica. ABS ignifugo, PC/ABS e ABS stabilizzato ai raggi UV sono resine diverse. Allo stesso modo, una guarnizione LSR da 30 Shore A e un paraurti HCR da 70 Shore A sono altrettanto diversi.
Quale materiale resiste meglio al calore?
Silicone, quando il pezzo deve rimanere elastico anche dopo che il calore si è dissipato.
I siliconi di uso generale rimangono generalmente flessibili da circa -50 °C a 200-250 °C, a seconda del grado. Confermare il limite sul TDS del composto. L'ABS non funziona su quella curva. ASTM D648, L'ABS non caricato in genere si flette intorno a 88-100 °C a 1,8 MPa (264 psi) e leggermente di più a 0,45 MPa. HDT è un valore comparativo a breve termine. Non è una valutazione per uso continuo e non autorizza a posizionare il componente vicino a una fonte di calore.
Il problema si manifesta in un secondo momento, non il primo giorno. Un coperchio si chiude ancora dopo un singolo test termico. Dopo i cicli di funzionamento, la guarnizione si è spostata o il coperchio non aderisce più alla scanalatura. I team leggono "ABS resistente al calore" su una brochure e ignorano la condizione di carico. Se la temperatura di esercizio si avvicina agli 80 °C sotto carico, smettete di considerare l'ABS come lo standard rigido predefinito.
Quando è consigliabile scegliere l'ABS?
Scegli l'ABS quando la rigidità è un requisito fondamentale.
È adatto:
- Custodie portatili e coperchi per batterie
- Cornici e gusci estetici che necessitano di una superficie dura e pronta per la verniciatura.
- Clip e bottoni a pressione che devono scattare, non flettersi.
- Parti interne soggette a urti e non adatte al contatto con alimenti, pelle o vapore.
L'ABS è più facile da stampare, placcare e mantenere lucido rispetto al silicone. Questo è importante per l'involucro di un dispositivo elettronico di consumo, ma non per una guarnizione.
I raggi UV rappresentano il problema silenzioso dell'ABS. L'ABS non stabilizzato ingiallisce e si fragilizza se esposto agli agenti atmosferici. Gli involucri estetici si sfarinano dopo mesi di esposizione al sole. Se il componente è destinato all'esterno, l'ABS necessita di un trattamento anti-UV, di un sistema di verniciatura o di una resina diversa. Non acquistate un componente flessibile in silicone per risolvere un problema di resistenza ai raggi UV e non inviate nemmeno ABS non trattato in un ambiente del genere.
Quando è consigliabile scegliere il silicone?
Scegli il silicone quando il componente deve muoversi e tornare nella posizione iniziale.
È adatto:
- Guarnizioni, valvole e tenute a compressione
- Membrane e reti di tastiere
- Bordi della cucina per cottura e contatto con il calore
- Ciucci, tettarelle e altre parti flessibili a contatto orale realizzate secondo una specifica di conformità denominata
- Coperture per esterni esposte ai raggi UV e all'ozono
Il silicone non è adatto al contatto con gli alimenti in base al nome del polimero. Per il contatto ripetuto con gli alimenti negli Stati Uniti, l'elenco della gomma è FDA 21 CFR 177.2600. I progetti UE o tedeschi aggiungono il quadro applicabile relativo al contatto con gli alimenti e Raccomandazione BfR XV per i siliconi. Alcuni tipi di ABS hanno autorizzazioni per il contatto con gli alimenti per usi specifici. Ciò non significa comunque che l'ABS possa sostituire una superficie di cottura a 200 °C o una tettarella per neonati.
Contesto del prodotto correlato: prodotti per bambini in silicone.
È possibile sovrastampare il silicone sull'ABS?
Di solito non con l'ABS standard. Questo è l'errore di preventivazione che fa sprecare soldi per gli stampi.
Lo stampaggio a iniezione di LSR richiede un substrato in grado di resistere al calore dello stampo in silicone. Nel nostro stabilimento, l'LSR polimerizza tipicamente nello stampo a temperature comprese tra 120 e 180 °C. L'ABS standard ha già superato la sua temperatura di polimerizzazione a caldo a tali temperature. Pubblicazioni scientifiche sullo stampaggio di ABS-LSR per uso medicale. Sostiene la stessa tesi: l'ABS standard non può essere legato al silicone nello stampaggio a iniezione convenzionale perché la temperatura di deflessione termica è troppo bassa. Gradi speciali di ABS, uniti al riscaldamento dinamico dello stampo, vengono utilizzati nella ricerca. Non si tratta di un difetto di produzione.
Quindi l'ibrido che viene effettivamente spedito non è quasi mai "LSR legato chimicamente all'ABS". È:
- Un alloggiamento in ABS con guarnizione, tastiera o sigillo in silicone stampato separatamente, trattenuto per compressione, scanalatura o fissaggio.
- Oppure un cambio di substrato in PC, PA, PBT o metallo, se vero adesione del sovrastampaggio in silicone è obbligatorio
Se il disegno indica "ABS + silicone sovrastampato" senza controllo HDT del substrato, fermarsi prima di tagliare lo stampo. Le finestre di processo di incollaggio per PC, PA e metallo vanno riportate nella pagina sull'adesione, non qui.
Qual è il confronto tra costi di attrezzaggio e costi unitari?
Non confrontare il prezzo al chilogrammo.
Lo stampaggio a iniezione di ABS utilizza uno stampo raffreddato, cicli brevi e materiale termoplastico riciclato su scarti controllati. Il silicone utilizza uno stampo riscaldato, cicli di polimerizzazione limitati e scarti termoindurenti che non possono essere rifusi. La sbavatura è comune. La post-polimerizzazione si rende necessaria quando una specifica per l'estrazione alimentare o medica lo richiede.
L'ABS è generalmente la scelta migliore quando il componente è rigido, il volume di produzione è elevato e l'ambiente di lavoro è mite. Il silicone è preferibile quando la sostituzione del componente in un secondo momento costa di più rispetto alla resina, a causa di problemi come cedimento della guarnizione, deformazione dovuta al calore, screpolature da raggi UV o mancato rispetto delle specifiche.
Il volume non inverte la funzione. Una guarnizione progettata per 200.000 cicli all'anno rimane pur sempre una guarnizione. Stamparla in ABS non le conferisce elasticità.
Di cosa abbiamo bisogno prima di specificare se utilizzare silicone o ABS?
Invia la funzione, non il nome del materiale:
- Il componente deve sopportare un carico, oppure deve essere sigillante e flessibile?
- Temperatura continua e di picco, compreso il ciclo
- UV in ambienti interni rispetto a quelli esterni
- Contatto con alimenti, pelle o sterilizzazione e mercato di destinazione (USA/UE)
- Volume annuo e se un assemblaggio in due pezzi è accettabile
- Se si richiede lo stampaggio a iniezione: grado del substrato e HDT misurato, non solo "ABS".“
Se questi elementi mancano, qualsiasi raccomandazione sul silicone rispetto all'ABS è pura congettura. Non ci azzarderemo a progettare uno strumento basandoci su questo.
Per il resto della mappa dei materiali, iniziare da silicone contro altri materiali.
