Ruiskuvalettavan muovituotteen mekaniikkasuunnittelu 1.4.2010

Ruiskuvalettavan muovituotteen mekaniikkasuunnittelu 1.4.2010

MUOTOILU ESISUUNNITTELU SIMULOINTI PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ

MUOTOILU Ulkonäkö ESISUUNNITTELU Alustava osajako SIMULOINTI PROTOTYYPIT 3D-mallinnus TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ

MUOTOILU ESISUUNNITTELU Muotoilukappaleen tarkastus Päästökulmat Pinnat SIMULOINTI PROTOTYYPIT Kokoonpanon rakenne Liittämistavat Paikoitus Toleranssiketjujen määrittely TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Materiaalinvalinta Vaatimus- / ominaisuuslista Materiaaliopas

Seinämärakenne Liittäminen Mittaus Tolerointi Jälkikäsittely Merkinnät Ruiskuvalu MUOTOILU ESISUUNNITTELU SIMULOINTI PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Seinämänpaksuus Päästöt Rivat Vastapäästöt Pyöristykset Kevennykset Snapit Ruuvit Liimaus Hitsaus Teippaus Niittaus Asemointi Mittauskohdat Mittausmenetelmät Koordinaattimittaus Videomittaus Muut mittaukset Toleranssiketjujen analysointi Toleranssit Maalaus Tampopainatus Metallointi Maalaus Terminen höyrystys Elektrolyyttinen metallointi Magnetronsputterointi Muottimerkinnät Viivakoodi Lasermerkkaus Ruiskutus Kutistumakäyttäytyminen Ulostyöntö Erikoistekniikat IML IMD Insertit Outsertit Monikomponenttiruiskuvalu Ruiskutuspisteet Orientoituminen Yhtymäsaumat Ilmataskut

MUOTOILU ESISUUNNITTELU Ruiskuvalettavuus Täyttymisanalyysi Vääristymisanalyysi SIMULOINTI Lujuustarkastelu Staattinen kuormitus Iskut PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Muut simuloinnit Lämpökuormitus Optiikka

MUOTOILU ESISUUNNITTELU SLA (Stereolitography) SIMULOINTI SLS (Selected Laser Sintering) PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI FDM (Fused Deposition Modelling) TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Vakuumivalu

MUOTOILU ESISUUNNITTELU SIMULOINTI Tuotekuvat Toleroidut mitat Peruselementit Pinnanlaatu Muottimerkinnät Materiaalit PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Laatudokumentointi Visuaalinen laatu Tuotespesifikaatio

MUOTOILU ESISUUNNITTELU SIMULOINTI PROTOTYYPIT TUOTEDOKUMENTOINTI Tuotannollisuus Mittausraportit Cpk-raportit Kokoonpanopalaute TUOTTEEN HYVÄKSYNTÄ Mekaaninen testaus Tuotetestaus Olosuhdevanhennus Erikoistestit Sähkötekniset testit Kemikaalitestit Käytettävyys

1.1 Ulkonäkö Muotoilussa määrätään tuotteen ulkopinnat. Muotoilussa päätettäviä asioita voivat olla esimerkiksi muoto, värit, läpinäkyvyys, pinnanlaatu ja pinnan kovuus. MUOTOILU

1.2 Alustava osajako Muotoilu määrää osien alustavat saumapaikat jos tuote koostuu useammista osista. Muotoilusta tulee myös tuotteen erilaisten toimintojen mallit. Esimerkiksi liukujen, nivelten ja muiden liikkuvien osien liikeradat ja ääriasennot tulevat muotoilutietona. MUOTOILU

1.3 3D-mallinnus Muotoiltu tuote tulee usein mekaniikkasuunnitteluun 3D-mallina. Muotoilun 3D-ohjelmistot eivät kuitenkaan ole samaan tarkoitukseen suunniteltuja kuin mekaniikkasuunnittelun ohjelmistot. Tämän takia 3D-malli täytyy käydä huolellisesti läpi kun se konvertoidaan tekniseen 3D-ohjelmaan. Tyypillinen ongelma muodostuu siitä, että muotoilusta tulevassa 3D-mallin pinnoissa on mikrometriluokan reikiä, joita tekniset mallinnusohjelmat eivät hyväksy ehjäksi pinnaksi. On myös mahdollista, että muotoilu tuottaa jotain muuta kuin 3Dmallin, esimerkiksi piirustuksia tai esineen. Tällöin mallintaminen täytyy aloittaa annettujen tietojen pohjalta. MUOTOILU

2.1.1 Päästökulmat Mekaniikkasuunnittelijan on tarkistettava onko muotoilulta tulleessa tuotteessa tai osassa riittävän suuret päästökulmat. Päästökulmaan vaikuttavat muun muassa käytettävä muovimateriaali, pinnanlaatu, päästöpinta-ala jne. Tarkempia suunnitteluohjeita löytyy tämän esityksen kohdasta Tuotesuunnittelu. Mekaniikkasuunnittelijan on keskusteltava muotoilijan kanssa jos riittävän suuria päästöjä ei ole. Päästöjen lisääminen voi esimerkiksi muuttaa päästetyn rivan korkeutta. Lisäksi päästöjen muutos vaikuttaa usein tuotteen ulkonäköön. Yhteistyö varmistaa tuotteen mahdollisimman ongelmattoman valmistettavuuden, sekä sen, ettei muuttunut geometria vaikuta tuotteen suunniteltuun ulkonäköön tai toiminnallisuuteen. ESISUUNNITTELU

2.1.2 Pinnat Mekaniikkasuunnittelijan on kiinnitettävä erityistä huomiota osien pinnanlaatuun jos osat tuodaan muotoilusta 3D-muodossa. Pintojen jatkuvuus ja tangeeraavuus sekä muuttuvien kaarevuussäteitten hyvä mallinnus on olennaista, sillä epäjatkuvuuskohdat tulevat näkyviin lopputuotteessa. ESISUUNNITTELU

2.2.1 Liittämistavat Mekaniikkasuunnittelussa pitää päättää millä tavalla eri osat liitetään toisiinsa. Eri tavat vaativat omanlaisensa tilavarauksen tuotteeseen, esimerkiksi teipin paksuus ja leveys verrattuna ultraäänihitsauksen hitsausharjanteeseen ja purseenmuodostukseen. Lisäksi suunnittelijan on mietittävä valmistettavuutta: minkälaiset investoinnit tarvitaan manuaaliseen tai automaattiseen kokoonpanoon, mikä on kokoonpanoaika ja millainen saanto prosessissa on? Lisätietoa löytyy kohdasta Tuotesuunnittelu ESISUUNNITTELU

2.2.2 Paikoitus Suunnittelijan pitää päättää miten kokoonpanon eri osat paikoitetaan toisiinsa. Paikoituksen ja osan asennon määrittelyn tulee olla yksiselitteistä. Lisäksi paikoituksen on oltava riittävän nopeasti ja tarkasti tehtävissä, jotta kokoonpanon kustannukset ja tuotteen toiminnot ovat halutunlaisia. Kohdistusmenetelmän valintaan vaikuttavat muun muassa tilantarve, toleranssivaatimukset, valmistettavuus ja kokoonpantavuus. Tyypillisiä esimerkkejä paikoituselementeistä ovat tappi-reikä sekä tappi-hahlo -parit ja vinot liukupinnat. Paikoitustavan valinnassa on otettava huomioon eri osien ja lopputuotteen valmistustoleranssit. Paikoituspaikan valinta on yhtä tärkeää kuin paikoitustapa. On tutkittava missä paikoituselementeille on tilaa. Pitää kuitenkin muistaa myös paikoituksen alkuperäinen funktio. Paikoitus tehdään, jotta tietyt kohdat kokoonpanon eri osissa täsmäävät muihin osiin. Tämän takia paikoituksen sijainnin tulee tukea alkuperäistä kohdistustarvetta, eli paikoitukselle pitää järjestää tilaa oikeaan paikkaan, jotta kokoonpano toimii kuten on suunniteltu. ESISUUNNITTELU

2.2.3 Toleranssiketjujen määrittely Mekaniikkasuunnittelijan on kyettävä määrittelemään kokoonpanon ulkonäön ja toimintojen vaatimat toleranssit. Seuraavaksi on kyettävä erittelemään mitkä kaikki osatekijät vaikuttavat yksittäisten mittojen toleranssiin. Tekijöitä ovat jokainen koonpanoon kuuluva osa sekä osille tehtävät työvaiheet. Määrittelyn jälkeen tehdään toleranssiketjun analysointi, jossa keskitytään siihen minkä suuruinen kunkin osan tai työvaiheen toleranssialue on. ESISUUNNITTELU

Materiaalinvalinta Muovituotteen ennenaikainen vaurioituminen on usein seurausta väärin valitusta muovimateriaalista. Siksi materiaalinvalintaan pitäisi tuotesuunnitteluprosessissa kiinnittää nykyistä huomattavasti enemmän huomiota.. Sitä varten muovituotteelle laaditaan huolella vaatimuslista. Kullekin vaatimukselle määritetään tekninen ominaisuus ja sille arvo (ominaisuuslista). Itse valinta on järkevintä suorittaa kaupallisella materiaalinvalintaohjelmalla. Tarvittaessa materiaalinvalintaa tarkentamalla voidaan materiaalivaihtoehtojen lukumäärää supistaa. Lopullinen materiaalinvalinta kannattaa suorittaa aina vasta materiaalitestausten jälkeen. Vaatimuslistan osalta pitää huolehtia, että kaikki vaatimukset tulee huomioiduksi valinnassa. Ominaisuuslistan osalta ongelmia tuottaa usein se, että kaikille vaatimuksille ei löydy sopivaa valinnassa käytettävää teknistä ominaisuutta tai ongelmia syntyy teknisen arvon määrityksessä. Ruiskuvalettujen muovituotteiden ennenaikaisen vaurioitumisen syyt. 30% tuotteista on vaurioitunut väärän materiaalinvalinnan seurauksena. ESISUUNNITTELU

Vaatimus-/ominaisuuslista Vaatimuslista Ominaisuuslista Tekninen ominaisuus Yksikkö Standardi Mekaaniset Jäykkyys Vetokimmomoduuli MPa SFS-EN ISO 527-1 Taivutuskimmomoduuli MPa SFS-EN ISO 178+A1 Lujuus Myötöraja MPa SFS-EN ISO 527-1 Vetolujuus MPa SFS-EN ISO 527-1 Sitkeys Murtovenymä % SFS-EN ISO 527-1 Hauraus Charpy iskulujuus kj/m 2 SFS-EN ISO 179-1 Izod iskulujuus kj/m 2 SFS-EN ISO 180 Loviherkkyys Charpy lovi-iskulujuus kj/m2 SFS-EN ISO 179-1 Izod lovi-iskulujuus kj/m2 SFS-EN ISO 180 Pakkashauraus Charpy lovi-iskulujuus (-30 Cº) kj/m2 SFS-EN ISO 179-1 Kovuus ShoreA/B SFS-EN ISO 868 Kuulapuristuskovuus ISO 2039-1 Termiset Maksimikäyttölämpötila (lyhytaikainen) HDT/A Cº SFS-EN ISO 75-1 HDT/B Cº SFS-EN ISO 75-1 Vicat/A Cº SFS-EN ISO 306 Vivat/B Cº SFS-EN ISO 306 Lämpölaajeneminen Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin 1/Cº ISO 11359 Lämmönjohtavuus Lämmönjohtavuus W/mK ISO 22007 Palonkesto Paloluokka UL94, IEC 60695-11-10 Happi-indeksi ISO 4589-1/-2 Hehkulankatesti IEC 60695-2-12 ESISUUNNITTELU

Vaatimus-/ominaisuuslista Vaatimuslista Ominaisuuslista Tekninen ominaisuus Yksikkö Standardi Reologiset Sulajuoksevuus MFR g/10min SFS-EN ISO 1133 MVR cm 3 /10min SFS-EN ISO 1133 Tribologiset Liukkaus Kitkakerroin ASTM D1894 Kuluminen Kulumiskestävyys mm 3 ISO 9352 Optiset Läpinäkyvyys Läpinäkyvyys SFS-EN ISO 13468 Sameus ISO 14782 Taitekerroin ISO 489 Keltasuusindeksi ASTM E313 Kemialliset Kemikaalinkesto Kemikaalinkesto SFS-EN ISO 175 Sähköiset Suhteellinen permittiivisyys IEC 60250 Sähkömagneettisen säteilyn vaimeneminen Häviökerroin IEC 60250 Eristävyys Ominaisvastus ohm.cm IEC 60093 Eristävyys Pintavastus ohm IEC 60093 Läpilyöntilujuus kv/cm IEC 60243-1 CTI V IEC 60112 Muut Mittatarkkuus Muottikutistuma % SFS-EN ISO 294-4 Veden imeytyminen Veden imeytyminen % ISO 62 Kosteuden imeytyminen % ISO 62 Paino Tiheys kg/m 3 ISO 1183 ESISUUNNITTELU

Vaatimus-/ominaisuuslista Vaatimuslista Pintakäsittely Liittäminen Maalaus Tampopainatus Silkkipainatus Foliopainatus Elektrolyyttinen metallointi Terminen höyrystys Magnetronsputterointi Lasermerkkaus Ultraäänihitsaus Puskuhitsaus Kitkahitsaus Laserhitsaus Liimaus Teippaus Niittaus ESISUUNNITTELU

Materiaaliopas Tyypilliset ominaisuudet-sarakkeessa esitellään etuja ja haittoja, jotka ovat tyypillisiä suurelle osalle materiaaliryhmän muoveista. On kuitenkin huomioitava, että yksittäisen muovimateriaalityypin osalta esiintyy poikkeavuuksia. Lisäksi lisäaineet voivat muuttaa muovimateriaalin käyttäytymistä huomattavastikin. ESISUUNNITTELU Materiaaliryhmä Tyypilliset ominaisuudet Tyypit Hyvät Huonot / rajoitteet Amorfiset läpinäkyvät tyypit jännityssäröilyherkkä Styreenimuovit pieni ja tasainen kutistuma rajoitettu kemikaalinkesto PC mittatarkka ja -pysyvä suuri kitkakerroin PMMA pieni viruminen ja relaksaatio huono kulumiskestävyys PVC huono dynaaminen kuormitettavuus COC Selluloosamuovit PLA (PPE+S/B) Sulfonit PEI PCTG PA 12 (arom.) Osakiteiset pieni kitkakerroin suuri kutistuma PE-HD hyvä kulumiskestävyys huono mittapysyvyys PP hyvä dynaaminen kuormitettavuus PMP sulajuokseva POM ei jännityssäröilyä Polyamidit mekaanisesti vaimeneva PBT hyvä kemikaalin- ja lämmönkesto SPS PVDF PPS PEEK Nestekidemuovi sulajuokseva anisotrooppinen LCP hyvät mekaaniset ominaisuudet hyvä kemikaalin- ja lämmönkesto Termoelastit sulatyöstettävissä kestomuovien tapaan rajoitettu lämmön- ja kemikaalinkesto SEBS rajoitettu kovuus TPU rajoitettu kulumiskestävyys TPE-E TPE-A TPV Silikoni laaja käyttölämpötila-alue kierrätettävyys SI rajoitettu käyttöaika

Amorfiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PS kirkas hauras 1,5 CD-, DVD-kotelot Polystyreeni korkea kiilto huono lämmönkesto kynät, säästölippaat edullinen huono kemikaalinkesto pullot, rasiat, kotelot mittapysyvä jännityssäröilyherkkä lääketeollisuuden tarvikkeet jäykkä helposti palava (palosuojattavissa) sähkölaitteiden kotelot S/B huomattavasti sitkeämpi kuin PS huono säänkesto (stabiloitavissa) 1,6 kertakäyttöaterimet Styreenibutadieenikopolymeeri perustyyppi samea henkarit kirkas tyyppi kallis (2,5 /kg) jääkaapin hyllyt/laatikot kertakäyttöiset lääkepakkaukset ja lääketeollisuuden tuotteet (kirkas) SAN kirkas huono säänkesto 1,9 mehukannut, kulhot, ottimet, lasit Styreeniakryylinitriilikopolymeeri korkea kiilto hauras (parempi kuin PS) kosmetiikkapakkaukset kova, jäykkä laitepaneelit erinomainen mittapysyvyys hyvä jännityssäröilynkesto PS:ä parempi kemikaalinkesto ABS kevyt samea 2,0 auton sisätilan osat Akryylinitriilibutadieenikopolymeeri hyvä iskulujuus ja jäykkyys pieni läpilyöntilujuus kodinkoneiden ja -laitteiden kuoret hyvät lujuusominaisuudet matala pitkäaik. käyttölämpötila kromatut vesikalusteosat mittapysyvä hankala itsevärjättävyys hyvin metalloitavissa jäännöskosteuspitoisuus? 0.2% pieni virumistaipumus huono liuottimien kesto huono säänkesto (stabiloitavissa) MABS kirkas hieman hauraampi kuin ABS 2,5 läpinäkyvät laitekotelot "Kirkas" ABS muilta ominaisuuksiltaan kuten ABS ASA erinomainen säänkesto hieman hauraampi kuin ABS 3,0 laitekotelot ulkokäyttöön Akryylinitriilistyreeniakrylaattikopolymeeri muita ominaisuuksiltaan kuten ABS valaisimien peitelevyt ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PS 1,05 3100-3300 30-55 1,5-3 2-2,5 90-100 90 80 S/B 1-1,05 1100-2800 15-45 1,1-6 10->50 5-13 -85/100 60-80 50-70 SAN 1,08 3500-3700 65-85 2,5-5 2-3 95-105 95 85 ABS 1,03-1,07 2200-3000 45-65 2,5-3 15-20 7-20 -85/95-105 85-95 75-85 MABS 1,07-1,1 1800-2200 40-50 3,5-4 10 107-115 70 ASA 1,04-1,07 2300-2900 40-55 3,1-4,3 10-30 18-40/95 85-95 75-85 PS S/B SAN ABS MABS ASA Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PS 170-280 10-60 0,4-0,7 ei tarpeen ei tarpeen S/B 190-280 10-80 0,4-0,7 ei tarpeen ei tarpeen SAN 200-260 50-80 0,4-0,6 85 2-4 ABS 200-260 50-80 0,4-0,7 70-80 2 MABS 200-240 40-80 0,6 70 2 ASA 220-260 50-85 0,4-0,7 70-80 2 ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PC korkea iskulujuus hydrolyysiherkkä (jäännöskost.? 0.02%) 3,5 CD- ja DVD-levyt Polykarbonaatti huonosti palava huono liuotin- ja emäskesto muovituopit, tuttipullot gammasteriloitavissa jännityssäröilyherkkä auton etuvalot, ikkunat kulumiskestävä naarmuuntuva elektroniikkalaitteiden kuoret, osat korkea HDT huono UV-kesto (stabiloitavissa) (matkapuh., tietokoneet, kamerat..) hyvät eristeominaisuudet hajoamisherkkä korkeissa lämmöissä ulkovalaisimet haurastuu paksuseinämäisenä (? 3 mm) (ABS+PC) erinomainen iskulujuus kylmässä samea 4,0 elektroniikkalaitteiden kuoret, osat ABS:n ja polykarbonaatin seos muilta ominaisuuksiltaan ABS:n ja PC:n (matkapuhelimet, tietokoneet) välissä valokatkaisijat, pistorasiat (ASA+PC) hyvä säänkesto samea 4,0 ulkokäyttöön tulevat tuotteet PMMA erittäin kirkas kopolymeerit sitkeitä 4,0 auton takavalot Polymetyylimetakrylaatti ("akryyli") erittäin kova helposti palava heijastimet erinomainen sään- ja UV-kesto matala pitkäaik. käyttölämpötila viivoittimet jäykkä, mutta silti melko iskuluja kosteus muuttaa kappaleen mittoja matkapuhelimien linssit huono liuotinkesto PVC-U, PVC-P laaja jäykkyysalue (säädettävissä) korkea tiheys 1,7 viemäriputkiyhteet (PVC-U) Polyvinyylikloridi suhteellisen edullinen palaessa muodostuu suolahappoa mattoelementit (PVC-P) U = "kova", pehmittämätön itsestään sammuva (PVC-U) rajoitettu lämmönkesto kädensijat (PVC-P) P = pehmitetty hyvä säänkestö ei kestä vahvoja liuottimia mittapysyvä erinomainen vesiliuosten kesto ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PC 1,2-1,24 2200-2400 55-65 6-7 100-130 20-30 145 135 100 (ABS+PC) 1,08-1,17 2000-2600 40-60 3-3,5 >50 30-40 -85/105/145 115-130 105-115 (ASA+PC) 1,15-1,19 2300-2600 50-60 4-5 50 16-70 -40/95/145 60-80 PMMA 1,15-1,19 3100-3300 60-80 2-6 2 105-120 85-95 65-80 PVC-U 1,38-1,55 2700-3000 50-60 4-6 10-50 2-50 80 70 80 PVC-P 1,16-1,35 25-1600 8-25 170-400 ei murru -50-80 55-65 50-55 PC (ABS+PC) (ASA+PC) PMMA PVC-U PVC-P Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PC 270-280 80-120 0,6-0,7 110-120 4 (ABS+PC) 230-260 60-80 0,6 110 4 (ASA+PC) 270-290 70-90 0,5 110 3 PMMA 190-290 40-90 0,3-0,8 70-100 2-6 PVC-U 170-210 20-60 0,4-0,8 ei tarpeen ei tarpeen PVC-P 160-190 20-60 0,7-3,0 ei tarpeen ei tarpeen ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita CA, CAB, CP kirkas kallis 7,0 piirustusvälineet selluloosaesterit iskusitkeä suuri veden absorptio silmälasien kehykset naarmunkestävä työkalujen kädensijat hyvä kiilto kynät antistaattinen visiirit, linssit hyvä kemikaalinkesto uistimien turpalevyt ei jännityssäröilyherkkä itsestään sammuva PLA biohajoava huono lämmönkesto 6,0 kertakäyttöiset ruokailuvälineet Polylaktidi kirkas kukkalaitteen alusta 3000 lääketiet. sovellukset (implantit) COC erittäin kirkas hauras 5-6 optiset osat Sykloolefiinikopolymeeri pieni veden absortio hyvä kemikaalinkesto pieni tiheys erittäin sulajuokseva jäykkä (PPE + S/B) hyvä lujuus rajoitettu kemikaalinkesto 4,0 tulostimien ja kopiokoneiden osat Polyfenyleenieetterin ja S/B:n seos hyvä lämmönkesto huono UV-kesto vesipumppujen osat erittäin pieni veden absortio putkiliitososat pieni lämpölaajeneminen hyvä lovi-iskusitkeys hyvä mittapysyvyys erinomaiset eristeominaisuudet ( PPE+PA66) (PPE+S/B):hen verrattuna 5,0 auton ulkopuoliset osat (peili, korin paremmat mekaaniset ominaisuudet osat, luukut) parempi UV- ja kemikaalinkesto sähköpatterin muoviosat ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC Lyh. aik. Pitk. aik. CA 1,26-1,32 1600-3200 22-66 5-55 15 50-80 80 70 CP 1,18-1,23 1000-2600 19-70 30-70 6-20 49-105 80-120 80-120 CAB 1,17-1,22 800-2300 18-50 18-50 30-35 50-60 60-115 60-115 PLA 1,18-1,28 2400-2600 16-50 3,5-15 5 56 COC 1,02 2600-3200 66 3-10 1,5-13 75-180 75-170 65-100 (PPE+S/B) 1,04-1,06 2300 50-55 3-5 36-45 15-30 140 120 100 CA,CAB, CP PLA COC (PPE+S/B) Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h CA 180-220 40-80 0,4-0,7 80 2-4 CP 190-230 40-80 0,4-0,7 80 2-4 CAB 180-220 40-80 0,4-0,7 80 2-4 PLA 170-175 25 0,3 50-60 COC 240-300 50-110 100 4 (PPE+S/B) 260-310 40-110 0,5-0,8 100 2 ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PCTG ei jännityssäröilyherkkä hydrolyysiherkkä 4-5 lääketeollisuuden tuotteet Polysykloheksyleenidimetyleenin kopymeeri hyvä kemikaalinkesto huono lämmönkesto kosmetiikkatuotteet hyvä gammasteriloinnin kesto konepestävät tuotteet korkea kiilto PEI hyvä kemikaalinkesto kallis 15-17 uudelleen steriloitavat sairaalatar- Polyeetteri-imidi hyvä kuuman veden ja höyryn kesto ei kestä halogenoituja liuottimia vikkeet hyvä UV-kesto jäännöskosteuspitoisuus? 0.05% hyvä gammasteriloinnin kesto korkea massa- ja muottilämpötila erinomaiset eristeominaisuudet läpinäkyvä, kellertävä sävy hyvä gammasäteilyn kesto vaikeasti palava, pieni savunmuodostus medical hyväksynnät PSU, PES, PPSU hyvä lämmönkesto kallis 17-35 uudelleen steriloitavat sairaalatar- Sulfonit hyvät eristeominaisuudet huono säänkesto vikkeet hyvä kemikaalinkesto jännityssäröilyherkkä elintarviketeollisuuden tarvikkeet vaikeasti palava, pieni savunmuodostus loviherkkä (PSU, PES) PE-X-putkien putkiliittimet läpinäkyvä (kellertävä väri) viskositeetti erittäin lämpötilaherkkä armeijan kaasunaamarin linssit sitkeä (PPSU) ruiskutuspaine, massa- ja muottilämpötila medical hyväksynnät korkeat suuri veden absorptio (0,85%) ei kestä kloorattuja alifaatteja, estereitä, ketoneita PA12/MACMI pieni veden absorptio PA:ksi rajoitettu höyrysteriloitavuus 15,0 steriloitavat läpinäkyvät sairaala- Osittain aromaattinen polyamidi 12 kirkas kallis tuotteet sitkeä kylmässä kalvosaranatuotteet luja auton taustapeilin runko hyvä kulumiskestävyys tuttipullot Japanissa ei jännityssäröilyherkkä armeijan kaasunaamarin linssit erittäin hyvä jousiominaisuus hyvä kemikaalin- ja lämmönkesto madical hyväksynnät ESISUUNNITTELU

Amorfiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PCTG 1,23 1900 46 47 4,4 >50 65-75 50 PEI 1,27 2900-3000 85 6-7 >50 4-7 215-230 190 160 PSU 1,24-1,25 2500-2700 70-80 5,5-6 20->50 5,5 185-190 170 150 PES 1,37 2600-2800 80-90 5,5-6,5 20-80 6-6,5 225-230 210 180 PPSU 1,28-1,3 2300-2600 70-80 7 50 30 220 160 PA12/MACMI 1,04-1,05 1600-2300 55-75 6-9 >50 6-8 110-190 100-120 80-100 PCTG PEI PSU,PES,PPSU PA12/MACMI Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PCTG 260-295 15-40 0,2-0,5 65 6 PEI 370-410 140-180 0,6-0,7 150 4 PSU 340-390 100-160 0,6-0,8 120 5 PES 320-390 100-160 0,6 160 5 PPSU 360-390 140-165 0,7 140 4 PA12/MACMI 250-270 30-80 0,5-0,6 80 4 ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PE-HD kevyt huono lujuus ja jäykkyys 1,3 ämpärit, kulhot Korkeatiheyspolyeteeni hyvä kemikaalinkesto huono säänkesto (stabiloitavissa) lelut, pulkat hyvä hitsattavuus huono liimattavuus (esikäsittely) juomakorit hyvät eristeominaisuudet jännityssäröilyherkkä jääkiekkokypärät sitkeä kylmässä lumikolat PP kevyt huono UV-kesto (stabiloitavissa) 1,3 kalvosaranatuotteet Polypropeeni kohtuullinen lämmönkesto helposti palava (palosuojattavissa) elintarvikepakkaukset, pakasterasiat hyvä hiilivetyjen ja alkoholien kesto vaikea painaa/liimata ilman esikäsittelyä mikroaaltouuniastiat hyvä väsymislujuus (kalvosarana) ei kestä kloorattuja liuottimia ja aromaatti- autoissa puskurit, sisätilan osat sia liuoksia sähköasennusrasiat tietyt metallikontaktit haurastuttavat suksisauvan ja lapion kädensijat huono muotopysyvyys PMP kevyt jännityssäröilyherkkä 10,0 läpinäkyvät steriloitavat tuotteet Polymetyylipenteeni kirkas huono säänkesto sähkölaitteiden suojakaapit hyvä kemikaalinkesto hyvät eristeominaisuudet säteilynkestävä POM korkea lujuus, jäykkyys ja sitkeys korkea tiheys 2,0 vetoketjut Polyasetaali korkea kiilto ei kestä happoja ja emäksiä solkiklipsit pieni kitkakerroin suuri kutistuma hammaspyörät erinomainen kulumiskestävyys huono UV-kesto (stabiloitavissa) auton sisätilan osat (kahvat, kaiuttimet..) hyvä jousiominaisuus helposti palava (vaikea palosuojata) vesikalusteiden sisäosat (kopolymeeri) eriomainen hiilivetyjen, aldehydien, keto- hajoaa herkästi formaldehydiksi korkeas- rintaliivien kaarituet nien, alkoholien ja polttoaineiden kesto sa työstölämpötilassa (> 220 ºC) kaasu- ja höyrytiivis räjähdysvaara, jos sulaan joutuu PVC:tä vaikea liimata ilman esikäsittelyä PA6, PA66 korkea lujuus, sitkeys, iskulujuus suuri veden absorptio muuttaa ominai- 3,3-3,8 auton osat (imusarja, polkimet, kotelot) Polyamidi 6 ja 66 erinomainen kulumiskestävyys suuksia (mitat, eriste- ja mekaaniset omin.) sähkötyökalujen runkot pieni kitkakerroin jäännöskosteuspitoisuus? 0.2% (vaikut- kotitalouskoneiden kuoret erinomainen öljyjen, rasvojen, liuottimien taa iskulujuuteen, pinnanlaatuun) kirveen varsi ja emästen kesto huono UV-kesto (stabiloitavissa) ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g T m HDT/A Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC ºC ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PE-HD 0,94-0,96 600-1400 18-30 8-12 >50 ei murru <-100 125-135 60-70 80-110 60-80 PP 0,9-0,91 1300-1800 25-40 8-18 >50 3-17 0-20 160-165 70 130 90 PMP 0,83-0,84 1100-2000 25-28 10-50 4- ei murru 20-30 230-240 41 180 120 POM 1,41-1,43 3000-3200 60-70 8-25 20->50 8-70 165-175 110-125 110-140 90-100 PA6 1,12-1,15 2800/1000/600 80/45/- 4/25/- 30/>50/- ei murru 78/28/-8 225-235 80 140-160 80-100 PA66 1,13-1,16 3000/1600/800 85/60/- 5/20/- 25/>50/- ei murru 90/39/-6 225-265 105 140-170 80-100 PE-HD PP PMP POM PA6, PA66 Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PE-HD 200-270 10-60 1,5-3,0 ei tarpeen ei tarpeen PP 200-270 20-90 1,3-2,5 ei tarpeen ei tarpeen PMP 270-330 20-80 1,6-2,1 ei tarpeen ei tarpeen POM 180-230 60-120 1,5-2,5 110 2 PA6 240-290 40-120 0,8-2,5 80 8-15 PA66 260-300 40-120 0,8-2,5 80 8-15 ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PA12 hyvä kemikaalinkesto kallis 10,0 kemikaalinkestävät tuotteet Polyamidi 12 hyvä kulutuksen kesto erottimet sellunvalmistuksessa hyvä hydrolyysin kesto PA6:een ja PA66: een verrattuna: sitkeämpi pienempi veden absorptio Osittain aromaattisia polyamideja: PAMXD6-GF50 (PAA-GF50) loistava pinnanlaatu melko suuri veden absorptio 7,5 metalli- ja kevytmetalliosien korvaaminen erittäin hyvät mekaaniset ominaisuudet rajallinen lämmönkesto mittatarkkuus haasteellinen aina kuitulujitettuna PA6T/XT-GF40 (PPA-GF40) pieni veden absorptio aina kuitulujitettuna 6-14 metalli- ja kevytmetalliosien korvaaminen PA6T/6I-GF40 (PPA-GF40) erittäin hyvät mekaaniset ominaisuudet auton moottoritilan osat (jäähdytysjärhyvä lämmönkesto jestelmän osat, pumppujen ja vesimittarien kotelot PBT korkea lujuus, sitkeys hydrolyysiherkkä 3,5 autoissa ovenkahvojen osat, sytytysjär- Polybuteenitereftalaatti erinomaiset eristeominaisuudet loviherkkä (iskumodifioitavissa) jestelmät, peilit, tuulilasinpyyhkijät laaja kemikaalinkesto lasikuitu haurastuttaa kytkimet, liittimet, kelarungot erittäin pieni veden absorptio vääristyminen (jäähtymisnopeuden tai sakset, kattilankahvat, säätönupit, kotitahyvä lämmönkesto virtaussuunnan aiheuttama kutistumaero) louskoneiden lämmönkestävät osat (PC+PBT) sitkeämpi kuin PBT PBT ja PC lämmönkestävämpiä 3,5 auton korin osat Iskumodifioitu PC:n ja PBT:n seos sitkeämpi kylmässä kuin PBT ja PC parempi kemikaalinkesto kuin PC:llä SPS hyvä kemikaalin- ja lämmönkesto hauras 4-5,5 auto- ja sähköteollisuuden tuotteet Syndiotaktinen polystyreeni hyvät eristeominaisuudet yleensä lujitettuna liittimet pieni veden absorptio taloustavarat pieni jälkikutistuma leipämuotit elintarvikekelpoisuus ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g T m HDT/A Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC ºC ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PA12 1,01-1,04 1400/1100/570 50/40/- 4/12/- 200 ei murru 49/-/- 170-180 50 140 70-80 PAMXD6-GF50 1,64 19000/- 280/- 1,9 98 234 230 140 120 PA6T/XT-GF45 1,58 15000/- 240/230 2,4/2,1 11/11 150 300 265 120 PA6T/6I-GF40 1,53 14500 220 2 8 280 280 150 PBT 1,30-1,32 2500-2800 50-60 3,5-7 20->50 45-60 220-230 65 160 100 (PC+PBT) 1,2-1,25 2100-2600 40-50 3-4,5 45-50 50 80-90 80-85 SPS-GF30 1,39 9000 120 2 9 90-100 270 210 220 150 PA12 PAMXD6-GF50 PA6T/XT-GF45 PA 6T/6I-GF40 PBT (PC+PBT) SPS-GF30 Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PA12 190-270 20-100 1,0-2,0 110 4 PAMXD6-GF50 250-260 120-140 0,1-0,3 120 1-3 PA6T/XT-GF45 320-330 130-160 0,2-0,9 80 4 PA6T/6I-GF40 320 140-160 0,1-0,5 80 2-12 PBT 230-280 40-80 1,0-2,2 120 4 (PC+PBT) 250-270 60-90 0,85 110 4 SPS-GF30 285-310 60-150 0,3-0,8 ei tarpeen ei tarpeen ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit, LCP Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita PVDF lujin ja kulutuskestävin fluorimuovi hajoamisriski sulatilassa 20,0 sairaalatarvikkeet Polyvinyylideenikloridi hyvä kemikaalinkesto ei kestä kuumaa rikkihappoa ja amiinia, pumppujen ja putkistojen osat korkea läpilyöntilujuus asetonia, etyyliasetaattia vaikeasti palava hyvä sään- ja säteilynkesto PPS luja, jäykkä, kova aina lujitettuna 8-20 autoissa polttoaine-, sytytys-, jarru-, Polyfenyleenisulfidi erittäin hyvä kemikaalin- ja lämmönkesto huono iskulujuus (iskumodifioitavissa) jäädytysjärjestelmien ja katalysaattorien lähes palamaton kallis osat hyvä säteilynkesto korkea massa-ja muottilämpötila lamppujen kannat pieni veden absorptio ei kestä kloorattuja hiilivetyjä pumppujen osat erittäin hyvä hydrolyysinkesto (vesihyv.) tummat värit sähkötekniset osat hammaslääkärin instumentit PEEK erinomainen lujuus ja jäykkyys kallis 70,0 kirurgiset välineet Polyeetterieetteriketoni poikkeuksellinen lämmönkesto korkea massaämpötila mekaaniset osat aggressiivisissä olosuhvaikeasti palava, pieni savunmuodostus teissa hyvät eristeominaisuudet hyvä säteilynkesto erittäin hyvä kemikaalinkesto LCP poikkeuksellisen luja, jäykkä ja sitkeä heikot yhtymäsaumat 15-20 steriloitavat sairaalatarvikkeet Nestekidemuovi erinomainen kemikaalinkesto jet-ilmiö pienellä portin koolla uuniastiat vaikeasti palava, pieni savunmuodostus aina lujitettuna liittimet, kelarungot erittäin pieni lämpölaajeneminen huono liimattavuus/painettavuus MID-tuotteet erittäin hyvä mittapysyvyys jäännöskosteuspitoisuus? 0.01% (vaikuterittäin sulajuokseva ohuissa seinämissä taa iskulujuuteen) pieni kutistuma (tiukat toleranssit) lämpölaajenemiskerroinerot virtaus- ja nopea, toistettava jakso poikkisuunnan välillä (vääristymisriski) ESISUUNNITTELU

Osakiteiset muovit, LCP ρ E σ Y σ F ε Y ε F Lovi-iskul. T g T m HDT/A Lämmönkesto ºC g/cm 3 MPa MPa MPa % % kj/m 2 ºC ºC ºC Lyh. aik. Pitk. aik. PVDF 1,76-1,78 2000-2900 50-60 7-10 20->50 8-105 40 170-175 50-115 - 150 PPS-GF40 1,67 14000 170 1,2 7-8 85-95 285-290 260 260 200-220 PEEK 1,32 3700 100 5 >50 8 145 335 150 300 250 LCP-GF30 1,62 15000 190 2 24 280 235 300 230 Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt PVDF kestää PPS-GF40 rajallinen kesto PEEK ei kestä LCP-GF30 T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h PVDF 200-240 40-100 3 ei tarpeen ei tarpeen PPS-GF40 315-340 135 0,3-0,5 150 2-4 PEEK 350-390 120-160 0,7-1,2 160 3 LCP-GF30 280-305 90-110 0,1-0,4 150 2 ESISUUNNITTELU

Termoelastit, silikoni Muovityyppi Tyypilliset ominaisuudet Hinta Tyypillisiä Hyvät Huonot / rajoitukset /kg käyttökohteita SEBS laaja kovuusalue modifioinnilla tartunta muihin muoveihin 3-8 sähkö- ja elekroniikkatarvikkeiden eristeet Styreeniblokkikopolymeeri erittäin hyvä tartunta PP:n kanssa rajoitettu kemikaalinkesto käyttöesineiden pehmytosat miellyttävä pinta rajoitettu säänkesto (stabiloitavissa) jalkineet pieni jäännöspuristuma kädensijat TPU erinomainen kulumiskestävyys kallis 5-10 slalom-monot, kenkien pohjat, korot Termoplastinen polyuretaani erinomainen repimislujuus ei kestä alifaattisia/aromaattisia hiilivetyjä, rannekkeet hyvä mikrobinkesto useita liuottimia renkaat hyvä hydrolyysinkesto (eetteripohjaiset) suuri jäännöspuristuma kädensijat hyvä öljyn, rasvan ja polttoaineen kesto huono UV-kesto (stabiloitavissa) hevosenkengät, karjamerkit hyvä hapettumisenkesto huonot eristeominaisuudet jäännöskosteuspitoisuus? 0.07% TPE-E (TPC) erinomainen väsymislujuus kallis 6,5-10 airbagin suojakuoret Kopolyesterielasti pieni virumistaipumus neits. ja kierrätetyn materiaalin kuivaus murroskumit laaja käyttölämpötila-alue huono UV-kesto (stabiloitavissa) pistoolikotelo hyvä kulumiskestävyys ei kestä kuumia polaarisia nesteitä ruuviankkurit erinomainen iskulujuus kylmässä kumia huonompi joustavuus hihnat korkea veto- ja repimislujuus kumia huonompi jäännöspuristuma korvakuulokepidike hyvä kemikaalinkesto, kuuman öljyn kesto helppo ruiskuvalaa helppo kierrättää TPE-A (TPA) hyvä kulumiskestävyys suuri jäännöspuristuma 6,5-12 hiihtokenkien komponentit Polyamidielasti hyvä repimislujuus huono hydrolyysin- ja UV-kesto jalka- ja koripallot helppo ruiskuvalaa ei kestä kloorattuja liuottimia kenkien pohjat helppo kierrättää (10-15% osuutena) materiaali kuivattava kaapelisuojukset laaja käyttölämpötila-alue hyvä hapettumisenkesto hyvä kemikaalinkesto, hyvä öljyn, polttoaineen rasvan kesto hyvä iskulujuus TPV hyvä kulumiskestävyys huono UV-kesto 4-10 kädensijat työkaluissa Termoplastinen vulkanaatti hyvä repimislujuus huono liimattavuus (esikäsiteltävä) tiivisteet erinomainen väsymislujuus ei kestä hiilivetyjä, vesiliuoksia, kuumaa autoissa ilmakanavat erinomainen polaaristen nesteiden kesto öljyä ja dieselöljyä erinomaiset eristeominaisuudet ei kestä kuumia teollisuus- ja autokemikaaleja SI erinomainen lämmönkesto kallis 10-15 tutit Silikoni erinomainen säänkesto oma annostelu- ja ruiskutusyksikkö tiivisteet hyvä eristeominaisuudet erikoismuotti painimet erinomainen kemikaalinkesto materiaali ei ole kierrätettävissä keittiötarvikkeet iskuluja ja joustava kylmässä raaka-aineen varastointi (1 v /? 23 ºC) maskit pieni kitkakerroin pieni jäännöspuristuma ESISUUNNITTELU

Termoelastit, silikoni Murtolujuus Murtovenymä Kovuus Kulumiskestävyys Käyttölämpötila-alue MPa % mm 3 ºC (pitkäaik. käyttö) SEBS 5-20 5 ShA-70 ShD 140-60 -120 TPU 25-50 160-600 60 ShA-75 ShD 30-40-80 TPE-E 20-40 200-700 40 ShD-72 ShD 70-60-130 TPE-A 20-40 270-715 75 ShA-65 ShD 75-60-100 TPV 5-20 330-600 55 ShA-60 ShD 150-60-120 SI 8-8,5 400-750 30 ShA-70 ShA -60-200 SEBS TPU TPE-E TPE-A TPV SI Kuuma vesi Heikot hapot Vahvat hapot Hapettavat hapot Fluorivetyhappo Vahva emäsliuos Heikko emäsliuos Epäorg. suolaliuos Halogeenit Alifaattiset hiilivedyt Klooratut hiilivedyt Alkoholit Esterit Ketonit Eetterit Aldehydit Amiinit Orgaaniset hapot Aromaattiset hiilivedyt Polttoaineet Mineraaliöljy Rasvat, öljyt kestää rajallinen kesto ei kestä T m T w Kutistuma Kuivaus ºC ºC % T/ºC t/h SEBS 175-250 10-90 0,3-2,2 ei tarpeen ei tarpeen TPU 180-250 20-40 0,8-1,5 100-110 0,5-2 TPE-E 170-250 50-80 0,3-1,4 120 3-4 TPE-A 160-280 20-40 0,5-1,0 70-80 4-6 TPV 180-250 10-80 1,5-2,5 65-80 2-4 SI 150-230 150-230 3,0 - - ESISUUNNITTELU

Seinämänpaksuus Kappaleen seinämä mitoitetaan aina mahdollisimman ohueksi. Kappale saadaan kevyeksi, se vie vähemmän tilaa, se on nopeampi valmistaa eikä tule imuja. Seinämän ohentamista rajoittavat yleensä kappaleen jäykkyys ja kuormitettavuus sekä muotin täyttyminen. Kutistuma Seinämänpaksuuden pienentyessä kutistuminen pienenee. Ohutseinämäinen rakenne on siksi mittatarkempi ja mitoituksessa voidaan käyttää tiukempaa tolerointia. Jos seinämänpaksuus vaihtelee, kutistumaerot voivat vääristää kappaleen. Seinämänpaksuuseroja on kuitenkin vaikea välttää kappaleessa. Seinämänpaksuus ei saa kuitenkaan muuttua äkillisesti vaan asteittain riittävällä matkalla. Lisäksi muovin virtaussuunta muotissa pitää olla aina ohuemman seinämän suuntaan. Ohutseinämäisellä rakenteella myös kutistumaerot ovat pienemmät ja kappale pysyy paremmin muodossaan. Ks. myös Kevennys- ja Ripa-osiot. Seinämänpaksuus Seinämänpaksuuden kasvaessa imuongelmat lisääntyvät. Kutistumaerot lisäävät kappaleen vääristymisriskiä

Seinämänpaksuuden mitoitusohjeet S = virtausmatka seinämänpaksuus S 200: helposti ruiskuvalettavissa S 250: ruiskuvalettavissa S > 250: vaatii erittäin juoksevan muovimateriaalin Korvattava Korvaavan muovimateriaalin E (MPa) materiaali 2500 5000 10000 15000 20000 25000 Al 3x 2,4x 1,9x 1,7x 1,5x 1,4x Fe 4,3x 3,4x 2,7x 2,4x 2,2x 2x Muovirakenteen seinämänpaksuus verrattuna vastaavan jäykkyyksiseen alumiini- tai terässeinämään muovimateriaalin kimmomoduulin funktiona s EI t L 3x 27x 9x 9x 2x 8x 4x 4x 1,5x 3,4x 2,25x 2,25x 1,25x 2x 1,6x 1,6x 0,75x 0,4x 0,6x 0,6x 0,5x 0,1x 0,25x 0,25x 0,25x 0,02x 0,06x 0,06x Muovirakenteen seinämänpaksuuden muutoksen vaikutus seinämän taivutusjäykkyyteen EI, jäähtymisaikaan t ja virtausmatkaan L

Päästöt Jotta kappale saadaan siististi ulos muotista, osa sen pinnoista pitää olla päästöllisiä. Riittävällä päästökulmalla estetään kappaleen pinnan ja vastaavan muottipinnan välinen liukuminen muotin avautuessa tai kappaleen ulostyönnössä. Muutoin kappaleen pinta naarmuuntuu tai kappale voi jopa hajota. Kappaleen pinnat, jotka ovat muotin liikesuunnissa, ovat aina päästöllisiä. Päästökulman suuruuteen vaikuttavat pinnankarheus ja muovimateriaali. Pinnankarheuden kasvaessa päästökulma kasvaa. Se on pienimmillään kiillotetuilla pinnoilla. Lasikuitulujitus kasvattaa päästökulmaa. Päästökulma estää muovi- ja metallipinnan liukumisen toisiaan vastaan Vastapäästöllisen pinnan vapauttaminen ulostyöntöön johtaa aina kalliiseen muottirakenteeseen. Kappaletta hieman muuttamalla kallis muottiratkaisu saatetaan kuitenkin välttää. Joustava kappale voidaan myös väkisin ulostyöntää tai vetää vastapäästön yli. Kappaleessa ja valukanavistossa pitää olla riittävät päästöt, jotta kappale saadaan muotista ulos ehjänä ja ilman naarmuja

Päästön mitoitusohjeet VDI Ra µm Rz µm Minimipäästökulma Lujittamaton Lujitettu 12 0,40 1,5 1,0º 1,0º 15 0,56 2,4 1,0º 1,0º 18 0,80 3,3 1,0º 1,0º 21 1,12 4,7 1,0º 1,5º 24 1,60 6,5 1,5º 2,0º 27 2,24 10,5 2,0º 2,0º 30 3,15 12,5 2,0º 3,0º 33 4,50 17,5 3,0º 4,0º 36 6,30 24 4,0º 5,0º 39 9,00 34 5,0º 6,0º 42 12,50 48 6,0º 7,0º 45 18,00 69 7,0º 8,0º Minimipäästökulma lujittamattomalle ja lasikuitulujitetulle muovimateriaalille pinnankarheuden funktiona. Jos minimipäästökulma on liian suuri, se pitää tarkistaa muovimateriaalikohtaisesti. Kiillotetuille pinnoille minimipäästökulma on lujittamattomalla muovimateriaalilla 0.5º ja lasikuitulujitteisella 0.75º. Kiillotussuunta pitää olla muotin avaussuunnassa. Etsatuilla pinnoilla päästökulma on kuvion karkeudesta riippuen 3-7º.

Rivat Seinämänpaksuutta ohennettaessa kappaleen jäykkyys laskee. Tilanne voidaan korjata rivoittamalla seinämä. Se on huomattavasti tehokkaampi tapa kuin vaihtaa muovimateriaali jäykempään. Kuormituksesta riippuen rivoitus voidaan suunnitella yhdensuuntaiseksi tai ristikkäiseksi. Taivutusjäykästä rakenteesta saadaan vääntöjäykempi kääntämällä ristikkäisrivoitusta 45º. Seinämän jäykkyyttä voidaan lisätä tihentämällä ja / tai korottamalla ripoja. Kappaleen massiiviset muodot kevennetään rivoituksella. Ruuvitorneissa, seinämissä ja rivoissa voidaan käyttää tukirivotusta. Rivoitusta suunniteltaessa pitää muistaa, että rivan kohdalle syntyy helposti imuja. Lisäksi rakenne voi lähteä murtumaan rivan tyvestä, jos sitä ei pyöristetä. Ohueen rivoitukseen joudutaan suunnittelemaan massiivisemmat ulostyöntökohdat. Rivotustapoja seinämän jäykistämiseksi: taivutusjäykkä yhdessä suunnassa (a), taivutusjäykkä tasossa (b), taivutus- ja vääntöjäykkä (c) Tukirivoitustapoja Liian suuri rivan paksuus ja tyven pyöristys voimistavat imuja. Ohuen rivoituksen ulostyönnön varmistaminen

Rivan mitoitusohjeet Jäykistettävän seinämän paksuus s Rivan paksuus t pinnanlaatuvaatimus: 0.5s ei pinnanlaatuvaatimusta: 0.7s Rivan pyöristys R pinnanlaatuvaatimus: ei pyöristystä jännityskeskittymän poisto: 0.2s Päästökulma Ө kiillotettu pinta: 0.5º muut pinnat: 1º Rivan korkeus h 2s Ripojen välinen etäisyys L 2s Ripaväli L Rivan korkeus h 2s 3s 4s 5s 2s 12,5x 28,8x 54,9x 92,6x 3s 9,6x 22x 42,1x 71,3x 4s 8x 18x 34,5x 58,6x 5s 7x 15,4x 29,4x 50x Rivan korkeuden h ja ripojen välisen etäisyyden L vaikutus taivutusjäykkyyteen, kun seinämänpaksuus on s ja rivan paksuus t on 0.5s. Korkeilla rivoilla rivan hoikkuudesta johtuen jäykistävää teoreettista arvoa ei saavuteta.

Vastapäästöt Jos kappaleessa on ulko- tai sisäpuolisia syvennyksiä, joita ei voida tehdä luonnollisella muotilla, Vastapäästöllisen pinnan vapauttaminen ulostyöntöön johtaa aina kalliiseen muottirakenteeseen. Kappaletta hieman muuttamalla kallis muottiratkaisu saatetaan kuitenkin välttää. Joustava kappale voidaan myös väkisin ulostyöntää tai vetää vastapäästön yli.

Ulkopuolinen syvennys Jos luonnollisella muotilla ei pystytä tekemään ulkopuolista syvennystä, muotissa joudutaan käyttämään liikkuvaa palaa. Muotin avautuessa vinotappi siirtää liikkuvan palan sivuun ja muotin sulkeutuessa takaisin paikalleen. Sen vinous ja ja liikkuvan palan paksuus määräävät sen, kuinka syvä syvennys voi olla. Vinotapin vinous (kulma α) voi olla enintään 15º. Kuorimainen kappale, jonka toisessa päädyssä on ulkopuolinen syvennys Muotti lähtee avautumaan Muotti on avautunut ja kappale ulostyönnetty Muotti sulkeutuu

Sisäpuolinen syvennys Jos luonnollisella muotilla ei pystytä tekemään sisäpuolista syvennystä, muotissa joudutaan käyttämään nousevaa keernaa. Ulostyöntöliikkeen aikana nouseva keerna liikkuu sivusuunnassa. Nousevan keerna toinen pää pääsee sivuttaisliikkeen aikana Liikkumaan vapaasti nostimen T-urassa. Nousevan keernan vinous (kulma α) on enintään 15º. Kuorimainen kappale, jonka toisessa päässä on sisäpuolinen syvennys Muotti lähtee avautumaan Muotti on avautunut ja kappale ulostyönnetty Muotti sulkeutuu

Sisäpuolinen kierre Kappaleen sisäpuolinen kierre tehdään kierrekeernalla. Ennen kuin muotti voidaan avata ja kappale ulostyöntää, kierrekeerna kierrotetaan kappaleen sisältä pois. Kierrotus tapahtuu hydraulisesti hammastankolla. Kappaleessa on sisäpuolinen kierre Kierrekeernan kierrotus kappaleen sisältä alkaa Kierrekeerna on kierrotettu ja muotti lähtee avautumaan Muotti on avautunut ja kappale ulostyönnetty

Pyöristykset Kappaletta kuormitettaessa se murtuu hyvin helposti terävästä sisänurkasta. Amorfista muovia käytettäessä myös jännityssäröilyriski kasvaa hyvin suureksi sen ympäristössä. Korkeilla ruiskutusnopeuksilla terävän sisänurkan kohdalla kappaleen pintaan tulee helposti virtausjälkiä. Terävä ulkonurkka puolestaan vaikeuttaa muotin täyttymistä ja sen kohdalle voi syntyä imuja. Siksi kappaleessa pitää välttää teräviä sisä- ja ulkonurkkia. Jo pienetkin pyöristyssäteet nurkissa parantavat tilannetta merkittävästi. Lisäksi nurkkien pyöristys helpottaa kappaleen ulostyöntöä ja muotin valmistusta. Pyöristämällä nurkat muotti täyttyy paremmin. Kappale vääristyy vähemmän ja kestää kuormitusta paremmin Imujen välttämiseksi kappaleen ulkonurkka on pyöristettävä myös

Pyöristyksen mitoitusohjeet Seinämänpaksuus s Sisänurkan pyöristyssäde R S 0.3 mm (mielellään 0.5s) Ulkonurkan pyöristyssäde R U = R S + s (seinämänpaksuus säilyy vakiona)

Kevennykset Kevennyksellä tarkoitetaan kappaleen seinämän paikallista ohentamista. Seinämä joudutaan ohentamaan esim. tilan saamiseksi komponentille kotelorakenteen sisällä tai komponentin / osan kiinnitystä varten. Näkyvä pinta säilyy kuitenkin tasona. Kevennyksen kohdalla seinämänpaksuus ei saa muuttua liian nopeasti eikä liian ohueksi. Lisäksi nurkat kannattaa pyöristää. Kappaleen seinämään tehtyjä kevennyksiä Jos seinämänpaksuus muuttuu liian nopeasti tai liian ohueksi, näkyvälle pinnalle syntyy pintavirhe. Terävät nurkat pahentavat tilannetta.

Kevennyksen mitoitusohjeet Seinämänpaksuus s Seinämänpaksuuden keventyminen t s/3 Kevennysmatka L 5 t Pyöristyssäde R

Snapit Snappi on osien mekaaninen liitostapa.yleisin snappi on hakatyyppinen. Haan poikkileikkaus on yleensä suorakaide tai rengasmainen. Haka taipuu elastisesti ulokepalkin tavoin, kun snapin osapuolet liitettäessä työnnetään sisäkkäin. Kuormittamattomana liitos on lähes jännityksetön. Haka mitoitetaan niin, ettei sallittua venymää ylitetä. Kun haka tehdään kartiomaiseksi korkeus- ja/tai leveyssuunnassa, se venyy tasaisemmin ja sallii suuremman taipuman. Haan pituutta ja tyven pyöristystä lisäämällä parannetaan snapin kestävyyttä. Haan pään muodolla vaikutetaan siihen, miten helposti snappi on suljettavissa/avattavissa. Siihen tarvittava voima riippuu haan pään muodon lisäksi käytetystä muovimateriaalista (kimmomoduuli, kitkakerroin). Erilaisia hakatyyppisiä snappeja Liittämisvaiheessa haan pitää päästä taipumaan vapaasti H:n verran.

Hakatyyppisen snapin mitoitusohjeet Jännitys Jännitys E s Es ε sall ε Y Venymä ε sall ε B Venymä Ø = 15-30º (liitos avattavissa) 90º (liitos ei ole avattavissa vetämällä) Ө = 30-45º R = 0.6H h = 0.5H - H 0.67 ε sall L δ = H 2 Tarkemmat ja laajemmat suunnitteluohjeet löytyvät materiaalitoimittajien www-sivuilta Sallittu venymä ε sall riippuu muovimateriaalin vetokäyrästä: Muovimateriaalilla myötöraja: ε sall = 0.7ε Y (70% myötövenymästä) Muovimateriaalilla ei ole myötörajaa: ε sall = 0.5ε B (50% murtovenymästä) Jos liitos avataan toistuvasti, ε sall on 60% edellisistä arvoista. Liittämiseen/avaamiseen tarvittava voima: 3 B H E F = 3 4 L s δ ( μ + tanα ) ( 1 μ tanα ) liittäminen: α = Ө avaaminen: α = Ø B = haan leveys µ = kitkakerroin E S = sekanttimoduuli

Ruuvit Ruuveilla saadaan mekaaninen liitos, joka on tarvittaessa avattavissa. Ohutseinämäisissä osissa ruuvin kiinnitystä varten tarvitaan ruuvitorni. Se on aina irti sivuseinämästä ja se voidaan tarvittaessa tukea ympäristöön tukirivoilla. Terävät sisänurkat kannattaa aina pyöristää. Itsekierteittävä ruuvi kierretään suoraan ruuvitorniin. Tavanomaiselle ruuville asennetaan ruuvitorniin kierresisäke mekaanisesti, kuumaupottamalla tai ultraäänihitsauksella. Itsekierteittävällä ruuvilla tehty liitos on halvempi ja mekaanisesti lujempi mutta se on avattavissa / suljettavissa vain muutaman kerran. Jos liitos pitää olla avattavissa useita kertoja tai ruuvitorni jää matalaksi, käytetään aina kierresisäkettä. Itsekierteittävillä ruuveilla toteutettu ruuviliitos on halvin ja yksinkertaisin ratkaisu Kierresisäkkeen asennus ruuvitorniin ultraäänellä.kierresisäke pitää olla ultraäänihitsausasennukseen tarkoitettu Yksityiskohtaisempaa suunnitteluapua löytyy esimerkiksi osoitteesta: www.masino.fi Imujen ja vääristymisriskin vuoksi ruuvitornit suunnitellaan aina irti seinämästä. Ruuvitorni voidaan tukea eri tavoin.

Ruuvitornin mitoitusohjeet (itsekierteittävä ruuvi) Ruuvitornin ulkohalkaisija D = 2.5D R Ruuvitornin sisähalkaisija d = d R D R = ruuvin sisähalkaisija d R = ruuvin ulkohalkaisija Täyskierteisen ruuvin pituus ruuvitornissa L 2.5d R Pyöristyssäde R = 0.3 0.5 mm Päästökulma Ө 0.5º s = seinämänpaksuus

Ruuvitornin mitoitusohjeet (kierresisäke) Kierresisäke pitäisi jäädä hieman ruuvitornin yläpinnan yläpuolelle, jottei se irtoisi kiristystilanteessa. Samoin kierresisäkkeen ja ruuvitornin pohjan väliin pitää jäädä tilaa, johon ylimääräinen muovisula pääsee virtaamaan Kierresisäkkeen asennettavuus ruuvitorniin ultraäänihitsauksella Kierresisäkeasennus Kierresisäkeasennus Amorfiset Osakiteiset ABS 1 POM 2 (ABS+PC) 2 CA,CAB 1 PMMA 2 Fluorimuovit 5 PMMA-C 2 Ionomeeri 5 S/B 2 LCP 5 (PPE+S/B) 1 PA 2 PAI 5 PET 5 PC 2 PBT 5 PEI 5 PEEK 5 PES 5 PE 2 PS 2 PMP 1 PSU 2 PPS 2 PVC-U 1 PP 2 SAN, ASA 2 (PC+PBT) 2 1 = helppo, 5 = vaikea

Liimaus Liimaus on yksinkertainen, nopea ja halpa liittämistapa. Sillä voidaan liittää eri materiaaleja yhteen. Liimasauma vaimentaa jännityksiä ja värähtelyjä. Tarvittaessa se toimii tiivisteenä sekä estää korroosiota ja syöpymistä. Liimaus yksinkertaistaa rakennetta, mutta voi vaikeuttaa kierrätystä. Liimattavien pintojen pitää olla yhteensopivat, puhtaat ja pinnankarheudeltaan liimalle sopivat. Liimakerros pitää olla ohut, tasainen ja jatkuva. Kovettuminen tapahtuu puristuksen alaisena. Liimattavat pinnat voidaan joutua esikäsittelemään ennen liiman levitystä. Eri materiaaleja liimattaessa liima valitaan tartunnaltaan heikomman materiaalin mukaan. Valinnassa on huomioitava liiman ainesosat, pintojen esikäsittely, muovimateriaalin lisäaineistus ja liimatun kappaleen käyttötarkoitus. Tarjolla on lujuudeltaan ja kovuudeltaan erilaisia yksi- tai kaksikomponenttiliimoja. Liiman valinta kannattaa aina tehdä liimatoimittajan kanssa. Liimoja kannattaa testata ennen lopullista valintaa. Muovimateriaaleilla, joilla on alhainen pintaenergia, liima levittyy ja tarttuu huonosti. Se korjataan hapettamalla pinta fysikaalisesti tai kemiallisesti Liiman tarttuminen muoviosan pintaan perustuu usein fysikaalisten sidosten (adheesio) ja rajapinnan yli tapahtuvan diffuusion (hitsautuminen) yhdistelmään

Liimaliitoksen suunnitteluperusteet Liimaliitos suunnitellaan niin, että pääosa sen rasituksesta on leikkausta. Suoraa puskuliitosta liimasaumana ei suositella, koska se ei ole itsekohdistava ja taivutuksessa se helposti pettää. Liimasauma rasittuu päistään, minkä vuoksi sen lujuutta lisätään leventämällä liimasaumaa eikä pidentämällä sitä. Jännityssäröilyherkillä muoveilla ruiskutuspiste pitää olla liima-alueen ulkopuolella

Hitsaus Pääosa kestomuoveista on hitsattavissa. Ne hitsautuvat hyvin itsensä kanssa mutta muovimateriaalipareista vain muutama on riittävän hyvin hitsattavissa. Näistä parhaiten hitsattavissa on ABS/PMMA pari. Valittavaan hitsausmenetelmään vaikuttavat muovimateriaali, kappaleen muoto ja koko, toleranssit, käytettävissä oleva hitsauslaitteisto sekä kustannukset. Päätös hitsausmenetelmästä pitää tehdä jo varhaisessa vaiheessa, koska tuotesuunnitteluun liittyvät vaatimukset voivat vaihdella menetelmien välillä huomattavasti. Ruiskuvalettavien muoviosien hitsausmenetelmistä käytetyimpiä ovat ultraääni-, pusku- ja laserhitsaus Jotta pinnat hitsaantuvat toisiinsa, molekyyliketjujen pitää sekoittua riittävästi rajapinnan yli (diffuusio). Siksi hitsautuvuuteen vaikuttavat keskeisesti pintojen lämpötila, puristuspaine sekä muovimateriaalien kemiallinen samankaltaisuus hitsattavissa pinnoissa.