Có thể bạn đang thiết kế một lớp vỏ nhựa quang học trong suốt cho camera của máy bay không người lái. Hoặc có thể dự án tiếp theo của bạn là một buồng sinh học cho phòng xét nghiệm y khoa hoặc một bộ khuếch tán ánh sáng LED sẽ là một phần của cụm thiết bị điện tử. Mỗi loại này đều cần một loại polyme trong suốt và tùy thuộc vào môi trường mà nó hoạt động, có khả năng chống lại ánh sáng mặt trời, nhiệt, hóa chất, trầy xước và va đập.
Việc tìm kiếm một loại nhựa đáp ứng các tiêu chí này nghe có vẻ khó khăn, nhưng đừng lo cho dù bạn định chế tạo các bộ phận này bằng máy CNC, ép phun nhựa hay in 3D thì bạn đều gặp may. Chúng tôi cung cấp cho khách hàng nhiều lựa chọn vật liệu cho từng quy trình sản xuất này, tất cả đều thuộc một trong hai loại chính: acrylic và polycarbonate. Cả hai đều đáp ứng các yêu cầu được liệt kê ở trên ở các mức độ khác nhau.
Vật liệu và quy trình nào là tốt nhất cho dự án của bạn? Cũng như nhiều thứ khác trong sản xuất, câu trả lời không phải là trắng đen rõ ràng: nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm ngân sách khả dụng, thời gian hoàn thành, tiêu chí thiết kế và nhiều yếu tố khác nữa. Dưới đây là một so sánh ngắn gọn về các đặc tính cơ học, vật lý và hóa học của chúng để bạn bắt đầu.
Thuộc tính của Acrylic và Polycarbonate
- Acrylic có độ bền kéo cao hơn polycarbonate, thường khoảng 80 MPa, so với polycarbonate ở mức 60-70 MPa. Điều đó có nghĩa là nó có thể giãn ra thêm một chút trước khi đứt.
- Tương tự, acrylic giành chiến thắng trong cuộc chiến về độ bền uốn ở mức 115 MPa so với 90 MPa đối với polycarbonate — đặt một vật nặng lên các tấm không được hỗ trợ của mỗi tấm và PC sẽ nhường chỗ trước (nhưng không nhiều).
- Cả hai loại polyme đều có khả năng chống va đập khá tốt, nhưng trong khi acrylic có khả năng chống va đập gấp khoảng 17 lần so với thủy tinh thì polycarbonate có khả năng chống va đập gấp tới 250 lần.
- Tuy nhiên, polycarbonate dễ bị trầy xước hơn acrylic, nhưng như nhiều người đeo kính đã biết, có sẵn các lớp phủ để tránh vấn đề phổ biến này.
- Có rất ít sự khác biệt về độ trong suốt giữa acrylic và polycarbonate (tỷ lệ truyền sáng là 92% đối với acrylic so với 88% đối với PC). Kính nằm giữa hai loại này với độ trong suốt là 90%.
- Tuy nhiên, hãy để hai polyme này ở bên ngoài trong một vài năm và bạn sẽ không gặp khó khăn gì trong việc xác định đâu là polycarbonate, vì nó sẽ có màu hơi vàng; acrylic có khả năng chống nắng và tia UV cao hơn nhiều. Điều đó nói lên rằng, chất ổn định có sẵn cho người anh em chịu được tia cực tím của nó.
- Đặt những bộ phận nhựa đó vào lò nướng nóng và điều ngược lại sẽ xảy ra. Trong khi acrylic có nhiệt độ sử dụng tối đa là 100 °C (212 °F), polycarbonate có thể chịu được tới 150 °C (300 °F).
- Cháy là một vấn đề khác. Polycarbonate có khả năng bắt lửa thấp và có xu hướng tự dập tắt trong khi acrylic cháy chậm và giải phóng carbon monoxide, do đó không nên sử dụng ở nơi có thể có ngọn lửa.
- Khả năng chống hóa chất là một đặc tính quan trọng khác. Polycarbonate thường là người chiến thắng ở đây vì nó chịu được axit và kiềm tốt hơn và có thể được làm sạch bằng các sản phẩm gốc amoniac. Acrylic thì không như vậy. Tuy nhiên, cả hai loại polyme đều không bền với dung môi (thường được sử dụng để ghép các bộ phận acrylic và polycarbonate đã gia công).
Gia công cho Acrylic và Polycarbonate
Cách thức tạo ra polyme – cho dù nó được đúc, đúc, in hay ép đùn – cũng đóng một vai trò quan trọng trong các tính chất cơ học và nhiệt của nó. Mỗi vật liệu ở nhiều dạng đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng và việc lựa chọn sử dụng loại vật liệu nào phải dựa trên yêu cầu của dự án hoặc ứng dụng cụ thể.
Vậy những ứng dụng đó là gì? Và làm sao để biết nên gia công một bộ phận hay in 3D, hay đầu tư một ít tiền cho công cụ cần thiết để đúc khuôn phun?
Hãy bắt đầu từ đó. Cả hai vật liệu đều dễ gia công và dễ đúc, do đó có rất ít hạn chế; do đó, việc sử dụng loại nào phụ thuộc nhiều hơn vào các đặc tính vật liệu vừa mô tả. Ngoài ra, chúng tôi cung cấp nhiều loại, màu sắc và tùy chọn vật liệu phủ cho từng loại, mặc dù tùy chọn acrylic có phần hạn chế hơn. Tuyên bố cuối cùng này đặc biệt đúng đối với các bộ phận in 3D, vì chỉ có polycarbonate “giống PC” mới có sẵn do có sẵn nhựa dùng cho quy trình in lập thể. Rất tiếc, không có vật liệu in 3D giống acrylic.
Ứng dụng Acrylic và Polycarbonate
Bỏ qua các quy trình sản xuất, acrylic thường phù hợp nhất với các bộ phận đòi hỏi độ trong suốt quang học và khả năng chống trầy xước, nhưng không chịu được tác động đáng kể. Polycarbonate lý tưởng cho cả khả năng chống va đập cao và độ bền, vỏ điện thoại thông minh của bạn có thể được làm bằng polycarbonate, cũng như cửa sổ chống đạn tại ngân hàng nơi bạn gửi tiền lương (mặc dù chúng thường là vật liệu tổng hợp giống như bánh sandwich gồm kính, PC và có thể là acrylic, tùy thuộc vào nhà sản xuất).
Một số ví dụ khác về polycarbonate bao gồm các thành phần y tế trong suốt (polycarbonate cũng tương thích sinh học) vỏ đèn pha, bảng điều khiển và các ứng dụng khác cần có độ bền vượt trội, khả năng chịu nhiệt và khả năng hấp thụ nước thấp. Tuy nhiên, một lần nữa, hãy tìm loại có khả năng ổn định tia cực tím để sử dụng ngoài trời kéo dài.
Acrylic, nhờ chi phí thấp hơn một chút, là lựa chọn ưa thích của những người làm biển hiệu và nhà sản xuất tủ trưng bày lớn, nhưng cũng có thể so sánh với polycarbonate trong nhiều ứng dụng. Bao bì trong suốt là một ví dụ, cũng như các hộp đựng mẫu dùng trong y tế, bộ phận bảo vệ máy, linh kiện quang học và nhiều thứ khác nữa.
Nói một cách đơn giản, có sự chồng chéo khá lớn giữa acrylic và polycarbonate và cả hai thường có thể thay thế cho nhau. Tuy nhiên, đối với những nhu cầu đòi hỏi khắt khe hoặc khối lượng rất lớn, bạn nên làm bài tập ở nhà và kiểm tra với một trong các kỹ sư ứng dụng của chúng tôi để được tư vấn.
