Aditif Termoplastik: Meningkatkan Kekuatan, Fleksibilitas & Daya Tahan
Termoplastik adalah polimer plastik dengan titik leleh rendah yang akan meleleh saat dipanaskan, mengeras saat didinginkan, dan dapat dileleh kembali setelah pemulihan tanpa mengakibatkan kerusakan integritas fisik material. Termoplastik kuat namun fleksibel, resisten terhadap penyusutan dan menyerap getaran, serta mudah digunakan karena tidak memerlukan pemrosesan pasca. Aplikasi umum termasuk prototipe dan berbagai produk konsumen, seperti kantong sampah, peralatan dapur, mainan anak-anak, dan bahkan bagian otomotif.
Termoplastik secara alami memiliki banyak properti kimia dan mekanis yang menguntungkan, namun kadang insinyur ingin membawa properti ini ke level berikutnya atau memberikan karakteristik baru pada plastik, seperti kekuatan yang lebih besar atau biokompatibilitas. Itulah tempat aditif dan pengisi berperan. Berikut adalah semua yang perlu Anda ketahui tentang aditif dan pengisi termoplastik yang paling umum, serta pertimbangan utama bagi insinyur.
Bagaimana cara kerja pengisi dan aditif?
Hampir semua produk plastik di pasaran saat ini — dari alat olahraga hingga pengerang sintetis pada mobil hingga suntik ipodermik — adalah kombinasi polimer dasar dan aditif. Tanpa aditif, polimer plastik paling canggih sekalipun tidak akan berfungsi sebaik seharusnya. Properti kimia dan fisik tambahan yang ditawarkan oleh aditif membuat plastik lebih bersih, lebih aman, dan lebih kuat. Produsen juga dapat menggunakan aditif untuk memperpanjang siklus hidup bagian mereka tanpa menaikkan biaya.
Selain menawarkan properti tambahan, pengisi mengurangi biaya bahan bawa dengan menurunkan konsumsi resin.
Aditif dan pengisi termoplastik yang umum
Ada aditif atau pengisi untuk hampir setiap properti kimia atau mekanis yang mungkin ingin dicapai insinyur. Berikut adalah empat aditif dan pengisi yang paling umum di pasaran saat ini:
Serat kaca
Serat kaca adalah jenis aditif termoplastik yang paling umum digunakan untuk cetak injeksi. Serat kaca secara signifikan meningkatkan kekuatan dan kekakuan plastik yang ditambahkannya, tetapi serat juga membuat plastik lebih rapuh. Sebagai akibatnya, serat kaca hanya direkomendasikan untuk aplikasi di mana bagian tidak akan harus menahan tekanan dampak tinggi atau lenturan.
Namun, menambahkan serat kaca ke resin termoplastik akan mempengaruhi proses cetak dan desain dalam berbagai cara. Misalnya, serat kaca dapat membatasi laju penyusutan resin dasar, yang menciptakan pola penyusutan non-linear dan meningkatkan risiko keriting. Saat resin menyusut secara merata, lubang, perubahan aliran dan bentuk yang tidak terduga, serta perubahan ketebalan dinding dapat terjadi. Insinyur harus mempertimbangkan risiko ini saat mempertimbangkan serat kaca.
Pengisi keramik
Pengisi keramik dapat ditambahkan ke termoplastik untuk membuat bagian lebih tahan panas. Pengisi keramik mirip dengan serat kaca karena keduanya memberikan kekuatan pada bagian — sayangnya, mereka memiliki keterbatasan yang sama. Bagian yang memiliki pengisi keramik bisa rapuh dan lebih rentan terhadap pecahan atau retak saat terkena dampak.
Orientasi dan bentuk serat memainkan peran penting ketika menggunakan pengisi keramik dan serat kaca. Serat, flakes, serbuk, dan biji memiliki dimensi yang berbeda dan dapat mempengaruhi properti tertentu bagian.
Misalnya, biji seragam, dapat ditumpuk, dan meningkatkan defleksi termal termoplastik. Selain itu, biji meminimalkan dampak stres internal apa pun yang disebabkan oleh pengisi. Sayangnya, biji tidak meningkatkan kekuatan material secara signifikan. Setelah insinyur memilih material aditif atau pengisi yang paling sesuai untuk kebutuhan mereka, mereka juga harus mempertimbangkan bentuk dari pengisi atau aditif tersebut.
Pengental
Insinyur sering menambahkan pengental ke polimer cair berbasis resin untuk membuatnya lebih viskos. Sebagian besar aditif pengental berasal dari grup polimer pembentuk garam atau hidrofilik karena mereka membentuk ikatan tiga dimensi yang memperlambat gerakan plastik pada laju geser rendah. Pengental dapat ditemukan dalam perekat, perekat, lapisan, dan beberapa produk perawatan pribadi.
Antioksidan
Saat polimer bereaksi dengan oksigen, material dapat kehilangan kekuatan dan peregangan. Selain itu, oksidasi dapat menyebabkan perubahan warna dan retakan pada permukaan bagian. Antioksidan ditambahkan ke termoplastik untuk mencegah oksidasi dan memperlambat degradasi dalam keberadaan panas berlebihan, ozon, dan radiasi. Antioksidan juga melindungi bagian dari radikal bebas dan cahaya UV, membuatnya ideal untuk aplikasi di mana bagian akan berkontak dengan kondisi cuaca yang berpotensi berbahaya.
Mulai dengan aditif termoplastik
Aditif dan pengisi termoplastik adalah bagian penting dari repertoar setiap produsen bagian plastik, dan ke serbagunaannya membuatnya ideal untuk berbagai kasus penggunaan. Namun, serat kaca, pengisi keramik, antioksidan, dan pengental hanyalah awal. Tinjauan ini tidak mencakup kategori aditif lain, seperti antimikroba, pengubah daya tahan dampak, plastisizer, stabilis cahaya, dan lainnya. Insinyur dan tim produk harus memulai proses pemilihan material dengan serangkaian kebutuhan yang jelas untuk proyek mereka untuk menentukan aditif atau pengisi apa yang harus mereka pilih dari berbagai opsi komersial yang tersedia.
Memilih aditif atau pengisi termoplastik mana yang tepat untuk proyek mendatang menjadi jauh lebih mudah dengan mitra manufaktur terpercaya seperti Fast Radius. Kami bersemangat membantu mitra kami inovasi — dan itu dimulai dengan pemilihan material yang cerdas. Tim insinyur, desainer, dan ahli manufaktur yang berpengalaman kami memiliki tahun pengalaman yang diterjemahkan menjadi layanan konsultasi yang unggul. Hubungi kami hari ini untuk memulai.
Jika tinjauan ini memicu minat Anda, kunjungi pusat pembelajaran Fast Radius untuk tinjauan material lebih lanjut dan panduan memilih material yang tepat untuk proyek tertentu.
