Ikhtisar aditif termoplastik

Termoplastik adalah polimer plastik dengan titik leleh rendah yang akan meleleh ketika dipanaskan, mengeras ketika didinginkan, dan dapat dicairkan kembali setelah perawatan tanpa merusak integritas fisik material. Termoplastik kuat namun fleksibel, tahan susut dan penyerap goncangan, dan mudah digunakan karena tidak diperlukan pasca-pemrosesan. Aplikasi umum meliputi pembuatan prototipe dan berbagai macam produk konsumen, seperti kantong sampah, peralatan masak, mainan anak-anak, dan bahkan suku cadang otomotif.

Termoplastik secara alami memiliki banyak sifat kimia dan mekanik yang menguntungkan, tetapi terkadang para insinyur ingin membawa sifat ini ke tingkat berikutnya atau memberikan karakteristik baru pada plastik, seperti kekuatan atau biokompatibilitas yang lebih besar. Di situlah aditif dan pengisi berperan. Inilah semua yang perlu Anda ketahui tentang aditif dan pengisi termoplastik yang paling umum, ditambah pertimbangan utama bagi para insinyur.

Bagaimana cara kerja pengisi dan aditif?

Hampir semua produk plastik yang ada di pasaran saat ini — mulai dari peralatan olahraga hingga bumper sintetis pada mobil hingga jarum suntik hipodermik — adalah kombinasi dari polimer dasar dan aditif. Tanpa aditif, bahkan polimer plastik paling canggih pun tidak akan bekerja sebaik mungkin. Sifat kimia dan fisik tambahan yang ditawarkan oleh aditif membuat plastik lebih bersih, lebih aman, dan lebih kuat. Produsen juga dapat menggunakan aditif untuk memperpanjang masa pakai suku cadang mereka tanpa menaikkan biaya.

Selain menawarkan sifat tambahan, bahan pengisi mengurangi biaya bahan baku dengan menurunkan konsumsi resin.

Aditif dan pengisi termoplastik umum

Ada aditif atau pengisi untuk hampir setiap sifat kimia atau mekanik yang mungkin ingin dicapai oleh seorang 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 cetakan injeksi. Serat kaca secara signifikan meningkatkan kekuatan dan kekakuan plastik yang ditambahkan, tetapi serat juga membuat plastik lebih rapuh. Dengan demikian, serat kaca hanya direkomendasikan untuk aplikasi di mana bagian tersebut tidak harus menanggung tekanan atau defleksi berdampak tinggi.

Namun, menambahkan serat kaca ke resin termoplastik akan berdampak pada proses pencetakan dan desain dalam berbagai cara. Misalnya, serat kaca dapat membatasi laju penyusutan resin dasar, yang menciptakan pola penyusutan nonlinier dan meningkatkan risiko lengkungan. Ketika resin menyusut dengan cara yang tidak rata, lubang, perubahan aliran dan bentuk yang tidak terduga, dan perubahan ketebalan dinding dapat terjadi. Insinyur harus mengingat 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 suatu bagian — sayangnya, mereka memiliki keterbatasan yang sama. Bagian yang dilengkapi pengisi keramik bisa rapuh dan lebih rentan pecah atau retak saat terkena benturan.

Orientasi dan bentuk serat memainkan peran penting dalam penggunaan pengisi keramik dan serat kaca. Serat, serpihan, bubuk, dan manik-manik semuanya berbeda secara dimensi dan oleh karena itu dapat memengaruhi sifat tertentu dari bagian tersebut.

Misalnya, manik-manik seragam, dapat ditumpuk, dan meningkatkan defleksi termal termoplastik. Juga, manik-manik meminimalkan dampak stres internal yang disebabkan oleh pengisi. Sayangnya, manik-manik tidak banyak meningkatkan kekuatan material. Setelah insinyur memilih aditif atau bahan pengisi yang paling sesuai untuk kebutuhan mereka, mereka juga harus mempertimbangkan bentuk pengisi atau aditif tersebut.

Pengental

Insinyur sering menambahkan pengental ke polimer cair berbasis resin untuk membuatnya lebih kental. Kebanyakan aditif pengental berasal dari kelompok polimer pembentuk garam atau hidrofilik karena mereka membentuk ikatan tiga dimensi yang memperlambat gerakan plastik pada laju geser yang rendah. Pengental dapat ditemukan dalam perekat, sealant, pelapis, dan beberapa produk perawatan pribadi.

Antioksidan

Ketika polimer bereaksi dengan oksigen, material dapat kehilangan kekuatan dan perpanjangannya. Selain itu, oksidasi dapat menyebabkan perubahan warna dan retakan pada permukaan akhir bagian. Antioksidan ditambahkan ke termoplastik untuk mencegah oksidasi dan memperlambat degradasi dengan adanya panas, ozon, dan radiasi yang berlebihan. Antioksidan juga melindungi bagian dari radikal bebas dan sinar UV, sehingga ideal untuk aplikasi di mana bagian tersebut akan bersentuhan dengan kondisi cuaca yang berpotensi berbahaya.

Mulai dengan aditif termoplastik

Aditif dan pengisi termoplastik adalah bagian penting dari repertoar produsen komponen plastik mana pun, dan keserbagunaannya menjadikannya ideal untuk berbagai kasus penggunaan. Namun, serat kaca, pengisi keramik, antioksidan, dan pengental hanyalah permulaan. Ikhtisar ini tidak mencakup kategori aditif lainnya, seperti antimikroba, pengubah dampak, plasticizer, penstabil cahaya, dan banyak lagi. Insinyur dan tim produk harus memulai proses pemilihan material dengan serangkaian persyaratan yang jelas untuk proyek mereka guna menentukan aditif atau pengisi mana yang harus mereka pilih dari berbagai pilihan yang tersedia secara komersial.

Memilih aditif atau pengisi termoplastik mana yang tepat untuk proyek mendatang menjadi lebih mudah dengan mitra manufaktur tepercaya seperti Fast Radius. Kami bersemangat membantu mitra kami berinovasi — dan itu dimulai dengan pemilihan material yang cerdas. Tim insinyur, desainer, dan pakar manufaktur kami yang berpengalaman memiliki pengalaman bertahun-tahun yang diterjemahkan menjadi layanan konsultasi yang unggul. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Jika ikhtisar ini menarik minat Anda, lihat pusat pembelajaran Radius Cepat untuk ikhtisar materi lainnya dan panduan untuk memilih materi yang tepat untuk proyek tertentu.