Støbt vs Ekstruderet PMMA: Hvad er forskellen mellem støbt og ekstruderet akryl?

Materialeegenskaberne mellem støbt og ekstruderet PMMA adskiller sig på molekylært niveau og kan gøre en forskel i højt specialiserede applikationer – men sandheden er, at forskellen mellem de to typer PMMA ikke er så vigtig i de fleste industrielle applikationer.

Derfor afhænger valget af PMMA meget mere af faktorer som tilgængelighed – især når det kommer til specifikationer som:

• Farver
• Tykkelser
• Ordrevolumener
• Leveringstid for ikke lagerført materiale

Støbt PMMA udmærker sig normalt med flere tilgængelige farver, tynde tykkelser og lavere volumener. Gennemløbstider er også generelt kortere for ikke-lagerfarver og tykkelser for støbt PMMA. Derfor er støbning en fleksibel mulighed, hvor kunden kan vælge mellem flere tykkelser, volumener og farver efter behov. Men hvis den ønskede farve og tykkelse er let tilgængelig som et ekstruderet materiale, er det ofte mere omkostningseffektivt at vælge den ekstruderede løsning.

Ekstruderet PMMA er en mindre fleksibel fremstillingsproces end støbning af PMMA-plader, fordi ekstrudering er en kontinuerlig proces. Det betyder, at enhver ændring i tykkelse eller farve giver meget skrotmateriale og tager meget tid og energi sammenlignet med fremstilling af støbt PMMA.

Af denne årsag er valget mellem ekstruderet og støbt PMMA ikke lige så vigtigt som de ovennævnte overvejelser. Selvom ekstruderet PMMA generelt betragtes som den mere omkostningseffektive fremstillingsløsning, kan ovennævnte faktorer udelukke valget af ekstruderet PMMA.

PMMA fremstilles ved at polymerisere methylmethacrylatmonomerer til lange strenge gennem cellestøbning eller en reaktorproces.

De to polymerisationsmetoder giver den færdige PMMA forskellige mekaniske egenskaber:

• Støbt PMMA fremstilles ved at placere monomererne i en flad form med et katalyserende middel. Midlet polymeriserer monomererne til ark med de ønskede dimensioner. Fordi de polymeriserede PMMA-strenge er ekstremt lange og 100 % amorfe organiserede, får PMMAen ingen optiske forvrængninger.
• Ekstruderet PMMA fremstilles ved at polymerisere monomererne i et reaktorsystem og tilsætte dem til et opløsningsmiddel, hvor polymerisationen starter. Polymerstrengene filtreres ud af opløsningsmidlet og ekstruderes til pellets, der bruges som råmateriale i en kontinuerlig pladeekstruderingsproces eller sprøjtestøbning. Begge disse processer involverer at smelte pellets og tvinge materialet gennem en matrice, hvilket skaber et ark eller hulrum med den ønskede form. Når materialet størkner med denne fremstillingsproces, indlejres stress i materialet. Denne stress er synlig, når den inspiceres under polariseret lys, fordi den forårsager lavere lystransmission og optiske forvrængninger. Denne effekt er kendt som dobbeltbrydning eller retardering.

Akrylfremstillingsprocesser involverer ikke bare støbning eller ekstrudering. Når PMMA’en er blevet støbt eller ekstruderet, kan du forbedre dens mekaniske og optiske egenskaber med overfladebehandlinger, der tilføjer unikke kvaliteter til materialet. Eksempler omfatter coatings, der øger slid-, rengørings- og kemikalieresistens eller som reducerer glare og refleksioner. Denne form for bearbejdning er velegnet til både støbt og ekstruderet PMMA, og i mange tilfælde er tilføjelse af den rigtige belægning eller anden behandling vigtigere end valget mellem støbt og ekstruderet PMMA. Årsagen er enkel: Selvom materialeegenskaberne for støbt og ekstruderet PMMA er meget ens, kan den rigtige belægning forbedre PMMA’ens materialeegenskaber markant på visse områder og tilføje værdi til din applikation.

Før du beslutter dig for en PMMA-type, skal du kende de tekniske krav til din applikation for at vælge den mest effektive måde at opfylde disse krav på.

Her er nogle overvejelser, du bør gøre dig, når du vælger basismateriale:

• Hvis du har brug for fleksibiliteten til at vælge en nøjagtig farve eller tykkelse, hurtig levering eller lav MOQ, fordi du laver prototyper til en ny enhed eller løsning, er støbt akryl højst sandsynligt det bedste valg.
• Hvis du rent faktisk har brug for de specifikke mekaniske egenskaber, som støbt PMMA nævnt ovenfor, bør du selvfølgelig også overveje støbt PMMA.
• Hvis du ikke har brug for de specifikke materialeegenskaber, som støbt PMMA giver, hvis du arbejder med store produktionsvolumener og produktionsomkostninger er en nøglefaktor, eller hvis du ikke har særlige krav til farve eller tykkelse, bør du overveje at bruge ekstruderet PMMA, da det er generelt den mest omkostningseffektive løsning.
• For både støbt og ekstruderet PMMA bør du overveje at påføre en eller flere overfladebehandlinger der forbedrer PMMA’ens materialeegenskaber og giver din enhed mulighed for at levere den krævede ydeevne i en bredere række af driftsforhold ved f.eks. at øge dens ridsemodstand.
• Som en sidebemærkning skal man ikke glemme, at der er særlige overvejelser i forbindelse med enheder der opererer ved højere temperaturer. Støbt PMMA er det bedste valg, hvis din enhed opererer ved op til 85-90 grader Celsius. Det er her materialedeformation forekommer i støbt PMMA, hvorimod grænsen for, hvor ekstruderet PMMA ikke anbefales til applikationer, er 75-80 grader Celsius.

Hvis du har en applikation, der bruger cirkulært polariseret lys (CPL), er støbt PMMA den bedre løsning, fordi den er 100 % amorf af natur. Som nævnt ovenfor betyder det, at der ikke er nogen risiko for, at optiske forvrængninger af CPL’en passerer frem og tilbage gennem materialet. Ekstruderet akryl er uegnet til denne type anvendelse på grund af stresset i materialet. Dette forvrænger CPL, når det passerer gennem materialet.

Forestil dig for eksempel, at du udvikler en avanceret stregkodelæser, der bruger indlejret CPL-belysning til svær-læselig information, dvs. laser-etched markeringer på højpoleret stål. The distortions from extruded material will significantly reduce the scanning system’s signal quality or signal-to-noise ratio, making cast acrylic the only viable option.

• Ikke sikker på, hvad signal-til-støj-forhold er? Så klik lige her for at læse vores artikel om det.

For at opsummere handler valget mellem støbt og ekstruderet PMMA i de fleste tilfælde om tilgængelighed eller omkostningsovervejelser, ikke mekaniske eller optiske egenskaber. Der er få tilfælde, hvor støbt akryl er den eneste mulighed, men det er sjældent at det gør en forskel om materialet er støbt eller ekstruderet.

Hos PSC har vi næsten 40 års erfaring med at udvikle og fremstille PMMA til vores kunders nøjagtige specifikationer, ved at bruge støbe- og ekstruderingsprocesser og påføre forskellige overfladebehandlinger. Vi bruger denne erfaring til at give dig en PMMA-løsning, der er udviklet præcist til din applikation.

Kontakt os for en uforpligtende snak, uanset hvilken type projekt du arbejder på.