Auswahl des richtigen Basismaterials: Acryl vs. Polycarbonat

Im Folgenden stellen wir die beiden Basismaterialien kurz vor. Anschließend gehen wir auf die verschiedenen Faktoren ein, die es bei der Auswahl zu vergleichen gilt.

Acryl, auch PMMA (Polymethylmethacrylat) genannt, ist ein synthetisches thermoplastisches Polymer, das in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann. PMMA ist ein Kunststoff, der in verschiedenen Formen und Größen gegossen und extrudiert werden kann.

Bei PSC arbeiten wir ausschließlich mit flachen PMMA-Platten und werden uns hauptsächlich auf gegossenes und extrudiertes PMMA konzentrieren.

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Polycarbonat ist ein weiterer thermoplastischer Kunststoff wie Acryl, besteht jedoch aus anderen chemischen Strukturen. Während Acryl aus Methylmethacrylat besteht, besteht Polycarbonat aus Carbonatgruppen, wodurch es sich wie PMMA leicht bearbeiten, formen und thermoformen lässt.

Während Acryl sowohl gegossen als auch extrudiert werden kann, wird Polycarbonat nur durch Extrusion hergestellt.

Während es viele Ähnlichkeiten im Gesamtbild und in den Herstellungsoptionen von Acryl- und Polycarbonatplatten gibt, gibt es erhebliche Unterschiede in ihren Materialeigenschaften, die einen großen Einfluss darauf haben können, welche Option Sie für Ihr nächstes Display oder Ihren nächsten Sensor wählen sollten.

Im Folgenden gehen wir auf diese Gemeinsamkeiten und Unterschiede ein, damit Sie die richtige Option für Ihr Projekt auswählen können.

Beide Kunststoffe weisen eine deutlich höhere Schlagfestigkeit auf als Glas. Viele verschiedene Quellen geben unterschiedliche Zahlen zur Schlagfestigkeit an, je nachdem, wie und in welchem Kontext sie getestet wurden. Man kann jedoch mit Sicherheit sagen, dass Acryl in den meisten Fällen mindestens 10–20 Mal so schlagfest ist wie Glas.

Allerdings soll Polycarbonat etwa 250-mal schlagfester sein als Glas. Daher kann man, ohne sich zu sehr auf die genaue Zahl festzulegen, mit Sicherheit sagen, dass Polycarbonat das schlagfestste Material dieser Optionen ist, Acryl jedoch in manchen Fällen immer noch ein guter Ersatz für Glas sein kann.

Die Schlagfestigkeit, die Polycarbonat bietet, wird für die meisten selten benötigt, kann aber dennoch für einige Anwendungen in Branchen wie dem öffentlichen Transportwesen erforderlich sein.

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Während die Schlagfestigkeit ein Kernmerkmal von Polycarbonat ist, ist die Kratzfestigkeit ein Kernmerkmal von Acryl. Acryl ist viel widerstandsfähiger gegenüber Kratzern und Abnutzungsspuren, was besonders für Displays und andere Geräte, die dem Endbenutzer Informationen anzeigen, von Vorteil sein kann. Dies kann auch ein entscheidender Faktor für Kameras oder Sensoren sein, die darauf ausgelegt sind, Informationen schnell und genau zu lesen, aber dennoch einen Filter vorne benötigen, um das Gerät vor der Außenumgebung zu schützen.

Insbesondere wenn das Gerät regelmäßig berührt oder gereinigt wird, muss es dem Kontakt standhalten und regelmäßig mit Chemikalien wie Reinigungs- und Desinfektionsmitteln abgewischt werden. Acryl ist für diese Anwendungen ein wesentlich geeigneteres Grundmaterial, da es dieser Art von Umgebung viel besser standhält als Polycarbonat.

Sowohl Acryl als auch Polycarbonat haben ein ähnliches Gewicht. Sie sind beide etwa halb so schwer wie Glas. und keiner hat daher einen signifikanten Vorteil gegenüber dem anderen. Dies bedeutet jedoch, dass beide wesentlich leichter als Glas sind, was ihre Handhabung erleichtert und eine bessere Wahl für Anwendungen darstellt, bei denen das Gewicht des Deckglases berücksichtigt wird.

Kälte

Es ist wichtig zu beachten, dass einige Anwendungen, die in einer externen Umgebung platziert werden, kalten Umgebungen ausgesetzt sein können. Dies ist erwähnenswert, da PMMA in sehr kalten Umgebungen spröder wird – was bei Polycarbonat nicht der Fall ist.

Wenn die Anwendung daher in einer Umgebung installiert wird, in der die Winter sehr kalt sind, könnte Polycarbonat eine Überlegung wert sein, je nachdem, um welche Art von Anwendung es sich handelt.

Hitze

Ein weiterer Aspekt, den man bei manchen Anwendungen berücksichtigen sollte, ist die Hitzebeständigkeit dieser Materialien.

Es gibt viele Möglichkeiten, die Widerstandsfähigkeit von Acryl und Polycarbonat gegenüber hohen Temperaturen zu messen, weshalb es hierzu viele unterschiedliche Meinungen gibt. Darüber hinaus hängen Temperaturtoleranzen maßgeblich von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie z. B. der Form und Dicke des Materials, den Toleranzen und dem Einbau des Materials in das Gesamtgerät usw.

Es gibt sogar Unterschiede in der Wärmeverträglichkeit von extrudiertem PMMA im Vergleich zu gegossenem PMMA, ganz zu schweigen von einem noch größeren Unterschied zwischen den PMMA-Typen und Polycarbonat. Aus diesen Gründen beginnen wir normalerweise bei etwa 70–75 °C als maximale Betriebstemperatur für Acryl und 100–105 °C für Polycarbonat. Dabei handelt es sich um die untere Grenze, die je nach Anwendungsfall abhängig von verschiedenen Faktoren auch höher ausfallen kann.

Gegossenes Acryl könnte beispielsweise problemlos eine maximale Gebrauchstemperatur von bis zu 95 °C haben, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind. Zu diesen Kriterien gehören mögliche Belastungen durch die mechanische Konstruktion des Geräts bei höheren Temperaturen, die Dicke des Acryls usw. Wenn das Gerät Spannungen ausgesetzt ist und der Filter über einen längeren Zeitraum Temperaturen ausgesetzt ist, die über unseren empfohlenen Temperaturen liegen, Es besteht die Gefahr, dass sich der Filter verbiegt oder verformt.

Schließlich ist auch zu beachten, dass Oberflächenbehandlungen niedrigere Maximaltemperaturen aufweisen können als das Grundmaterial selbst, was bedeutet, dass die Beschichtung anstelle von Acryl oder Polycarbonat der begrenzende Faktor hinsichtlich der maximalen Temperatur ist, der der Filter standhalten kann. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wärmebeständigkeit zwar in den meisten Fällen keine wichtige Rolle spielt, in den Anwendungen, in denen sie eine Rolle spielt, jedoch ein äußerst wichtiger Gesichtspunkt ist.

Einige Anwendungen erfordern feuerhemmende Eigenschaften. Dies ist normalerweise bei einigen öffentlichen Verkehrsmitteln und insbesondere in der Luftfahrtindustrie der Fall.

Die Anforderungen an die Feuer- und Rauchtoxizität des Grundmaterials für Displays in der Luftfahrtindustrie sind sehr streng, so dass Polycarbonat oft die einzige Option ist. Dies liegt daran, dass Acryl im Vergleich zu Polycarbonat relativ leicht brennt. Dies ist nicht nur im Allgemeinen der Fall, sondern es gibt auch spezielle Polycarbonat-Lösungen, die über die erforderliche Entflammbarkeits- und Rauchtoxizitätsbewertung verfügen, um überhaupt für Anwendungen im Luftfahrtbereich in Betracht gezogen zu werden. Daher könnte in diesen Fällen Polycarbonat die einzige Option sein.

Während beide Materialien eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit aufweisen, ist Acryl auch in diesem Fall das Beste. Während klares Polycarbonat eine Lichtdurchlässigkeit von 88 % hat, hat klares Acryl eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 92 %. Der Unterschied von vier Prozentpunkten mag nicht viel klingen, da Polycarbonat in manchen Fällen immer noch verwendet wird, beispielsweise bei Fahrgastinformationsanzeigen im öffentlichen Nahverkehr, aber er kann bei Geräten wie Industriesensoren, bei denen die maximale Übertragung der relevanten Wellenlängen erreicht wird, einen großen Unterschied machen entscheidend für die Leistung des Geräts.

Je nachdem, für welche Wellenlängen der Sensor ausgelegt ist, kann der Filter mit AR-Beschichtungen optimiert werden, um die Transmission in diesen spezifischen Wellenlängen zu maximieren und gleichzeitig die Transmission aller anderen Wellenlängen zu minimieren. Dadurch wird das Signal-Rausch-Verhältnis des Filters optimiert und die Leistung maximiert.

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Vergessen Sie nicht, dass sich diese Zahlen und viele andere Spezifikationen von Polycarbonat und Acryl auf das Grundmaterial selbst beziehen. Durch verschiedene Beschichtungen können die Eigenschaften des Materials deutlich verbessert werden, um die Kratzfestigkeit, die Lichtdurchlässigkeit etc. zu verbessern. Durch eine Antireflex-Oberflächenbehandlung beispielsweise eines PMMA-Filters kann die Lichtdurchlässigkeit des Materials auf bis zu 99 % verbessert werden.

Da Polycarbonat nur durch Extrusion hergestellt werden kann, ist es ein ungeeignetes Grundmaterial für Geräte, die zirkular polarisiertes Licht (ZPL) nutzen. Tatsächlich ist extrudiertes PMMA dadurch auch für solche Anwendungen ungeeignet, sodass für diese Geräte nur gegossenes Acryl als Basismaterial in Frage kommt.

Polycarbonat ist in den verschiedenen verfügbaren Farben begrenzt (außer bei großen Mengen). Wir liefern Polycarbonat in klaren oder getönten Varianten. Acryl hingegen ist hinsichtlich der Farbe viel anpassbarer.

PMMA kann grundsätzlich in jeder gewünschten Farbe hergestellt werden und wir haben viele verschiedene Lösungen im Angebot. Bei der Solaris™ S-Serie handelt es sich um die Varianten, die wir selbst gegossen haben, aber wir verfügen auch über vorkonfigurierte Lösungen mit hervorragenden Eigenschaften.

Abgesehen von den oben genannten leistungsbezogenen Spezifikationen ist es wichtig zu erwähnen, dass sowohl Acryl als auch Polycarbonat auf vielfältige Weise an Ihre Anwendung angepasst und bearbeitet werden können.

Es gibt keine eindeutige Antwort darauf, welche Grundmaterialien kostengünstiger sind, da dies weitgehend von der Verfügbarkeit der jeweiligen Art oder Farbe des Grundmaterials und dem Bestellvolumen abhängt.

Erwähnenswert ist auch, dass die Anschaffungskosten des optischen Filters nicht die einzige Kostenüberlegung sind, die Sie berücksichtigen sollten. Die Anschaffungskosten dieses Schaufensters, das wir an Medido liefern, mögen zwar etwas höher sein als bei der vorherigen Polycarbonat-Lösung, aber es hat die Anzahl der Geräte, die überholt werden müssen, erheblich von 100 % (220 Geräte pro Woche) auf nur 15 % reduziert Dies macht es zu einer wesentlich kostengünstigeren Lösung, auch wenn die Anschaffungskosten bei der Acryllösung höher waren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen Acryl und Polycarbonat von einer Vielzahl von Faktoren abhängt. Abgesehen vom reinen Grundmaterial ist es auch wichtig zu bedenken, dass die Leistung sowohl von PMMA als auch von Polycarbonat durch Oberflächenbehandlungen weiter verbessert werden kann.

Wir sind stolz darauf, für nahezu jede Art von Anwendung die perfekte Lösung finden zu können, und das erreichen wir durch die Kombination unserer hauseigenen Fertigungskapazitäten mit unserem umfangreichen Lieferkettennetzwerk.

Mit dem richtigen Grundmaterial und der richtigen Oberflächenbehandlung kann die Lebensdauer des Displayfensters oder optischen Filters Ihres Geräts maximiert werden – und wir helfen Ihnen gerne dabei.

Angesichts all dessen, was Acryl und Polycarbonat betrifft, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass Oberflächenbehandlungen die Leistung dieser beiden Grundmaterialien erheblich verbessern können.

Je nachdem, ob Sie Kratzfestigkeit, Blendschutz, Antireflexion oder etwas ganz anderes benötigen, können Beschichtungen die Leistung des Grundmaterials deutlich verbessern, um es an die Anforderungen Ihres Geräts anzupassen.