พลาสติกยานยนต์หลายชนิดมีข้อได้เปรียบเหนือวัสดุแบบดั้งเดิมหลายประการ โดยมีลักษณะเด่นคือมีน้ำหนักเบา มีความสวยงาม ใช้งานได้จริงหลากหลาย คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ดี ความง่ายในการแปรรูปและการขึ้นรูป ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความยั่งยืน

พลาสติกวิศวกรรม

พลาสติกวิศวกรรมมีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่าจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์เช่นกัน บทความนี้จะแนะนำ Polyamide (PA), Polymethyl Methacrylate (PMMA), Polyoxymethylene (POM), Polyurethane (PU) และ Polyคาร์บอเนต (PC) เป็นหลัก

1. โพลีเอไมด์ (PA)

PA หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าไนลอน มีอยู่ในอุตสาหกรรมหลายประเภท โดย PA6, PA66 และ PA610 เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด โพลีเอไมด์พิมพ์และย้อมได้ง่าย และมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อสารเคมีและการกัดกร่อนของน้ำมัน ความเหมือนกันเชิงกลของโพลีเอไมด์คือความเหนียว พวกเขาทั้งหมดมีความแข็งพื้นผิวสูง ความต้านทานแรงดึงที่ดี ทนต่อแรงกระแทกได้ดี ต้านทานความเมื่อยล้า ความต้านทานการพับ และความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียด ความต้านทานแรงดึงและแรงอัดของ PA เปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและการดูดซับความชื้น ดังนั้นน้ำจึงทำหน้าที่เป็นพลาสติไซเซอร์สำหรับ PA เมื่อเติมใยแก้ว ความต้านทานแรงดึงและแรงอัดจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า และความต้านทานต่ออุณหภูมิก็ดีขึ้นตามไปด้วย PA นั้นมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก จึงสามารถทำงานต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องหล่อลื่น

ข้อเสียของ PA ได้แก่ ความต้านทานต่อกรดต่ำ ทนต่อแสงไม่ดี และต้านทานการปนเปื้อนไม่ดี เนื่องจากผลกระทบของการขยายตัวทางความร้อนและการดูดซึมน้ำ ความเสถียรของมิติของชิ้นส่วนจึงไม่ดี โดยมีอัตราการหดตัวที่ 1-2% และควรสังเกตการเปลี่ยนแปลงขนาดเนื่องจากการดูดซับความชื้นหลังการขึ้นรูป อัตราการดูดซึมน้ำสามารถเข้าถึง 100% และสามารถดูดซับได้ถึง 8% เมื่อความชื้นค่อนข้างอิ่มตัว ความหนาของผนังที่เหมาะสมคือ 2-3.5 มม.

ประสิทธิภาพการฉีดขึ้นรูป: เนื่องจากมีกลุ่มเอไมด์ PA (โพลีเอไมด์) จึงมีการดูดซึมน้ำที่แข็งแกร่งและเสถียร ดังนั้นควรทำให้แห้งสนิทก่อนการฉีดขึ้นรูป โดยทั่วไปที่อุณหภูมิ 120°C เป็นเวลา 3-4 ชั่วโมง PA มีความหนืดต่ำและมีอัตราการไหลเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้หัวฉีดน้ำลายไหล ควรใช้หัวฉีดแบบล็อคตัวเองหรือหัวฉีดเฉพาะไนลอน นอกจากนี้ควรคำนึงถึงความแม่นยำของแม่พิมพ์ด้วย

ช่วงการสมัคร: ในด้านยานยนต์ PA ส่วนใหญ่จะนำไปใช้ในการผลิตท่อ (ท่อเบรก, ท่อน้ำมันเชื้อเพลิง), ไส้กรองน้ำมันเชื้อเพลิง, ไส้กรองอากาศ, ไส้กรองน้ำมัน, ท่อปั๊มน้ำ, ใบพัดปั๊มน้ำ, พัดลม, กระปุกน้ำมันเบรก, ถังน้ำมันพวงมาลัยพาวเวอร์, บานเกล็ด , กรอบไฟหน้า และเข็มขัดนิรภัย

2. โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA)

PMMA หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าอะคริลิกหรือเพล็กซิกลาส มีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากภายนอกและมีการส่งผ่านแสงได้ดีเยี่ยม แม้หลังจากเร่งอายุแสงไปแล้ว 240 ชั่วโมง แต่ก็ยังสามารถส่งแสงแดด 92% ได้ และหลังจากผ่านไปสิบปีกลางแจ้ง การส่งผ่านยังคงอยู่ที่ 89% โดยมีแสงอัลตราไวโอเลต 78.5% ทะลุผ่านได้ มีความแข็งแรงเชิงกลค่อนข้างสูง ทนต่อความเย็นได้ ทนต่อการกัดกร่อน คุณสมบัติของฉนวนที่ดี มีความเสถียรของมิติ และขึ้นรูปได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มันค่อนข้างเปราะ ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ได้ง่าย และมีความแข็งพื้นผิวไม่สูง ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วนและเป็นฝอย เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ต้องการความแข็งแรงในระดับหนึ่งในส่วนประกอบโครงสร้างโปร่งใส

ประสิทธิภาพการฉีดขึ้นรูป: PMMA มีอัตราการดูดซับความชื้น 0.3% และจะต้องทำให้แห้งก่อนการฉีดขึ้นรูป โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 80°C เป็นเวลา 2-4 ชั่วโมง ในระหว่างการฉีดขึ้นรูป อุณหภูมิหลอมเหลวควรอยู่ระหว่าง 240-270°C และควรควบคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์ที่ 35-70°C

เนื่องจากคุณสมบัติการส่งผ่านแสงที่ดีเยี่ยม PMMA จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในป้ายไฟส่องสว่างในรถยนต์ หน้าต่างประตูรถยนต์ และฝาครอบหลอดไฟ

3. โพลีออกซีเมทิลีน (POM)

POM หรือที่รู้จักกันทั่วไปในชื่ออะซีตัลหรือโพลีอะซีตัลและมีชื่อทางการค้าว่า Delrin มีคุณลักษณะเด่นคือมีความต้านทานแรงดึงสูง ความเหนียวทนต่อแรงกระแทก ความแข็งแกร่ง และความทนทานต่อความเมื่อยล้า มีความต้านทานการคืบคลานที่ดีเยี่ยม ความเสถียรของมิติ การดูดซึมน้ำต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ ซึ่งส่งผลให้มีความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยม แม้ในอุณหภูมิสูงและในน้ำ ก็ยังคงรักษาความแข็งแกร่งไว้ได้อย่างมาก ความทนทานต่อสารเคมีเทียบได้กับโพลีเอไมด์ (PA) แต่มีราคาถูกกว่า โพลีออกซีเมทิลีนทนทานต่อการบิดซ้ำๆ และมีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ สามารถใช้งานได้ยาวนานที่อุณหภูมิตั้งแต่ -40 ถึง 100 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม POM มีข้อเสีย: ไวต่อกรดแก่ ไม่ทนความร้อน และมีเสถียรภาพทางความร้อนต่ำ มีอัตราการหดตัว 2-3.5% โดยมีความหนาของผนังที่เหมาะสม 1.5-2.5 มม.

POM มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน โดยละลายที่ 175°C และสลายตัวที่ 240°C ช่วงอุณหภูมิการประมวลผลโดยทั่วไปแคบ ระหว่าง 190°C ถึง 220°C POM ไม่ดูดซับน้ำ ดังนั้น โดยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องทำให้แห้งก่อนการฉีดขึ้นรูป อย่างไรก็ตาม สำหรับผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง การอบแห้งที่อุณหภูมิ 60°C เป็นเวลา 1-2 ชั่วโมงอาจเป็นประโยชน์ อุณหภูมิไม่ควรสูงเกินไปเพื่อป้องกันการเปลี่ยนสีของผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีเม็ดสี ความต้านทานต่อกรดไม่ดี ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการย้อมด้วยสีย้อมที่เป็นกรด

การใช้งาน: POM ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์เพื่อผลิตอุปกรณ์ตกแต่งช่องเก็บของบนแดชบอร์ด วาล์วต่างๆ (เช่น วาล์วระบายน้ำ วาล์วเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น) ใบพัดต่างๆ (ใบพัดปั๊มน้ำ เครื่องเป่าลมร้อน ล้อปั้มน้ำมัน ฯลฯ) เกียร์ขนาดเล็ก ในสวิตช์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่างๆ ที่จับต่างๆ หมุดประตู และอื่นๆ

4. โพลีคาร์บอเนต (พีซี)

พีซีมีความทนทานต่อแรงกระแทกและความต้านทานการคืบคลานที่โดดเด่น ทนความร้อนได้ดีและทนความเย็นได้ดีเยี่ยม โดยมีอุณหภูมิเปราะถึง -100°C ความแข็งแรงดัดงอเทียบเคียงได้กับไนลอน และมีอัตราการยืดตัวและโมดูลัสยืดหยุ่นสูงกว่า แม้ว่าความแข็งแรงเมื่อยล้าจะน้อยกว่าไนลอน 66 พีซีมีอัตราการดูดซึมน้ำต่ำ การหดตัวต่ำ และความเสถียรของมิติที่ดี ความต้านทานต่อการสึกหรอเทียบได้กับไนลอน และมีความต้านทานการกัดกร่อนในระดับหนึ่ง แต่ต้องมีเงื่อนไขการขึ้นรูปสูง พีซีมีความทนทานต่อสภาพอากาศที่ดีและสามารถใช้งานได้ในระยะยาวที่อุณหภูมิสูงกว่าและภาระงานสูง แต่ไม่ควรใช้ในสภาวะความร้อนชื้น เนื่องจากความต้านทานตัวทำละลายต่ำและไวต่อการแตกร้าวจากความเครียดและความแข็งแรงเมื่อยล้าต่ำ อัตราการหดตัวคือ 0.5-0.7% และความหนาของผนังที่เหมาะสมคือ 2-3.5 มม. การเติมใยแก้วลงในพีซีสามารถปรับปรุงอัตราการหดตัว ความแข็งแรงทางกล และความต้านทานต่ออุณหภูมิได้ ที่อุณหภูมิประมาณ 100°C ความแข็งแกร่งจะเพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานในระยะยาว และการหลอมสามารถปรับปรุงความเครียดภายในได้

พีซีมีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน โดยหลอมละลายที่ 220°C และสลายตัวที่ 350°C อุณหภูมิการประมวลผลทั่วไปอยู่ระหว่าง 250°C ถึง 320°C พีซีมีคุณสมบัติดูดความชื้น และความชื้นแม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดการสลายตัวที่อุณหภูมิสูงได้ ดังนั้นจึงต้องทำให้แห้งก่อนการฉีดขึ้นรูป อุณหภูมิในการอบแห้งสามารถตั้งไว้ที่ 120°C เป็นเวลา 4-5 ชั่วโมง วัสดุ PC มีความหนืดหลอมละลายสูง ซึ่งต้องใช้แรงดันสูงในระหว่างการฉีดขึ้นรูป หากสภาวะเอื้ออำนวย สามารถใช้ตัวควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิแม่พิมพ์ในระหว่างการประมวลผล เพื่อลดความเครียดที่ตกค้างในผลิตภัณฑ์ อัตราการหดตัวของพีซีไม่ขึ้นอยู่กับสภาวะการประมวลผลและความหนาของผนังผลิตภัณฑ์ อัตราการหดตัวตามยาวและตามขวางค่อนข้างใกล้เคียงกัน ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูงได้ อัตราการหดตัวของมันคือ 0.5%

สารประกอบสังเคราะห์หลัก PC-ABS เป็นส่วนผสมระหว่าง PC และ ABS ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบเม็ดหลังจากการผสม หากวัสดุทั้งสองผสมกันและฉีดขึ้นรูปโดยตรง ผลลัพธ์ที่ได้จะออกมาไม่ดีและเกิดการหลุดร่อน ข้อดีของพีซีคือความแข็งแกร่งและความเหนียว แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากความเครียดและมีความหนืดสูง ข้อดีของ ABS คือการไหลที่ดี แต่มีความแข็งผิวต่ำ วัสดุผสม PC-ABS ยังคงข้อดีของทั้งสองอย่างไว้ มีความแข็งพื้นผิว ความแข็งแกร่ง และความเหนียวสูงกว่า รวมถึงความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเค้นสูงกว่า คุณสมบัติทางกลของมันอยู่ตรงกลางระหว่างวัสดุทั้งสอง

ในด้านยานยนต์ ส่วนใหญ่จะใช้ PC ในการผลิตฝาครอบหลอดไฟ การ์ดบังซุ้มล้อด้านซ้ายและขวา ตัวแผงหน้าปัด (PC+ABS) ฝาครอบกรอบอากาศด้านซ้ายและขวา ฝาครอบกรอบอากาศตรงกลาง (PC+ABS) และ เบาะรองกันชนหลัง

แผงหน้าปัดรถ

5. โพลียูรีเทน (PU)

PU ซึ่งขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์โพลีเมอไรเซชันต่างๆ โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นโพลียูรีเทนแบบแข็งและโพลียูรีเทนแบบยืดหยุ่น โพลียูรีเทนชนิดแข็งมีความแข็งแรงสูง ความเหนียวที่ดี ฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม กันซึมที่มีประสิทธิภาพ กระบวนการขึ้นรูปที่เรียบง่าย และมีประสิทธิภาพการผลิตสูง โพลียูรีเทนที่มีความยืดหยุ่นมีความยืดหยุ่นดีเยี่ยม การดูดซับเสียง ทนทานต่อความชรา ทนต่อสารเคมี และคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมมากกว่าวัสดุเช่น PVC มาก การเกิดโพลีเมอไรเซชันของโพลียูรีเทนทำได้สะดวก เนื่องจากไม่เพียงเกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิและความดันปกติเท่านั้น แต่ยังสามารถทำได้ที่ไซต์งานโดยทำให้เกิดฟองทันที หรือผ่านการฉีดพ่น การซ่อมแซม และวิธีการก่อสร้างอื่นๆ

พลาสติกโพลียูรีเทนโฟมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตกแต่งภายในรถยนต์และส่วนประกอบที่ดูดซับแรงสั่นสะเทือน เช่น วัสดุเคลือบ แผ่นพลาสติกโพลียูรีเทนแข็ง โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ วัสดุโฟมนุ่มเบาะ ชิ้นส่วนตกแต่ง หนังสังเคราะห์สำหรับโซฟา และอุปกรณ์ตกแต่งหลังคารถยนต์ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดคือวัสดุโฟมโพลียูรีเทนชนิดอ่อนและแข็ง ซึ่งให้การแยกการสั่นสะเทือน ฉนวนกันเสียง การลดเสียงรบกวน และฉนวนกันความร้อน นอกจากนี้ PU ยังสามารถนำไปทำเป็นสารเคลือบโพลียูรีเทนในยานยนต์ กาว สารเคลือบหลุมร่องฟัน ฯลฯ ส่วนประกอบ PU สำหรับยานยนต์ ได้แก่ แผงหน้าปัด กระจกมองหลัง กันชน เบาะรองนั่ง พนักพิงศีรษะ พวงมาลัย แผ่นรองรับการสั่นสะเทือนของแผงหน้าปัด อุปกรณ์ตกแต่งเสา แผงบุหลังคาด้านหน้า กรอบหน้าต่าง เพดาน และตกแต่งกรอบข้าง แผงประตู ที่บังแดด และตกแต่งกรอบท้ายรถ

6. พลาสติกพิเศษ: พลาสติกเสริมใยแก้ว

พลาสติกเสริมใยแก้วเป็นวัสดุที่มีเส้นใยแก้วและสารเติมแต่งอื่น ๆ รวมอยู่ในพลาสติกฐาน จึงขยายขอบเขตการใช้งานสำหรับวัสดุ โดยทั่วไปแล้ว วัสดุเสริมใยแก้วส่วนใหญ่จะใช้ในชิ้นส่วนโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ และถือเป็นวัสดุทางวิศวกรรมโครงสร้าง เช่น PP, ABS, PA66, PA6, PC