Technické plasty

Technické plasty (též konstrukční plasty, anglicky engineering plastics) jsou polymery s lepšími mechanickými, tepelnými a chemickými vlastnostmi, než mají běžné (komoditní) plasty jako PE, PP, PS nebo PVC. Používají se tam, kde plastový díl nese zatížení, pracuje v pohybu, za zvýšené teploty nebo v kontaktu s chemikáliemi. Typickými zástupci jsou polyamidy (PA6, PA66, PA12), POM, polykarbonát (PC), PBT a PET, často se sem řadí i ABS a PMMA.

Nad nimi stojí vysoce výkonné plasty, například PEEK, PPS, PEI, PSU nebo PTFE, které dlouhodobě snesou obvykle 150 až 250 °C a mnohé odolávají i agresivním chemikáliím, jsou ale násobně dražší. Běžné technické plasty mají dlouhodobou provozní teplotu řádově 80 až 120 °C.

Podle vnitřní stavby se dělí na amorfní (PC, ABS, PMMA, PEI), které mohou být průhledné, mají malé smrštění a dobrou rozměrovou přesnost, ale jsou citlivější na chemikálie a praskání pod napětím, a semikrystalické (PA, POM, PBT, PEEK), které lépe odolávají chemikáliím a opotřebení a mají dobré kluzné vlastnosti.

Vlastnosti se výrazně mění plnivy. Skelná vlákna (nejčastěji 30 % hmotnostních, označení například PA66-GF30) zvyšují pevnost a tuhost, uhlíková vlákna (CF) tuhost při nižší hmotnosti, PTFE nebo grafit snižují tření. Neplněné technické plasty mají modul pružnosti obvykle 1,5 až 3,5 GPa, s 30 % skelných vláken řádově 6 až 10 GPa, zatímco hliník má kolem 70 GPa a ocel kolem 210 GPa. Ve výrobě se zpracovávají hlavně vstřikováním, v malých sériích obráběním desek a tyčí a pro prototypy i 3D tiskem, například PA12 technologiemi SLS a MJF.

Technický plast zvažte místo kovu tam, kde rozhoduje nízká hmotnost, tichý chod a kluzné vlastnosti bez mazání, elektrická izolace, odolnost proti korozi nebo nízká cena v sérii díky vstřikování: ozubená kola, kluzná ložiska, kladky, skříně přístrojů, držáky, konektory, díly čerpadel nebo potravinářských strojů. Místo běžného plastu ho volte, když díl nese trvalé zatížení nebo pracuje za vyšší teploty.

Výběr začněte od požadavků: provozní teplota včetně krátkodobých špiček, velikost a doba trvání zatížení, požadovaná tuhost, tření a opotřebení, působící chemikálie a čisticí prostředky, UV záření, průhlednost, hořlavost (třída podle UL 94) a případný styk s potravinami. Nejdražší plast nemusí být nejlepší: v mnoha aplikacích místo PEEK obstojí PA66 nebo POM.

Nejčastější chybou je dimenzovat plastový díl podle katalogových hodnot stejně jako kovový. Tyto hodnoty platí pro krátkodobou zkoušku při 23 °C, za vyšší teploty pevnost a tuhost výrazně klesají a pod trvalým zatížením plast pomalu teče (creep). Počítejte s teplotní roztažností, která je u neplněných plastů pětkrát až desetkrát vyšší než u oceli, a u polyamidů s rozměrovými změnami po nasáknutí vlhkosti.

Plniva způsobují anizotropii: díl se skelnými vlákny je ve směru toku taveniny pevnější a méně se smršťuje než napříč, což vede ke kroucení. Ostré vruby a vnitřní rohy bez rádiusu bývají místem lomu. Amorfní plasty mohou praskat po kontaktu s rozpouštědly, lepidly nebo čisticími prostředky. Na výkres proto nepište jen „plast“ nebo „PA“, ale konkrétní typ včetně plniva a barvy (například PA66-GF30, černý) a u prototypu si ověřte, nakolik se jeho materiál a technologie liší od sériového dílu.