Materiaalkeuze kunststof producten: eigenschappen en duurzaamheid
Hoe kies je de juiste kunststof voor jouw product? Door de grote hoeveelheid kunststoffen is dit soms een grote uitdaging. Het productontwerp en de bijbehorende technische eisen zijn in eerste instantie bepalend maar duurzaamheid wordt voor producteigenaren ook steeds belangrijker. In dit artikel gaan we dieper in op de materiaalkeuze van kunststof producten en hoe opdrachtgevers van Injection Point al in de maakbaarheidsfase en het procesontwerp winst halen uit ons advies over materialen.
De grote verscheidenheid aan kunststoffen biedt enorme kansen en mogelijkheden voor producteigenaren. De kunststof keuze is een belangrijk stap tijdens de productontwikkeling én wordt bepaald door essentiële producteigenschappen. In 80% van de gevallen wordt de keuze voor een kunststof gemaakt op basis van ervaring. In enkele gevallen zijn bepaalde technische aspecten zo specifiek dat er meer onderzoek – en onderbouwing – noodzakelijk is. In dat geval doorlopen we een geleidelijk proces waarin we, samen met de producteigenaar, stapsgewijs bepalen wat de optimale kunststof is voor het product.
Materiaalkeuze kunststof: Amorf of kristallijn
Tijdens dat proces neemt een producteigenaar geleidelijk beslissingen die leiden tot de definitieve materiaalkeuze. . Maar er is één keuze die later in het proces lastig te wijzigen is, deze draait om de molecuulstructuur van de gekozen kunststof.
Grofweg kunnen we kunststoffen namelijk indelen in twee groepen: amorfe en kristallijne kunststoffen. Het verschil tussen beiden is wat technisch maar belangrijk voor het spuitgietproces is onder andere dat kristallijne kunststoffen meer krimpen dan amorfe kunststoffen. Het verschil is dermate groot dat de maatvoering in de matrijs een aanpassing onmogelijk maakt. De keuze voor een amorfe of kristallijn kunststof kan daarom later niet worden bijgesteld. Door producenten te informeren over de gevolgen van deze keuze voor zowel de productie als het eindproduct helpen we hen de juiste keuze maken.
Eisen en eigenschappen kunststof startpunt voor materiaalkeuze
De uiteindelijke keuze voor een specifieke kunststof kent een aantal te nemen afslagen. Het productontwerp en de technische eisen zijn hierbij vaak bepalend. Is er een bepaalde gewenste stijfheid, slijtvastheid of slagbestendigheid bijvoorbeeld? Wat zijn de esthetische eisen? Tijdens de ontwerpfase denken wij mee met onze opdrachtgevers over de eisen, mogelijkheden en wensen en komen we samen op de juiste oplossing. Uiteindelijk leggen we de benodigde samenstelling en de gekozen kunststof vast.
Kunststof families en voorbeelden van toepassing
Kunststof voor spuitgieten: ABS/ASA
ABS/ASA – Is een lichte maar harde, slag- en krasvaste polymeer. ABS wordt vaak ingezet voor behuizingen. Denk maar aan stofzuigers, televisiekasten, boormachines en huishoudelijke apparatuur. ASA is UV-bestendig en zie je daarom meer in buitentoepassingen zoals de buitenspiegels van je auto.
Kunststof voor spuitgieten: Nylon – PA (6/6.6/4.6/6.10/11/12)
PA (6/6.6/4.6/6.10/11/12) ofwel nylon – Is een zeer stijf en rigide materiaal, slijtvast en chemisch- en hittebestendig. PA vind je terug in bevestigingsmiddelen, tiewraps, spoelkokers en plissé-deuren. Vaak worden nylons gecombineerd met glasvezel waardoor de kunststof nog sterker wordt en kan dienen als vervanging van metaaldelen.
Kunststof voor spuitgieten: POM
POM – Deze kunststof kenmerkt zich door een combinatie van sterkte, stijfheid en maatvastheid. Bovendien is deze engineering plastic het meest slijtvast van alle kunststoffen. Je vindt het materiaal dan ook vaak terug in tandwielen, schakelkettingen en transportsystemen.
Meer weten over duurzaam spuitgieten bij Injection Point?
Download ons whitepaper. Hierin nemen we je mee in onze wereld van spuitgieten, van productontwerp tot serieproductie en van duurzame keuzes in het productieproces tot onze eigen duurzame keuzes.
Kunststof voor spuitgieten: TPE/TPU/TPC
TPE/TPU/TPC – Deze kunststoffamilie behoort tot de thermoplastiche elastomeren en bevatten rubberachtige eigenschappen. Dit betekent dat deze materialen het vermogen hebben om na belasting terug te keren in hun oorspronkelijke vorm omdat ze geheugen hebben. Je vind deze dan ook veel terug bij schokabsorberende onderdelen, afdichtingen en membranen.
Kunststof voor spuitgieten: PC/PMMA
PC/PMMA – Deze kunststoffen zijn transparante materialen en kenmerken zich door hun enorme stijfheid, hardheid en sterkte. PC kan enorm goed tegen hitte en is slechter brandbaar, waar PMMA weer krasvaster is en lichtgeleidend. Je komt deze oa. tegen in lenzen, veiligheidsbrillen, dvd’s, spatschermen, geluidschermen en LEDgeleiders.
Duurzaamheid kunststof
De toepassing van kunststof heeft zich de afgelopen decennia steeds verder ontwikkeld. Inmiddels zijn er een scala aan kunststoffen te verkrijgen, die allemaal ergens in kunnen voorzien. Hierdoor zijn kunststoffen steeds breder inzetbaar en vervangen in meerdere markten bijvoorbeeld metalen onderdelen of constructies. Samengestelde kunststof onderdelen zijn voor veel producteigenaren dé weg naar een onderscheidend product. Door soorten kunststof te combineren komen zij namelijk betrekkelijk gemakkelijk op het product met exact de juiste eigenschappen.
Tegelijkertijd wordt duurzaamheid, in de breedste zin van het woord, voor veel producteigenaren steeds belangrijker. En daar zit meteen een spanning. De combinatie van meerdere soorten kunststoffen tot één product is namelijk moeilijk recyclebaar. Hoe zorgen fabrikanten ervoor dat hun product niet alleen technisch voldoet maar daarnaast ook hergebruikt kan worden als zij aan het eind van haar levensduur is? Daar waar we een decennia terug gefocust waren op het ontwerpen van zoveel mogelijk volledig geïntegreerde eindproducten zien we deze trend nu omslaan naar de inzet van demontabele onderdelen ten behoeve van de circulaire economie.
Mono materiaal spuitgieten
Een zogenaamd mono materiaal bestaat uit één soort kunststof en is dé manier om het gebruik van kunststof verder te verduurzamen. Door de diversiteit van kunststoffen terug te brengen wordt het recycleren van materialen makkelijker:
“Mono materialen en het gebruik van recyclaat zijn de manieren om de productie en het gebruik van nieuwe kunststof producten verder te verduurzamen. Vanuit deze gedachten stimuleren we dit bij Injection Point zoveel mogelijk. We stellen onszelf de vraag: hoe zorgen we ervoor dat dit product wél recyclebaar is? Of kunnen we dit product uit recyclaat maken? Met onze technische kennis en ervaring tonen we aan dat het vaak goed mogelijk is om een product te maken dat wél aan deze voorwaarden voldoet.”
De uitdaging voor het inzetten van recyclaat is de beperkte beschikbaarheid van wetenschappelijk bewijs voor de toepassing en levensloop van producten uit gerecyclede materialen. Daar waar we bij de ‘nieuwe’ kunststoffen een hele databank hebben aan technische gedragingen van het materiaal, ontbreekt dit bij gerecyclede materialen.
Uit de praktijk blijkt gelukkig steeds vaker dat recyclaat uitstekend toegepast kan worden in producten en vaak niet onderdoet voor zogenaamd nieuw, ‘virgin’ materiaal. Wij zijn er zeker van dat wetenschappelijk onderzoek dit met de tijd ook uit zal wijzen.
Meer weten over duurzaam spuitgieten bij Injection Point?
Download ons whitepaper. Hierin nemen we je mee in onze wereld van spuitgieten, van productontwerp tot serieproductie en van duurzame keuzes in het productieproces tot onze eigen duurzame keuzes.
Kennis van kunststof
Vooral in de maakbaarheidsfase en het procesontwerp halen onze klanten voordeel uit de kennis van kunststoffen waarover Injection Point beschikt. Door onze uitgebreide kennis van verschillende soorten kunststof weten we hoe materialen reageren op het spuitgietproces. Waar de klant nadenkt over de eigenschappen van zijn of haar product denken wij ook na over de verwerking van het materiaal en wat dit betekent voor zowel het productieproces als het eindproduct.
“Wanneer het écht om hele specifieke materialen of vraagstukken gaat en we nog niet exact weten hoe het materiaal zal reageren, betrekken we onze kunststof leveranciers bij het proces zodat we zoveel mogelijk kennis verzamelen voordat we gaan spuitgieten. Toch zijn er ook producten waarbij we verschillende materialen testen om te zien hoe het reageert. In dat geval is de matrijs altijd leidend. Wanneer de matrijs gereed is spuitgieten we met verschillende materialen en kijken we welke het beste voldoet.” – Cristel Rijnen, Directeur Injection Point
Duurzaamheid voorop in kunststof
Soms gaat het ook andersom en is juist het materiaal leidend. In producten waar duurzaamheid voorop staat zien we dit vaker, bijvoorbeeld in de Rockeees die Injection Point maakt voor Apollo 11 in samenwerking met Coolrec. De Rockeees worden volledig geproduceerd uit kunststof van gerecyclede koelkasten.
“Normaal gesproken kiezen we de juiste kunststof voor een product. Maar bij Rockeees ging dat andersom, we moesten het product maken van het gerecyclede granulaat van Coolrec. Zij waren in staat om een constante, hoge kwaliteit granulaat te leveren maar we hebben daar wel het productontwerp op aan moeten passen.
Na heel wat testsessies hebben we uiteindelijk de juiste balans tussen de stijfheid, gewicht en oppervlakte gevonden en konden we tot productie overgaan. De uit 100% gerecycled HIPS granulaat gemaakte ROCKEEES zijn een feit en we zijn met dit project zelfs genomineerd voor de Plastics Recycling Awards Europe 2021.”
Meer weten over de mogelijkheden van spuitgieten? Injection Point vertelt jou graag meer over de kansen en belangrijkste afwegingen zodat jullie snel tot een goede keuze komt. Onze ervaring met talloze producten en componenten maakt dat we snel tot de kern komen en toegevoegde waarde leveren. Je zit meteen met de juiste mensen aan tafel en dat zorgt ervoor dat we meteen stappen zetten.
Neem contact op via 013-5134593 of [email protected] voor een (online) kennismaking!
