مادة ABS مقابل البولي كربونات: الخصائص والفوائد والتطبيقات

مادة ABS مقابل البولي كربونات

يعتبر كل من ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين) والبولي كربونات (PC) من المواد البلاستيكية الهندسية الهامة، لكنهما يختلفان في الخصائص والفوائد والتطبيقات. يتميز البولي كربونات بمقاومة أعلى للصدمات والعوامل الجوية عند معالجته بالأشعة فوق البنفسجية، كما أنه شفاف بطبيعته. أما مادة ABS فهي معتمة وقابلة لإعادة التدوير، وتناسب المشاريع ذات الميزانية المحدودة. 

تختلف أيضًا طرق معالجة وتصنيع الأجزاء لكلا النوعين من البلاستيك. فبينما يُصنع بلاستيك ABS من خلال البلمرة الشاملة والاستحلاب، يُنتج بلاستيك PC من خلال البلمرة البينية. للحصول على تفاصيل حول خدمة تصنيع ABS ولمزيد من المعلومات، تابع قراءة هذا الدليل، الذي سيوفر تمييزًا واضحًا بين مادة ABS وبوليمرات البولي كربونات الحرارية.

 

ما هو بلاستيك ABS؟

يُعدّ بلاستيك ABS اختصارًا لاسم معقد هو أكريلونيتريل بوتادين ستايرين. هذا الاسم مشتق من المونومرات الثلاثة، وهي الأكريلونيتريل والبوتادين والستايرين، التي تتحد معًا لإنتاج مادة مميزة. 

لكل من هذه المونومرات مساهمة فريدة في بلاستيك ABS. يوفر الأكريلونيتريل القوة والمقاومة الكيميائية، ويضيف البيوتادين مقاومة للصدمات والمرونة، بينما يعزز الستايرين قابلية التصنيع والمظهر الجمالي.

 

ما هي مادة ABS؟ 

مادة ABS هي بوليمر لدن بالحرارة، لذا فهي تتحول إلى مادة لدنة عند تسخينها وتتصلب عند تبريدها. وهي مادة بلاستيكية فريدة من نوعها لأنها قابلة للتشكيل في درجات حرارة عالية والتصلب في درجات حرارة منخفضة مع الحفاظ على سلامتها. 

تتميز هذه المادة البلاستيكية بقدرة فائقة على التشكيل والقولبة، ما يسمح بتصنيعها إلى أي جزء تقريباً. وقد ساهمت هذه الخاصية في استخدامها على نطاق واسع في صناعة النماذج الأولية.

أجزاء ABS

هل مادة ABS بلاستيك قوي؟ 

نعم، مادة ABS بلاستيك قوي ذو مقاومة شد تتراوح بين 45 و60 ميجا باسكال. وهذا ما يجعلها بلاستيكًا إنشائيًا. ويمكن استخدامها في تصنيع الأقواس والتروس والمكونات الحاملة للأحمال. 

يمكنك استخدام بلاستيك ABS بسهولة في قطع غيار السيارات والأجهزة الطبية والإلكترونيات والألعاب. 

كيفية صنع بلاستيك ABS 

تتضمن عملية تصنيع بلاستيك ABS ربط المونومرات الثلاثة لتشكيل مادة لدنة حرارية متجانسة. وأكثر عمليتين شيوعًا في هذا الصدد هما البلمرة الكتلية والاستحلاب. تتميز عملية البلمرة الجماعية بخطوات أقل، لكنها لا تستطيع مطابقة النتائج التفصيلية للمستحلب من حيث خصائص المواد وحجم الجسيمات. 

معالجة مادة ABS للأجزاء

تُعالج مادة ABS عادةً باستخدام الطرق التالية؛

1. ABS التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
2. طباعة ABS ثلاثية الأبعاد
3. صب حقن ABS

ABS التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

تُعدّ المعالجة باستخدام الحاسوب (CNC) طريقة شائعة لتصنيع مادة ABS وأنواع أخرى من البلاستيك. تتحكم برامج الحاسوب في الآلات التي تُشكّل البلاستيك الحراري. تشمل الآلات الشائعة الاستخدام مخرطة CNC، ومثقاب CNC، وآلة التفريز CNC، وجهاز التوجيه CNC. 

قطعة من مادة ABS مصنعة باستخدام تقنية CNC

مزايا تصنيع ABS CNC 

• متانة عالية للأجزاء
• عملية عالية الدقة
• أسرع - النماذج الأولية والإنتاج الضخم
• متفوقة سطح الانتهاء
• الأجزاء المعقدة 
• فعاله من حيث التكلفه 

قيود التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لأنظمة ABS

• يميل إلى إهدار كمية أكبر نسبياً من المواد 
• ارتفاع التكلفة الأولية للمعدات 

طباعة ABS ثلاثية الأبعاد

تُعدّ الطباعة ثلاثية الأبعاد طريقةً أخرى لمعالجة مادة ABS. في الواقع، تُعتبر هذه المادة فعّالة للغاية في الطباعة ثلاثية الأبعاد نظرًا لقوتها وقابليتها للتشكيل. وتُهيمن طابعات FDM وFFM على السوق. يُسخّن خيط ABS أولاً لإذابته، ثم يُرسب على منصة الطباعة لإنتاج الجزء ثلاثي الأبعاد. تتم هذه العملية بدقة متناهية، حيث تُرسب المادة طبقة تلو الأخرى. 

مزايا الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مادة ABS

• خواص ميكانيكية فائقة 
• فعاله من حيث التكلفه
• سطح أكثر سلاسة 

قيود الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مادة ABS

• الآلات المتطورة مطلوبة 
• احتمالية التجعّد والتشقّق
• قابلية التشوه 
• رائحة سيئة 

صب حقن ABS

تتضمن عملية قولبة حقن مادة ABS وضع حبيبات راتنج ABS في قادوس. ثم تُصهر الحبيبات بالضغط. بعد ذلك، تُحقن الحبيبات المذابة في القالب. ثم يُخرج الجزء المبرد والمتصلب من القالب. 

مزايا صب حقن ABS 

• أقل من النفايات
• مكونات أكبر 
• انخفاض تكلفة العمالة – ​​الأتمتة ممكنة 
• أجزاء متعددة الميزات

قيود قولبة حقن مادة ABS

• خطر اشتعال/احتراق المواد
• أدوات باهظة الثمن 
• استثمار أولي مرتفع 

فوائد بلاستيك ABS 

يوفر نظام ABS المزايا التالية؛

1. سهولة المعالجة
2. وأثر المقاومة 
3. الاستقرار الأبعاد 
4. جودة سطح التشطيب 

إن التوازن بين هذه الصفات هو السبب في أن العديد من الشركات المصنعة تحدد هذه المادة لأجزاء في صناعات السيارات والسلع الاستهلاكية والإلكترونيات، من بين صناعات أخرى. 

حدود نظام ABS

عند تحديد هذه المادة للأجزاء، ضع في اعتبارك القيود التالية.

1. عدم استقرار الأشعة فوق البنفسجية 
2. مقاومة للحرارة تصل إلى 80 درجة مئوية فقط
3. رد فعل تجاه بعض المواد الكيميائية والمذيبات

هذه القيود تجعل بلاستيك ABS غير مناسب للتطبيقات الخارجية والبيئات الكيميائية. 

هل مادة ABS آمنة؟

يُعتبر بلاستيك ABS مادةً مناسبةً عمومًا للمنتجات الغذائية، وهو حاصل على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للاستخدام في المنتجات الاستهلاكية. مع ذلك، يجب أن يكون تركيبه صحيحًا، أي خاليًا من أي إضافات أو ملونات ضارة قد تُلوّث الطعام. 

معدات مصنوعة من مادة ABS الغذائية

مع ذلك، تُعدّ انبعاثات الستايرين مصدر قلق في مرحلة التصنيع. ويمكن للتهوية الفعّالة أن تُقلّل من هذه المشكلة وما يرتبط بها من أمراض تنفسية. 

ما هي استخدامات بلاستيك ABS؟

ABS البلاستيك يُستخدم في مجموعة واسعة من الصناعات، بما في ذلك السيارات والإلكترونيات والأجهزة المنزلية وأنظمة السباكة. وهو يجمع بين سهولة التصنيع والفعالية من حيث التكلفة ومقاومة الصدمات. 

هذه أمثلة على التطبيقات التي تتطلب أجزاء متينة وموثوقة بتكلفة معقولة. 

قطع غيار السيارات

تُعدّ مقاومة بلاستيك ABS للعوامل الجوية والصدمات من العوامل الأساسية في صناعة السيارات. وتشمل الأجزاء المصنوعة من هذه المادة الأجزاء الداخلية، وقضبان المصد، وألواح الأبواب. 

نظام منع انغلاق المكابح (ABS) في مقصورة السيارة

الإلكترونيات وشاشات العرض الرقمية 

تُصنع الطابعات وشاشات الكمبيوتر ولوحات مفاتيح الكمبيوتر باستخدام هذا البلاستيك المتين والقوي. 

الأجهزة المنزلية

من أهم الأسباب التي تجعل ألواح البلاستيك ABS مثالية للأجهزة المنزلية متانتها العالية. ومن أمثلة هذه الأجهزة: أدوات المطبخ، والمحامص، والمكانس الكهربائية. 

أنظمة السباكة

يفضل البناؤون والسباكون استخدام مادة ABS لما تتميز به من خفة الوزن والمتانة ومقاومة درجات الحرارة والقوة. وعادةً ما تكون هذه الأنابيب سوداء اللون لامتصاص الحرارة والاحتفاظ بها. 

أنابيب بلاستيكية من مادة ABS

ما هو البولي كربونات؟

البولي كربونات بوليمر لدن حراري مشهور بمقاومته الفائقة للصدمات، كما يتميز بشفافية بصرية ممتازة. يعود تاريخ هذا البلاستيك إلى خمسينيات القرن الماضي، ويعزى تسويقه إلى شركتي باير وجنرال إلكتريك. 

يُستخدم البولي كربونات في تطبيقات تتطلب مزيجًا من المتانة والشفافية البصرية. على سبيل المثال، يُستخدم في صناعة الزجاج المضاد للرصاص، حيث تُعتبر نفاذية الضوء ومقاومة الصدمات من الأولويات. 

خصائص مادة الكمبيوتر

تم تصميم الخصائص الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية لمادة البولي كربونات لتوفير الاستقرار الأبعاد والصلابة والمتانة والشفافية. إن انخفاض امتصاص الرطوبة والعزل الكهربائي الفائق يؤكدان بشكل أكبر على المكانة المتميزة لهذا البلاستيك الحراري. 

كيف يتم تصنيع البولي كربونات

تُعرف الطريقة الأكثر شيوعًا لتصنيع البولي كربونات باسم البلمرة البينية، وهي عبارة عن تفاعل الفوسجين مع ثنائي الفينول أ (BPA). تشمل خطوات هذه العملية خلط المكونات، والبلمرة، والبثق، والتبريد، والتقطيع، ومراقبة جودة الخصائص الأساسية لمادة البولي كربونات.

تفاصيل الخطوات موضحة كالتالي:

• خلط المكونات

المكونات – ثنائي الفينول أ، والفوسجين، وهيدروكسيد الصوديوم – مختلطة

• التبلمر

يحفز هذا المزيج تفاعلاً كيميائياً. تتشكل سلاسل طويلة من بوليمر البولي كربونات.

• مصنع إنتاج القطاعات 

تُستخدم تقنية الإنتاج بالبثق لتشكيل حبيبات أو مقاطع أو صفائح من البلاستيك. 

• التبريد والقطع 

بعد التبريد السريع، يتم تقطيع المنتج إلى الأبعاد والأشكال المطلوبة. 

• ضبط الجودة 

يتم فحص المنتج النهائي للتأكد من خصائصه الأساسية، بما في ذلك دقة الأبعاد والسمك ومقاومة الصدمات. 

طرق معالجة أجزاء البولي كربونات

تُصنّع مادة البولي كربونات عادةً باستخدام تقنيات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC)، والبثق، والقولبة بالحقن، والتشكيل الحراري. ويعتمد اختيار أي من هذه العمليات على عوامل مثل شكل القطعة وعددها. 

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

التصنيع باستخدام الحاسوب تُعدّ هذه الطريقة فعّالة في تصنيع أجزاء الحاسوب الشخصي الدقيقة والمعقدة. وهي مناسبة لكلٍّ من النماذج الأولية المخصصة والإنتاج بكميات كبيرة، إذ توفر دقةً فائقة ونتائج قابلة للتكرار. ويمكن تحقيق دقة تصل إلى ±0.025 مم باستخدام آلات متطورة، وأدوات قطع حادة، ونظام تبريد فعّال، وسرعات قطع معتدلة. 

مصنع إنتاج القطاعات

سحب ورق البولي كربونات

تُعدّ عملية البثق طريقة شائعة لإنتاج ألواح وقضبان وأنابيب البولي كربونات. وتُستخدم في تصنيع أجزاء شائعة مثل ألواح التزجيج، وعزل الكابلات، وموجهات الضوء. ويمكن تصنيع أي شيء ذي مقطع عرضي متصل مصنوع من البولي كربونات بهذه الطريقة. 

حقن صب

تتضمن هذه العملية حقن حبيبات البولي كربونات المنصهرة في قالب باستخدام ضغط ودرجة حرارة عاليتين. وهذا يسمح بتشكيل اللدائن الحرارية غير المتبلورة إلى أي شكل تقريبًا. تشمل تقنيات قولبة الحقن الأساسية المستخدمة قولبة الحقن بمساعدة الماء، والتسخين والتبريد السريع (RH&C)، والقولبة بالحقن الزائد/القولبة بالإدخال، والقولبة بالضغط. 

بالحرارة

تتضمن عملية التشكيل الحراري تغيير شكل وبنية لوح البولي كربونات. يُسخّن اللوح أولاً، ثم يُضغط في قالب. وعادةً ما يتم التسخين عند درجة حرارة أقل من درجة انصهاره. 

البولي كربونات المُشكّل حرارياً

مزايا البولي كربونات

تُعتبر قطع البولي كربونات ذات قيمة عالية للأسباب التالية؛

• الوضوح البصري 
• يمكن تعقيمها 
• خفيف الوزن 
• استقرار عالي الأبعاد 
• مقاومة مذهلة للصدمات 
• مقاوم للحرارة 

محددات البولي كربونات

تشمل القيود الرئيسية لهذا البلاستيك ما يلي:

• عرضة للتلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية إذا تعرضت لها لفترة طويلة
• الخدش 
• تكلفة أعلى نسبيًا
• قابلية التأثر بالمواد الكيميائية (القلوية والمذيبة) 

تطبيقات البولي كربونات

تُستخدم أجزاء البولي كربونات في قطاعات السيارات، والأجهزة الإلكترونية، والزجاج المضاد للرصاص، والبيوت الزجاجية، وحواجز الآلات الصناعية. وفيما يلي التفاصيل:

سيارات – صناديق البطاريات (للمركبات الكهربائية)، وحدة التحكم المركزية، ناقل الحركة

الأجهزة الإلكترونية – علب، عوازل، أغطية إضاءة، موصلات

نظارات مضادة للرصاص – محطات الوقود، والصيدليات، والبنوك، والمدارس، ومراكز الشرطة، والسفارات، والقواعد العسكرية

زجاج مضاد للرصاص من البولي كربونات

الدفيئات – نفاذية الضوء والمتانة

واقيات الآلات الصناعية – شفاف ومقاوم للصدمات. يفي بمعايير إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA). 

تتطلب هذه التطبيقات وغيرها خصائص مثل مقاومة الصدمات، والاستقرار الأبعاد، والوضوح البصري، ومقاومة الحرارة.

مقارنة بين مادة ABS ومادة البولي كربونات

لنقارن الآن بين مادة ABS ومادة البولي كربونات من حيث الخصائص والتكلفة والتطبيقات. 

الخواص الميكانيكية لمادة ABS والبولي كربونات

الممتلكات	عضلات المعده	PC
قوة الشد (الأم)	31-50	58.6-154
قوة الصدم (إيزود) (كيلوجول/م²)	10-25	60-80
صلابة (روكويل)	صلابة ABS: 68-118	صلابة البولي كربونات: 72-126
استطالة عند الكسر	3-30٪	80-150٪
معامل يونغ - الصلابة (جيجا باسكال)	2.15	2.37
معامل الانحناء (GPa)	2.0-2.8	2.0-2.4

مادة ABS مقابل البولي كربونات: الخصائص الفيزيائية

الممتلكات	عضلات المعده	PC
كثافة	كثافة بلاستيك ABS: 1.05-1.18	كثافة بلاستيك البولي كربونات: 1.18-1.22
نسبة امتصاص الماء (%) - 24 ساعة	0.3	0.15
درجة حرارة تليين فيكات (درجة مئوية)	100	136
درجة حرارة الخدمة المستمرة	80 درجة مئوية	116 درجة مئوية
درجة حرارة الانحراف الحراري (درجة مئوية) – 1.8 ميجا باسكال	93	131
معدل الانكماش (%)	0.4-0.9	0.5-0.7
مؤشر الذوبان (غ/10 دقائق)	10-40	5-30

مقارنة بين مادة ABS والبولي كربونات: مقاومة الأشعة فوق البنفسجية 

يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تُكسر الروابط الكيميائية للبلاستيك، لذا فإن كلاً من ABS و PC ليسا آمنين تمامًا. ومع ذلك، يُظهر PC عمومًا مقاومة أكبر للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، غالبًا ما يُغطي المصنّعون مادة ABS بطبقة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية لتحسين متانتها. 

مادة ABS مقابل البولي كربونات: المقاومة الكيميائية 

تتمتع مادة البولي كربونات (PC) بمقاومة كيميائية أفضل من مادة الأكريلونيتريل بوتادين ستايرين (ABS). قد تكون مادة ABS حساسة لبعض الأحماض والمذيبات والزيوت. ونظرًا لأدائها الأفضل في هذا الجانب، تُستخدم مادة البولي كربونات (PC) على نطاق واسع في البيئات الصناعية. 

مقاومة البولي كربونات للمواد الكيميائية

ABS مقابل البولي كربونات: التطبيقات 

يتداخل كلا النوعين من البلاستيك في العديد من التطبيقات، ولكن هناك سيناريوهات يكون فيها أحدهما مثالياً. 

وهنا بعض الأمثلة؛

سيناريو التطبيق	الخيار الأفضل
مكونات كهربائية أو إلكترونية داخلية	ABS البلاستيك
أجزاء معرضة للأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية والحرارة	بلاستيك بولى كربونات
مكونات منخفضة التكلفة ومنخفضة التأثير	ABS البلاستيك
الأمان والمتانة	بلاستيك بولى كربونات
المناطق الصناعية والخارجية	بلاستيك بولى كربونات

مادة ABS مقابل البولي كربونات: الاستدامة

تُعتبر كل من مادتي ABS و PC مستدامتين، لكن مدى ملاءمة هذه الخاصية يعتمد على التطبيق. على سبيل المثال، يتميز البولي كربونات بمقاومة أعلى للحرارة، كما أنه أقل قابلية للاشتعال. لكن عند النظر إلى جانب إعادة التدوير، تبرز صعوبة إعادة تدوير مادة البولي كربونات، فضلاً عن استهلاكها كميات أكبر من الطاقة في عملية التصنيع. 

على النقيض من ذلك، يتميز ABS بسهولة تصنيعه وإعادة تدويره. ولذلك، فإن عنصر الاستدامة فيه أقوى من عنصر الاستدامة في البولي كربونات، على الرغم من أنه يدوم لفترة مماثلة. 

إعادة تدوير بلاستيك ABS

مقارنة بين مادة ABS والبولي كربونات: التكلفة 

على الرغم من أن كلا النوعين من البلاستيك اقتصاديان نسبياً، إلا أن سعر مادة ABS يبلغ نصف سعر البولي كربونات تقريباً. وفي بعض الأحيان، يتم خلط المادتين للحصول على توازن في الخصائص بتكلفة أقل. 

اقترح القراءة:

ABS مقابل البولي بروبيلين 

البولي كربونات مقابل الأكريليك

خاتمة 

عند مقارنة مادة ABS بمادة البولي كربونات، تبرز المزايا الفريدة لكل منهما. وبحسب الاستخدام، تشمل العناصر التي يجب تحليلها بدقة: المتانة، ومقاومة الحرارة، ومقاومة المواد الكيميائية، وسهولة التشكيل، والتكلفة. 

يُعدّ بلاستيك ABS أكثر فعالية من حيث التكلفة ويُتيح تنوعًا أكبر في الألوان. مع ذلك، فهو يفتقر إلى شفافية البولي كربونات ومقاومته للحرارة وقوته. خبراء Boda مستعدون لمساعدتك في عملية الاختيار هذه، وسيقومون بتسليم قطع غيار عالية الجودة. 

اتصل بنا اليوم للحصول على تفاصيل حول نظام منع انغلاق المكابح (ABS) و خدمات تشكيل البولي كربونات.