Gegossenes vs. extrudiertes PMMA: Was ist der Unterschied zwischen gegossenem und extrudiertem Acryl?

Die Materialeigenschaften zwischen gegossenem und extrudiertem PMMA unterscheiden sich auf molekularer Ebene ausreichend, um in hochspezialisierten Anwendungen einen Unterschied zu machen – aber die überraschende Wahrheit ist, dass in den meisten industriellen Anwendungen die Unterschiede zwischen den beiden PMMA-Typen keine wirkliche Rolle spielen.

Daher hängt die Wahl von PMMA viel stärker von Faktoren wie der Verfügbarkeit ab – insbesondere wenn es um Spezifikationen geht wie:

• Farben
• Dicken
• Bestellmengen
• Liferzeit für nicht vorrätiges Material

Gegossenes PMMA zeichnet sich in der Regel durch verfügbare Farben, geringe Dicken und geringere Volumina aus. Bei nicht vorrätigen Farben und Stärken für gegossenes PMMA sind die Lieferzeiten im Allgemeinen kürzer. Daher ist das Gießen eine flexible Option, bei der der Kunde je nach Bedarf Dicke, Volumen und Farbe auswählen kann. Wenn jedoch die gewünschte Farbe und Dicke als extrudiertes Material leicht verfügbar ist, ist die Wahl der extrudierten Lösung oft kosteneffizienter.

Extrudiertes PMMA ist ein weniger flexibles Herstellungsverfahren als gegossene PMMA-Platten, da die Extrusion von Natur aus ein kontinuierlicher Prozess ist. Dies bedeutet, dass jede Änderung der Dicke oder Farbe viel Ausschussmaterial erzeugt und im Vergleich zur Herstellung von gegossenem PMMA viel Zeit und Energie kostet.

Aus diesem Grund ist die Wahl zwischen extrudiertem und gegossenem PMMA nicht so wichtig wie die oben genannten Überlegungen. Auch wenn extrudiertes PMMA im Allgemeinen als die kosteneffizientere Herstellungslösung gilt, können die oben genannten Faktoren die Wahl von extrudiertem PMMA ausschließen.

PMMA wird durch Polymerisation von Methylmethacrylat-Monomeren zu langen Strängen durch Zellgießen oder einen Reaktorprozess hergestellt.

Die beiden Polymerisationsmethoden verleihen dem fertigen PMMA unterschiedliche mechanische Eigenschaften:

• Gegossenes PMMA wird hergestellt, indem die Monomere mit einem Katalysator in eine flache Form gegeben werden. Das Mittel polymerisiert die Monomere zu Platten mit den gewünschten Abmessungen. Da die polymerisierten PMMA-Stränge extrem lang und zu 100 % amorph organisiert sind, verursacht die PMMA-Folie keine optischen Verzerrungen.
• Extrudiertes PMMA wird hergestellt, indem die Monomere in einem Reaktorsystem polymerisiert und einem Lösungsmittel hinzugefügt werden, in dem die Polymerisation beginnt. Die Polymerstränge werden aus dem Lösungsmittel herausgefiltert und zu Pellets extrudiert, die als Rohstoffe in einem kontinuierlichen Plattenextrusionsprozess oder Spritzgussverfahren verwendet werden. Bei beiden Verfahren werden die Pellets geschmolzen und das Material durch eine Matrize gepresst, wodurch eine Platte oder ein Hohlraum mit der gewünschten Form entsteht. Wenn sich das Material bei diesem Herstellungsprozess verfestigt, werden Spannungen in das Material eingebettet. Diese Spannung ist bei der Untersuchung unter polarisiertem Licht sichtbar, da sie zu einer geringeren Lichtdurchlässigkeit und optischen Verzerrungen führt. Dieser Effekt wird als Doppelbrechung oder Verzögerung bezeichnet.

Bei der Acrylherstellung geht es nicht nur um Gießen oder Extrudieren. Sobald das PMMA gegossen oder extrudiert wurde, können Sie seine mechanischen und optischen Eigenschaften durch Beschichtungen verbessern, die dem PMMA einzigartige Eigenschaften verleihen. Beispiele hierfür sind Beschichtungen, die die Verschleiß-, Reinigungs- und Chemikalienbeständigkeit erhöhen, oder Beschichtungen, die Blendung und Reflexionen reduzieren.

Diese Art der Verarbeitung eignet sich sowohl für gegossenes als auch für extrudiertes PMMA. In vielen Fällen ist das Hinzufügen der richtigen Beschichtung oder einer anderen Behandlung wichtiger als die Wahl zwischen gegossenem und extrudiertem PMMA. Der Grund ist einfach: Während die Materialeigenschaften von gegossenem und extrudiertem PMMA sehr ähnlich sind, kann die richtige Beschichtung die Materialeigenschaften des PMMA in bestimmten Bereichen deutlich verbessern und einen Mehrwert für Ihre Anwendung schaffen.

Bevor Sie sich für einen PMMA-Typ entscheiden, müssen Sie die technischen Anforderungen Ihrer Anwendung kennen, um den effizientesten Weg zur Erfüllung dieser Anforderungen zu wählen.

Hier sind einige Überlegungen, die Sie bei der Auswahl des Grundmaterials anstellen sollten:

• Wenn Sie beim Prototyping eines neuen Geräts oder einer neuen Lösung die Flexibilität benötigen, eine genaue Farbe oder Dicke zu wählen, eine schnelle Lieferung oder eine niedrige Mindestbestellmenge benötigen, ist gegossenes Acryl wahrscheinlich die bessere Option.
• Wenn Sie tatsächlich die oben genannten spezifischen mechanischen Eigenschaften von gegossenem PMMA benötigen, sollten Sie auch gegossenes PMMA in Betracht ziehen.
• Wenn Sie die spezifischen Materialeigenschaften von gegossenem PMMA nicht benötigen, wenn Sie mit großen Produktionsmengen arbeiten und die Produktionskosten ein entscheidender Faktor sind oder wenn Sie keine besonderen Anforderungen an Farbe oder Dicke haben, sollten Sie die Verwendung von extrudiertem PMMA in Betracht ziehen da es im Allgemeinen die kostengünstigste Option ist.
• Sowohl bei gegossenem als auch extrudiertem PMMA sollten Sie die Anwendung einer oder mehrerer Beschichtungen oder anderer spezieller Behandlungen in Betracht ziehen, die die Materialeigenschaften des PMMA verbessern und es Ihrem Gerät oder Ihrer Lösung ermöglichen, die erforderliche Leistung in einem breiteren Spektrum von Betriebsbedingungen zu erbringen – zum Beispiel bei Erhöhung der Kratzfestigkeit.
• Als Randbemerkung: Wenn Ihr Gerät bei höheren Temperaturen arbeitet, müssen Sie einige Überlegungen anstellen. Gegossenes PMMA ist die bessere Option, wenn Ihr Gerät bei Temperaturen von bis zu 85–90 Grad Celsius betrieben wird. Hier kommt es bei gegossenem PMMA zu Materialverformungen, wohingegen die Grenze, bei der extrudiertes PMMA nicht für Anwendungen empfohlen wird, bei 75–80 Grad Celsius liegt.

Wenn Sie eine Anwendung mit zirkular polarisiertem Licht (CPL) haben, ist gegossenes PMMA die bessere Option, da es von Natur aus zu 100 % amorph ist. Wie bereits erwähnt, besteht somit keine Gefahr, dass das CPL durch das Material hin und her optisch verzerrt wird. Extrudiertes Acryl ist für diese Art der Anwendung aufgrund der Verzögerung des Materials ungeeignet. Dadurch wird die CPL beim Durchgang durch das Material verzerrt.

Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie entwickeln einen High-End-Barcodeleser mit integrierter CPL-Beleuchtung für schwer lesbare Informationen, z. B. lasergeätzte Markierungen auf hochglanzpolierten Edelstahlteilen. Die Verzerrungen durch extrudiertes Material verringern die Signalqualität oder das Signal-Rausch-Verhältnis des Scansystems erheblich, so dass gegossenes Acryl die einzig mögliche Option ist.

• Sie sind sich nicht sicher, wie hoch das Signal-Rausch-Verhältnis ist? Dann klicken Sie gleich hier, um unseren Artikel darüber zu lesen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es bei der Wahl zwischen gegossenem und extrudiertem PMMA in den meisten Fällen um Verfügbarkeits- oder Kostenerwägungen und nicht um mechanische oder optische Eigenschaften geht. Es gibt einige Fälle, in denen gegossenes Acryl die einzige Option ist, aber diese Fälle sind definitiv selten.

Bei PSC verfügen wir über jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von PMMA nach den genauen Spezifikationen unserer Kunden, indem wir Gieß- und Extrusionsverfahren anwenden und verschiedene Beschichtungen und andere Spezialbehandlungen anwenden. Wir nutzen diese Erfahrung, um Ihnen eine PMMA-Lösung zu bieten, die genau auf Ihre Anwendung zugeschnitten ist – nicht mehr und nicht weniger.

Kontaktieren Sie uns, um Ihre Anforderungen und Möglichkeiten zu besprechen, egal ob Sie sich auf ein hochspezialisiertes Entwicklungsprojekt oder eine kostensensible und großvolumige Serienproduktion vorbereiten.