Сравнительная таблица пластиков — выбор материала по 5 свойствам

Зачем нужно визуальное сравнение пластиков

Когда заказчик меняет металлическую деталь на пластиковую — самый трудный момент это выбор правильной марки. POM, капролон, фторопласт, СВМПЭ и ещё десяток вариантов имеют пересекающиеся характеристики, и различия не всегда очевидны из паспорта. Калькулятор выше показывает 5 ключевых свойств 10 материалов на одной радарной диаграмме: видно сразу, какой пластик «накрывает» нужные требования, а где есть провал. Звёздочкой ★ автоматически отмечается материал-лидер по каждому свойству, поэтому подбор занимает минуту вместо часа листания справочников.

Главный смысл диаграммы — показать **компромисс**. Идеального материала не существует: PEEK самый прочный и термостойкий, но стоит в 30 раз дороже капролона; PTFE лучше всех скользит, но имеет худшую твёрдость; PE-1000 не разбивается даже молотком, но тает при +85°C. Радар наглядно показывает форму этого компромисса — у каждого материала своя «звезда», и задача — выбрать ту форму, которая лучше совпадает с задачей. Если детали нужна твёрдость и термостойкость — берём PEEK или PVDF; если скольжение и химия — фторопласт; если удар и износ — СВМПЭ.

Пять параметров сравнения и почему именно они

Из десятков характеристик пластиков для конструкторских задач критичны пять. Все остальные (модуль упругости, коэффициент линейного расширения, диэлектрическая проницаемость, газопроницаемость) либо коррелируют с этой пятёркой, либо узкоспециальны.

Все значения нормированы по шкале 0–10 для радара, причём шкалы построены логарифмически для параметров с большим разбросом (трение, удар, цена). Это даёт более интуитивную картину: разница между PTFE (μ=0.07) и PEEK (μ=0.35) визуально отражается так же сильно, как разница между ними и поликарбонатом (μ=0.50). Без логарифмической нормировки слабо различающиеся материалы выглядели бы одинаково, а исключительные — занимали бы всю площадь радара.

Профили основных конструкционных пластиков

Ниже — короткие портреты семи самых востребованных в промышленности пластиков с описанием формы их «звезды» на радаре и типичных применений. АО «УРТ» производит детали и изделия из всех перечисленных материалов под индивидуальные заказы.

POM (полиацеталь, Delrin). Самая ровная и компактная «звезда» среди инженерных пластиков. Высокая твёрдость (82 Шор D) при умеренной цене (~420 ₽/кг). Слабое место — низкая ударопрочность. Идеален для высокоточных шестерён, направляющих, корпусов прецизионных механизмов. Применяется там, где нужна стабильность размеров и износостойкость без ударных нагрузок.

PA-6 (капролон). «Универсальный середнячок» — нет ярко выраженных пиков, но и провалов почти нет. Цена/качество лучшие в классе. Главные применения — подшипники скольжения, шкивы, ролики, втулки в общем машиностроении. Ограничения: впитывает воду до 7-9% и теряет точность размеров (для прецизионных задач лучше POM).

PE-1000 (СВМПЭ). Доминирует по ударопрочности (Изод >1000 Дж/м, фактически не разрушается). Высокий балл по скольжению. Но мягкий (Шор D=64) и боится тепла (max +80°C). Применяется для футеровки бункеров, направляющих в пищевой и горнодобывающей промышленности, износостойких пластин.

PTFE (фторопласт-4). Чемпион по скольжению (μ=0.07) и термостойкости (+260°C). Абсолютная химическая инертность. Слабые места: низкая твёрдость (58 Шор D) и высокая ползучесть под нагрузкой. Ниша — прокладки, уплотнения, кольца, лента ФУМ, детали в агрессивных средах.

PVDF. Прочный родственник PTFE — лучше по твёрдости и механике, но проигрывает в скольжении и термостойкости (+150°C). Дорогой (~1900 ₽/кг). Применяется в химической промышленности, где нужны и прочность, и стойкость к кислотам.

PEEK. Топ-материал по совокупности свойств: высокая твёрдость (87 Шор D), термостойкость (+250°C), прочность. Минус один — цена 8000–15000 ₽/кг. Используется в авиации, медицине, ответственных узлах нефтегаза, где замена детали обходится дороже самого материала.

PC (поликарбонат). Самый ударопрочный после СВМПЭ при высокой твёрдости и прозрачности. Используется для защитных кожухов, остекления станков, дисплеев. Не для трения и не для химии (растворяется в ацетоне).

Как читать радарную диаграмму при выборе

Радар-диаграмма даёт быстрый ответ на главный вопрос: «насколько материал универсален?» — это размер «звезды». Большая звезда = универсальный, маленькая = специализированный. Но обычно нужен не универсальный, а **подходящий** под задачу. Поэтому смотрите на лучи в направлении критичных для вас параметров: если деталь работает в воде с пищевыми продуктами, важны лучи «Скольжение» и «Доступность», а температура и удар вторичны. Если это шестерня в редукторе — критичны «Твёрдость» и «Термостойкость».

Сравнение двух-трёх материалов на одной диаграмме позволяет увидеть **компромиссы**. Например, при сравнении POM, PA-6 и PE-1000 для подшипника видно: POM лучше держит точность (твёрдость), PA-6 дешевле, PE-1000 не разрушается при ударах, но боится тепла. В зависимости от приоритета выбирается одно. Если приоритеты неочевидны — кнопка «Подбор материала с инженером» в калькуляторе откроет форму с автоматическим описанием задачи; технолог АО «УРТ» свяжется в течение 15 минут и поможет выбрать оптимальный материал.

Типичные ошибки выбора пластика

За 15 лет работы с заказчиками мы выделили четыре самых частых ошибки при замене металлических деталей на пластиковые.

Ошибка 1. Выбор по «слышал» вместо расчёта. Часто ставят капролон везде, потому что «он универсальный и дешёвый». В результате капролоновая деталь в воде разбухает на 2-3% и заклинивает посадку. Решение — за 30 секунд проверить материал по радару с учётом реальных условий (среда, температура, нагрузка).

Ошибка 2. Перестраховка дорогим материалом. На задачу, где справится PA-6 за 350 ₽/кг, ставят PEEK за 11 000 ₽/кг — «чтобы наверняка». Если деталь весит 2 кг, разница в стоимости — 21 000 ₽ за единицу, причём остальные параметры PEEK (термостойкость, прочность) могут быть избыточны для задачи.

Ошибка 3. Игнорирование химической стойкости. Капролон отлично работает в воде, но мгновенно разрушается в концентрированных кислотах. PE-1000 устойчив к большинству химии, но «боится» окислителей. Перед выбором по радару проверяйте химсовместимость отдельным справочником.

Ошибка 4. Неучёт ползучести (cold flow) под постоянной нагрузкой. Особенно для PTFE и PE-1000 — они «текут» под давлением. Для статических уплотнений и подшипников нужно либо снижать нагрузку, либо переходить на наполненные марки (PTFE+стекло, PTFE+бронза).

Как выбрать материал для конкретной задачи

Сводная таблица ниже — упрощённый алгоритм выбора по типу задачи. Подходит для предварительной оценки; для критичных применений всегда консультируйтесь с инженером.

АО «УРТ» поставляет все перечисленные материалы в виде листов, стержней, прутков, лент и формовых изделий. Минимальный заказ — 1 кг или 1 штука по чертежу. Стандартные позиции (POM, PA-6, PTFE, PE-1000) есть в наличии с отгрузкой в день заявки. Спецматериалы (PEEK, PVDF) — под заказ, срок 2–4 недели в зависимости от типоразмера.

Частые вопросы