剛剛,客戶急匆匆給我一堆照片!向我提出了一個(gè)尖銳的問題:“有沒有耐刮擦比較好的材料?”
原來(lái)年底他參加了客訴復(fù)盤,塑料刮擦問題屢見不鮮,比如這款嶄新的洗衣機(jī)外殼。

塑料苦被刮久矣!看看新聞,質(zhì)量問題十有八九和刮痕有關(guān)。除了家電領(lǐng)域,汽車也是重災(zāi)區(qū),幾乎每月都要內(nèi)外飾的刮擦問題:


某知名網(wǎng)絡(luò)投訴平臺(tái)上,今年關(guān)于刮擦的投訴,高達(dá)1200+以上。

于是,我問他:“刮擦具體要好到什么程度?”
他用力地將指甲在零件表面刮擦,說(shuō):“即使這樣劃,表面也看不出痕跡!”

“這真可以有!”我有點(diǎn)得意地回答道。


刮痕究竟是如何產(chǎn)生的?
不要覺得小編我吹牛。要解決這個(gè)問題,首先我們要把這一簡(jiǎn)單的“指甲刮擦”這個(gè)過(guò)程用放大鏡仔細(xì)看一下:
指甲刮擦可以分成三個(gè)過(guò)程:

?● 第一步:施壓階段
一般人刮擦使用的力為2~10N,食指指甲的半徑一般為0.5cm,厚度為0.5mm。材料受到指甲的壓力,表面發(fā)生了凹陷變形。這一變形是可逆的彈性形變還是不可逆的塑性形變,取決于材料的壓縮屈服強(qiáng)度σy的大小。

當(dāng)材料受到的壓力大于材料壓縮屈服強(qiáng)度時(shí),材料發(fā)生彈性形變的同時(shí)便會(huì)發(fā)生不可恢復(fù)的塑性形變,指甲的力撤銷,樣板表面將留下壓痕。
?● 第二步:滑動(dòng)階段
還沒完,指甲保持對(duì)材料施加的壓力,同時(shí)滑動(dòng)指甲。如示意圖,在這個(gè)過(guò)程中,材料受到了三個(gè)不同的力:
C區(qū)域:如果A區(qū)域壓縮力足夠大,材料發(fā)生變形,并在指甲的刮擦前端
C區(qū)域材料發(fā)生拱起,將產(chǎn)生一個(gè)拉伸力。

A區(qū)域受到的壓縮力,是劃痕深淺、寬度的決定因素。如果材料具有更高的壓縮應(yīng)變硬化性能,則材料的彈性形變占比更高,劃痕的彈性恢復(fù)更多,劃痕的深度和寬度更小。同理,B區(qū)域和C區(qū)域受到了拉伸的力,材料的拉伸強(qiáng)度越高,材料越不容易被拉斷。
● 第三步?肉眼觀察
刮擦結(jié)束,指甲撤離,由人眼進(jìn)行結(jié)果的判定,對(duì)于一個(gè)正常人視力來(lái)說(shuō),在30厘米的觀察距離下,眼睛只能分辨一個(gè)90 μm或300 dpi分辨率的(差異)物體;在一個(gè)背景中,人眼的極限是只能分辨2%以上對(duì)比度的差異。因此,劃痕的嚴(yán)重程度只有超過(guò)這2%人眼極限時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

七大主流材料? 誰(shuí)最耐刮?
好了,根據(jù)以上分析,咱可以把客戶的需求“指甲刮擦不留痕跡”轉(zhuǎn)化為以下技術(shù)語(yǔ)言:
? 刮擦實(shí)驗(yàn)條件:在載荷為?2~10N,刮擦頭為半徑為0.5cm,厚度為0.5mm,表面硬度為H的圓弧片,以10m/min的速度進(jìn)行刮擦測(cè)試;?
??劃痕不能被肉眼可見:劃痕的寬度<90μm,同時(shí)劃痕與樣板表面的分辨率差異<2%。
材料應(yīng)當(dāng)具備以下特征,才能表現(xiàn)出優(yōu)異的刮擦性能:
能辦得到嗎?
我們對(duì)常用外殼選材(ABS、PC、PMMA……)等7大主流材料,用”刮擦實(shí)驗(yàn)”終極PK:
3,2,1……
遺憾的是,在刮擦實(shí)驗(yàn)環(huán)境下(5N),沒有一款材料可以滿足“指甲刮擦”這一苛刻的刮擦要求。幾乎都有肉眼可見的劃痕,只是深淺不一而已。(X越多,說(shuō)明耐刮擦性越差)。

從以上結(jié)果,結(jié)合基材物性,我們可知:
MARK
? PP刮擦性最差:
PP刮擦的刮擦痕跡最為明顯,主要原因是PP最易發(fā)生壓縮屈服,級(jí)別加入礦物填充,材料的拉伸強(qiáng)度提升,可以一定程度改善B區(qū)域斷裂和屈服,但壓縮性能改變不大,因此填充PP的耐刮擦性能也不理想。
??PC劃痕寬,PS表面易裂
PC和PS對(duì)比,PC劃痕寬且深,而且很光滑;而PS的劃痕較窄,但表面裂紋較多。這一鮮明的反差主要原因是,PC具有低的壓縮屈服強(qiáng)度、高的拉伸強(qiáng)度和拉伸韌性;而PS具有更高的壓縮屈服強(qiáng)度,但拉伸韌性太差,導(dǎo)致刮擦過(guò)程中出現(xiàn)了周期性的裂紋。
PA和PBT的劃痕表現(xiàn)與PC類似,但兩個(gè)材料的壓縮屈服強(qiáng)度高于PC,因此劃痕寬度小于PC;
? PMMA的綜合性能最佳:
PMMA的劃痕表現(xiàn)與PS接近,但PMMA具有最高的壓縮屈服強(qiáng)度和比PS更好的拉伸強(qiáng)度和韌性,因此其變現(xiàn)出的劃痕寬度最窄,存在一些微裂紋。

以上分析可見,PMMA雖然抵不過(guò)5N以上的載荷壓力,但是相比較塑料同行,已經(jīng)出類拔萃了,是一塊好苗子!
小編公司錦湖日麗旗下的微創(chuàng)新品牌塑優(yōu)案?提供了一系列的超耐刮解決方案,讓本就有耐刮優(yōu)勢(shì)的PMMA打上了“耐刮 PLUS”補(bǔ)丁!
PMMA NM52是一款超耐刮的低光澤PMMA,真正實(shí)現(xiàn)了“指甲刮擦不受傷”的效果!
具有以下特點(diǎn):

建議應(yīng)用:
①防眩目書桌臺(tái)面;②VR眼鏡外殼;③汽車內(nèi)外飾

如果你對(duì)產(chǎn)品顏值的有更高要求,想擁有PMMA原有的光澤度。也可以試試看PMMA M1700,它是一款超耐刮的高光澤PMMA,具有以下特點(diǎn):

建議應(yīng)用:
①遙控器面板;②汽車立柱板;③鋼琴鍵;④尤克里里裝飾板
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦高分子):塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮?