АБС автомобиля, устройство и принцип работы.

Сегодня большинство автомобилей на дорогах оборудованы каким-либо типом антиблокировочной системы тормозов. Давайте посмотрим, из чего эта система состоит и как она работает.

Содержание

• Принцип работы АБС
• Устройство АБС автомобиля
• Как работает АБС автомобиля
• Совет от профессионала

Принцип работы АБС

Вначале рассмотрим основной принцип работы системы АБС.

Так как у разных производителей есть свои версии АБС, их спецификации и части могут называться по-разному.

АБС это система, работающая со всеми четырьмя колесами, которая предотвращает их блокировку, автоматически изменяя давление в тормозной системе каждого колеса во время экстренного торможения.

Предотвращая блокировку колес, система, во-первых, позволяет водителя продолжать управлять автомобилем рулем, а во-вторых, может сократить тормозной путь.

Во время обычного торможения системы с АБС и без АБС чувствуются одинаково для водителя.

Во время же экстренного торможения, при работе АБС на педали тормоза можно ощутить пульсацию, которая сопровождается вибрированием педали тормоза и характерным звуком.

Устройство АБС автомобиля

Автомобили с АБС оснащены педальным приводом с двойной тормозной системой.

Основная гидравлическая тормозная система состоит из:

• гидравлического контрольного клапана и электронного блока управления.
• главного тормозного цилиндра
• тормозных трубок и шлангов
• тормозных цилиндров на каждом колесе.

Антиблокировочная система состоит из следующих компонентов:

• гидравлического блока управления
• электронного блока АБС
• передних и задних датчиков антиблокировочной системы.

Как работает АБС автомобиля

Антиблокировочная система работает следующим образом:

При нажатии на педаль тормоза она давит на жидкость в главном тормозном цилиндре и в результате жидкость выдавливается оттуда под давлением.

Из главного тормозного цилиндра жидкость поступает в гидравлический блок управления АБС.

В гидравлическом блоке управления есть 4 выхода, каждый из которых соединен трубкой с тормозным цилиндром на колесе.

На каждом из этих выходов гидравлического блока АБС стоит клапан, который открыт в первоначальном состоянии.

Жидкость под давлением выталкивается из гидравлического блока управления и по трубкам и шлангам поступает в тормозные цилиндры на каждом колесе.

В тормозном цилиндре на колесе создается давление, и жидкость выталкивает поршень, который связан с тормозными колодками.

В результате этого тормозные колодки давят на тормозной диск или барабан. Из-за этого между тормозными колодками и тормозным диском возникает сила трения, и он замедляет свое вращение.

Соответственно свое вращение замедляет и колесо.

В тормозных системах оборудованных АБС на ступице каждого колеса закреплен зубчатый диск и датчик.

При вращении колеса зубья диска проходят возле датчика, который фиксирует это.

Данные от датчика передаются в электронный блок управления.

При очень резком торможении колесо может заблокироваться и датчик по скорости замедления вращения колеса заметит это.

В результате чего электронный блок управления АБС видя, что какое-то колесо заблокировалось, подает сигнал на гидравлический блок управления и перекрывает клапан, подающий тормозную жидкость на это колесо.

Так как давления тормозной жидкости на это колесо снижается, оно перестает тормозить и начинает снова вращаться.

Как только колесо начинает вращаться, клапан на гидравлическом блоке открывается, и давление тормозной жидкости опять передается на тормозную систему этого колеса.

Колесо снова начинает тормозить.

Эти действия повторяются очень быстро и проявляются для водителя в том самом характерном звуке и вибрации педали тормоза при нажатии.

Благодаря этому при торможении колеса не блокируются и машина не идет, как называется юзом.

Ведь при движении юзом машина становится неуправляемой и не реагирует на рулевое управление. АБС же позволяет избежать этого и сохраняет у водителя возможность управления автомобилем.

Например, это поможет объехать препятствие, не отпуская педали тормоза. Существует заблуждение, что автомобили оборудованные системой АБС останавливаются на более коротком расстоянии, чем автомобили без АБС. В реальности это зачастую неправда.

Автомобиль с АБС в большинстве случаев пройдет больший путь до полной остановки, но благодаря тому, что при этом водитель может управлять автомобилем он сможет объехать препятствие, а не просто беспомощно нажимать на педаль тормоза и надеяться, что автомобиль остановится вовремя.

Также система АБС положительно влияет на состояние протектора покрышек. Ведь при отсутствии АБС и при блокировке колеса в торможении покрышка будет тереться об асфальт только одной точкой.

В результате такого торможения покрышка может сильно стереться в одном месте. При работе АБС такого не происходит.

Это описание упрощенного принципа работы системы АБС.

На практике же конструкция тормозной системы и АБС значительно сложнее. Например, тормозная система современного автомобиля имеет как минимум два независимых контура.

Это значит, что передние и задние колеса управляются отдельными трубками из главного тормозного цилиндра.

Это помогает сохранить возможность тормозить автомобилем, даже когда одна из трубок тормозной системы получит повреждение.

Совет от профессионала

АБС у разных производителей может значительно отличаться.

Кроме того эта система может быть очень сложной и требовать для обслуживания и ремонта большого опыта и специальных инструментов. Поэтому неопытному водителю не следует предпринимать попытки самостоятельно починить АБС, а лучше обратиться к специалистам.

АБС, антиблокировочная система для грузовика

Система АБС на грузовике — комплекс устройств, предназначенных для исключения блокировки колес при резком нажатии на тормоз.

Оглавление

1. Устройство и основные составляющие АБС
2. Как функционирует ABS
3. Особенности работы АБС на грузовике Камаз
4. Поколения антиблокировочной системы
5. Преимущества и недостатки
6. Видео «Приницип работы ABS»

Включение ABS позволяет сохранить управляемость автомобиля и избежать скольжения по непредсказуемой траектории. Ниже рассмотрим, из каких устройств состоит антиблокировочная система, как она работает, и каких поколений бывает. Отдельно выделим особенности АБС автомобилей Камаз, а также ее плюсы и минусы.

Устройство и основные составляющие АБС

Система ABS представляет собой комплекс элементов, каждое из которых несет определенные функции. Основные узлы:

1. Датчики скорости. Устанавливаются на ступицы каждого из колес, контролируют их вращение и передают данные в блок управления. Далее команда передается к исполнительному устройству. В зависимости от модификации применятся два вида контролирующих органов — пассивные (индуктивные) и активные.
2. В датчиках первого типа в обмотке формируется магнитное поле, а специальные зубцы формируют импульсы напряжения. Минус индуктивных датчиков состоит в низкой точности. В современных грузовиках применяются активные устройства, отличающиеся большей эффективностью.
3. Блок управления. Получает информацию от датчиков, сравнивает ее с табличными данными и на базе результатов дает команды исполнительным органам. В зависимости от типа системы управляющий узел может иметь дополнительные модули для контроля разных устройств.
4. Исполнительный блок. Наиболее сложный элемент тормозной системы ABS, состоящий из группы элементов. В его состав входит электромагнитный клапан (впуска / выпуска), амортизационная полость, насос обратной подачи и аккумуляторы давления. В простых системах подача обеспечивается одной магистралью, а в машинах с АБС она дополняется системой обратной подачи.
5. Предохранительный блок. Через него подается питания к антиблокировочной системе ABS. В случае замыкания в системе вставка плавкая перегорает с возможностью быстрой замены.

Также в состав комплекса входят реле, провода для соединения разных элементов и лампочки на приборной панели. Последние сигнализируют водителю о работе АБС и ее исправности, если такая опция предусмотрена.

Как функционирует ABS

Тормозная система с АБС работает по циклическому принципу, каждый из которых состоит из трех основных шагов:

• Нажатие на педаль тормоза. На этом этапе повышается давление рабочей жидкости. Клапаны впуска гидравлического блока находятся в открытом положении, а выпускные — в закрытом. Датчики скорости контролируют вращение колеса и при чрезмерном его замедлении (больше установленного уровня) клапан впуска перекрывается, и ABS переходит к следующему этапу работы.
• Поддержание давления. На этом этапе антиблокировочная система как бы отсекает основной тормозной цилиндр от процесса снижения скорости. В рабочей системе удерживается постоянный параметр давления. При дальнейшем нажатии на тормоз давление остается на фиксированному уровне, и его достаточно для поддержания максимальной эффективности. Параллельно блок управления контролирует информацию, поступающую с датчиков скорости. В случае снижения параметра ниже установленной нормы колеса блокируются, подается команда на выполнение следующего шага.
• Снижение давления. На этом этапе происходит открытие клапана выпуска с последующим уменьшением давления. Масло подается в гидравлический аккумулятор, а дальше с помощью помпы направляется в ГТЦ. При этом клапан впуска по-прежнему остается закрытым. После уменьшения скорости вращения колес меньше заданного параметра происходит закрытие клапана выпуска.
• Дальше система управления ABS обеспечивает цикличность реагирования и прохождение всех указанных выше этапов. Бытует мнение, что АБС сама повышает давление, но это ошибочное представление. Если ABS не дополнена ESP, эту функцию выполняет водитель путем нажатия на педаль тормоза. Интересно, что рассмотренный цикл может повторяться с периодичностью шесть раз в секунду. При этом система находится всегда на этапе готовности к работе и выключить ее без вмешательства в техническую часть не получится.

Принцип работы немного отличается в зависимости от количества каналов:

• Один. В такой схеме тормозной системы с АБС предусмотрено одновременное управлением четырьмя колесами. Количество клапанов впуска / выпуска — по одному. Давление меняется сразу во всей системе, а управление осуществляется только ведущими колесами. Число датчиков — один, что снижает эффективность системы.
• Два. В такой ABS управление осуществляется индивидуально для каждой стороны. Такая система отличается умеренной эффективностью и имеет небольшую цену. Применяется во многих автомобилях, но в небольшом проценте случаев может работать некорректно.
• Три. В 3-канальном ABS задние колеса управляются одним каналом, а для передней оси предусмотрено персональное управление.
• Четыре. Наиболее современная версия системы АБС для грузовиков. Отличается наличием индивидуальных датчиков для каждого из колес. В таких устройствах каждое колесо управляется индивидуально и независимо от других систем.

Важно

В большинстве современных грузовиков предусмотрена именно 4-канальная ABS. Ее главным недостатком является большая цена, поэтому на легковых машинах и небольших грузовиках применяется 2-х и 3-канальная система.

Особенности работы АБС на грузовике Камаз

Система ABS Камаз используется для предотвращения блокирования колеса и сохранения управляемости на скользком дорожном покрытии. Конструктивно АБС грузовика состоит из следующих элементов:

• ЭБУ;
• датчики скорости;
• предохранительный блок;
• регуляторы давления воздуха в камерах системы;
• реле;
• провода;
• сигнальные лампы;
• ЭМ клапан.

В автомобилях Камаз применяется схема с 4-мя датчиками системы АБС и таким же количеством модуляторов. Такая конструкция позволяет одновременно воздействовать на все колеса. При блокировании одного из передних колес происходит изменение давления в тормозной камере спереди. Параллельно активируется моторный тормоз. 

АБС устанавливается на Камаз разных модификаций, к примеру, 43118, 65206, 65207 и других. На них предусмотрены системы немецкого производства, но на некоторые модели (к примеру, 6520) может устанавливаться белорусская антиблокировочная система.

Для эффективности работы необходимо нажимать и удерживать педаль тормоза в нажатом состоянии. Периодические нажатия запрещены, ведь в таком случае система будет работать некорректно.

Наиболее популярные ABS, которые устанавливаются на грузовых машинах Камаз:

1. производства Германии — Knorr Bremze;
2. сделанные в Беларуси — «Экран».

В АБС автомобиля Камаз предусмотрен встроенный режим диагностики. Он предусматривает проверку работы блоков, датчиков и связок разных элементов системы. В случае ошибки системы АБС загорается лампочка. Поврежденный элемент можно определить по количеству миганий. 

Поколения антиблокировочной системы

Эффективность ABS зависит от поколения, к которому оно относится. Система создавалась в течение 14 лет, которые пошли на разработку надежного и самодостаточного механизма, обеспечивающего эффективное торможение и сохранение управляемости. История антиблокировочной системы началась с 1978 года и условно делится на несколько поколений:

• Первое. Появилось до выпуска классической версии — в 1970-м. Первые ABS работали на механическом принципе, поэтому не отличались надежностью и большим сроком службы. Устройство выполняло возложенную на него функцию, но выпускалось в единичных экземплярах
• Второе. Более продуманная версия АБС, выпускаемого с 78-го года прошлого века. В роли разработчика выступила компания Бош. Впервые устройство устанавливалось на БМВ «семерку» и Мерседес-БенцS-класса. В этой системе число элементов снизилось до 140, но вес гидроблока оставался большим — около 6,3 кг.
• Третье и последующие. В дальнейшем представители компании Bosh работали над оптимизацией АБС, уменьшением ее размеров и повышением надежности. К примеру, в 80-х годах прошлого века появилась АБС-2Е, где вес гидроблока составлял меньше пяти килограмм, а число элементов снизилось до 40. В 1995-м выпущена новая версия ABS с 2,6-килограмовым блоком и 25-ю элементами.
• Спустя восемь лет появилась 16-компонентная версия антиблокировочной системы с 1,6-килограмоым гидравлическим блоком. В 2010-м выпущено девятое поколение АБС, отличающееся еще большей компактностью и меньшим весом.

Преимущества и недостатки

При рассмотрении ABS важно знать слабые и сильные стороны системы, которые должны быть учтены в процессе управления автомобилем.

Плюсы:

• Удержание траектории грузовика при вхождении в резкий поворот. Такой эффект, как правило, обеспечивается взаимодействием ABS+ESP.
• Возможность управления даже при резком нажатии на тормоз и удерживании педали в фиксированном положении.
• Сохранение устойчивости транспортного средства при перемещении по скользкой дороге.
• Снижение тормозного пути и, соответственно, повышение безопасности движения и возможность избежать столкновения с другими объектами на дороге.
• Минимальные требования к навыкам водителя. Система включается автоматически, поэтому человеку за рулем остается только маневрировать с учетом дорожной обстановки.

Несмотря на многие преимущества, ABS грузовиков имеет и ряд слабых мест:

• Небольшая эффективность при движении по дорогам с песчаным покрытием, ухабами и проблемным асфальтом. Иными словами, для корректной работы системы необходим оптимальный контакт с дорогой.
• В случае вылета с дороги АБС практически бесполезна. В таком случае единственным спасением является блокировка колес.
• Запоздалое включение при движении на большой скорости (от 130 км/ч). Это объясняется тем, что логика блока управления работает с небольшой задержкой. Устройству необходимо время на сбор информации, проведение вычислений и выполнения команды исполнительными механизмами.
• Полное отключение при движении на небольшой скорости (до 15 км/ч). 
• Повышение тормозного пути при движении по дорогам с разным покрытием. АБС не успевает выбрать оптимальный режим торможения, из-за чего устройство работает некорректно. 

Заключение

Сегодня антиблокировочная система — неизменный элемент грузовых и легковых автомобилей. Она устанавливается даже в базовых модификациях, что обусловлено высокими требованиями безопасности. Параллельно разработчики повышают эффективность системы, делают ее более надежной и эффективной в разных условиях эксплуатации. 

Приницип работы ABS

Поиск запроса «антиблокировочная система abs на грузовом автомобиле» по информационным материалам и форуму

Антиблокировочная система (ABS) | Диагностика двигателя

  Как ни странно, но многие дорожно-транспортные происшествия происходят из-за высокой эффективности тормозной системы автомобиля. Причиной этого является то, что экстренное торможение может привести к полной блокировке колёс. Вследствие прекращения вращения (блокировки), колёса теряют сцепление с дорожным покрытием, автомобиль перестаёт реагировать на рулевое управление, скорость автомобиля с заблокированными колёсами снижается медленно. Для того чтобы не допустить блокировки колёс и срыва автомобиля в занос, опытные водители тормозят методом прерывистых нажатий на педаль тормоза

    Электронный контроль системы ABS позволяет достигать гораздо лучшего торможения в аварийных ситуациях. Главной задачей системы ABS является обеспечение максимально возможного сцепления колёс с дорогой методом предотвращения полной остановки колес. За счёт этого сохраняется управляемость автомобиля при любых состояниях дорожного покрытия. Это очень сложная задача, так как необходимо учитывать множество факторов: состояние дорожного покрытия, скорость движения автомобиля, значение величины замедления каждого колеса, состояние подвески и возможные вибрации оси колес.

Устройство и принцип действия АБС

     Антиблокировочная система состоит из трёх основных элементов: электронного блока управления, гидравлического блока и датчиков скорости вращения колёс.

Колёсные датчики АБС

В основе работы большинства датчиков скорости вращения колёс используется принцип электромагнитной индукции. Такой датчик состоит из намагниченного сердечника, расположенного внутри катушки. На ступице колеса закреплён зубчатый венец. Датчик неподвижно крепится над торцом этого венца. При вращении колеса, вблизи магнитного сердечника датчика проходят зубцы и впадины зубчатого венца и изменяют величину магнитного потока внутри сердечника датчика. За счёт этого в обмотке датчика индуцируется электрический ток. Частота этого переменного электрического тока прямо пропорциональна угловой скорости вращения колеса и количеству зубцов на роторе. Полученный таким образом сигнал датчика о скорости вращения колеса передается посредством электропроводки к электронному блоку управления.

Электронный блок управления

     Получая и обрабатывая информацию от колёсных датчиков, блок управления отслеживает скорость движения автомобиля, сравнивает сигналы датчиков, вычисляет фактическое ускорение или замедление каждого колеса. По заранее запрограммированным в память таблицам, блок управления определяет возможную стратегию торможения, состояние дороги, максимально допустимую величину тормозного давления, при котором возможна потеря сцепления с дорогой и начало блокировки колёс. На основании этих расчётов, блок управления отдает команды модуляторам на уменьшение давления, увеличение давления или сохранении его на том же уровне для каждого колеса в отдельности. Кроме того, блок управления определяет возможные неисправности датчиков, модуляторов и других элементов тормозной системы. В случае их выявления, в память блока ABS записывается соответствующий код неисправности, включается индикатор неисправности системы, и система ABS отключается до следующего включения зажигания. При последующем включении зажигания блок управления производит проверку системы и при отсутствии признаков неисправности включается в работу.

Модуляторы гидравлического блока

     Команды от электронного блока управления выполняют модуляторы, содержащие, как правило, по два электромагнитных гидравлических клапана для каждого колеса. Первый клапан модулятора перекрывает доступ жидкости от главного тормозного цилиндра в магистраль к колесу. Второй клапан модулятора при избыточном давлении открывает путь из магистрали в резервуар аккумулятора-накопителя тормозной жидкости. Модулятор работает с частотой от четырёх до семнадцати Герц.

     Гидравлический блок соединен с тормозной магистралью идущей от главного тормозного цилиндра. Клапана гидравлического блока управляют давлением жидкости в контурах тормозной системы. Если колесо начало блокироваться, электронный блок управляет клапанами так, что подача тормозной жидкости к рабочему цилиндру колеса временно прекращается. Если этого оказывается недостаточно для предотвращения блокировки колеса, электронный блок направляет тормозную жидкость в отводную магистраль аккумулятора-накопителя, снижая тем самым давление в рабочем цилиндре колеса. Как только колесо вновь начинает вращаться и достигает некоторого значения угловой скорости, электронный блок подает другую команду, клапана открываются, и гидравлическое давление опять передаётся на тормозной механизм. При заполнении аккумулятора-накопителя жидкостью, включается электрический насос, возвращающий тормозную жидкость в основную магистраль. Торможение и растормаживание колеса происходят периодически. Этот процесс называют модуляцией, а гидравлический блок иногда называют модулятором тормозного давления. Водитель ощущает работу модулятора системы ABS в виде периодических толчков на педали тормоза до тех пор, пока не исчезнет угроза блокирования колёс или вплоть до полной остановки автомобиля.

     Система ABS приводится в активное состояние при условиях, что педаль тормоза нажата, зажигание включено и скорость движения автомобиля выше некоторой минимальной скорости, обычно, более 10. . .15 км / ч.

Осциллограммы напряжения выходного сигнала колёсных датчиков системы ABS, полученные при экстренном торможении автомобиля на скользком дорожном покрытии.

     Колёса автомобиля, сигналы от колёсных датчиков которых показаны оранжевым и зелёным цветами (каналы 2 и 4), приближались к грани блокировки. Но электронный блок управления своевременно распознавал опасность блокирования колеса и отдавал к клапанам модулятора соответствующие управляющие сигналы, обеспечивающие снижение тормозного усилия создаваемого тормозным механизмом блокирующегося колеса. Благодаря этому, колесо растормаживалось и вновь начинало вращаться, сохраняя, таким образом, курсовую устойчивость автомобиля. При повторном возникновении опасности блокирования, какого либо из колёс процесс повторялся.

Типовые неисправности ABS

      Современные системы ABS обладают достаточно высокой надёжностью и способны длительное время исправно работать. Электронные блоки системы ABS отказывают крайне редко, поскольку защищены специальными реле и предохранителями.  

      Самыми уязвимыми в системе ABS являются колёсные датчики и их электропроводка, зубчатые диски, располагаемые вблизи вращающихся деталей ступицы или полуосей. Место их расположения благополучным никак не назовёшь: различные загрязнения, удары, или даже слишком большой люфт в подшипниках ступицы способны вызвать поломку колесных датчиков или привести к повреждению зубчатого диска, что чаще всего становится причиной неправильной работы системы ABS. 

      Целостность обмотки колесного датчика можно проверить путём измерения его сопротивление, значение которого должно быть близки 1 kQ и не должно изменяться при изгибе провода датчика. Повреждения колёсных зубчатых дисков определить без применения осциллографа очень сложно. 

Осциллограммы напряжения выходного сигнала колёсных датчиков системы ABS, полученные при движении автомобиля без торможения со стабильной скоростью.

1. Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика частоты вращения (в данном случае заднего правого колеса), работающего в паре с неисправным зубчатым диском. В задающем диске образовалась трещина.
2. Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика частоты вращения (в данном случае переднего правого колеса).
3. Осциллограмма напряжения выходного сигнала неправильно установленного исправного датчика частоты вращения (в данном случае заднего левого колеса). Амплитуда выходного сигнала датчика уменьшена из-за увеличенного зазора между датчиком и зубчатым диском.
4. Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика частоты вращения (в данном случае переднего левого колеса).

     При несоответствии сигналов, поступающих от колёсных датчиков или при определении других неисправностей, система ABS полностью отключается, загорается сигнальная лампа «ABS». Тормозная система при этом продолжает работать так, как на обычном автомобиле без системы ABS.

     На работоспособность системы ABS так же влияет величина напряжения аккумуляторной батареи, так как исполнительные элементы гидравлического блока могут потреблять большой ток в активном состоянии. При уменьшении напряжения ниже 10,5 V уже сложно обеспечить необходимый режим работы модуляторов, и система ABS может самостоятельно выключиться через предохранительный электронный блок.
   

Свойства АБС-пластика | Преимущества акрилонитрил-бутадиен-стирола

Акрилонитрил-бутадиен-стирола или пластика ABS является непрозрачным термопластом. Это аморфный полимер, состоящий из трех мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола. АБС чаще всего полимеризуют в процессе эмульгирования или путем профессионального объединения нескольких продуктов, которые обычно не объединяются в один продукт.

При объединении трех мономеров акрилонитрил проявляет полярное притяжение к двум другим компонентам, в результате чего получается прочный и очень прочный готовый продукт. Различные количества каждого мономера могут быть добавлены в процесс для дальнейшего изменения конечного продукта.

Универсальность свойств АБС-пластика   во многом способствует его популярности в нескольких отраслях промышленности. От клавиш компьютерной клавиатуры до LEGO, изделия из АБС-пластика можно найти по всему миру в самых разных бытовых, коммерческих и специализированных условиях.

Материал АБС Свойства

Акрилонитрил в АБС обеспечивает химическую и термическую стабильность, а бутадиен придает ударную вязкость и прочность . Стирол придает готовому полимеру красивую глянцевую поверхность. ABS имеет низкую температуру плавления, что позволяет легко использовать его в процессах литья под давлением и 3D-печати. Он также обладает высокой прочностью на растяжение и очень устойчив к физическим воздействиям и химической коррозии, что позволяет отделке пластик  выдерживает интенсивное использование и неблагоприятные условия окружающей среды. АБС-пластик
легко поддается формованию, шлифованию и формованию, а его глянцевая поверхность прекрасно совместима с широким спектром красок и клеев. АБС-пластик легко окрашивается, что позволяет окрашивать готовые изделия в точные оттенки в соответствии с точными спецификациями проекта.

Применение АБС-пластика

Цветные кубики Lego изготовлены из АБС. Автор: Alan Chia — Lego Color Bricks, CC BY-SA 2.0,

Помимо использования в компонентах компьютерной клавиатуры и кубиках LEGO, АБС-пластик обычно используется для изготовления пластиковых лицевых щитков для настенные розетки и защитный кожух для электроинструментов. Он также широко используется в автомобильной сфере для таких предметов, как пластиковые сплавы и декоративные детали салона автомобиля. В строительной отрасли АБС хорошо зарекомендовал себя при производстве пластиковых труб и гофрированных пластиковых конструкций. Он может быть разрезан по размеру и поставляется в широком диапазоне цветов и отделки. Он также пригодится при изготовлении защитных головных уборов, таких как каски и каски. Другие распространенные области применения термопластичного полимера АБС включают принтеры, пылесосы, кухонную утварь, факсы, музыкальные инструменты (диктофоны и пластиковые кларнеты, и это только два) и пластиковые игрушки.
Пластиковые предметы, предназначенные для использования на открытом воздухе, часто также изготавливаются из АБС-пластика, поскольку этот универсальный термопластик хорошо выдерживает дождь, бурю и ветер. Однако, чтобы продлить срок его службы на открытом воздухе, он должен быть надлежащим образом защищен от ультрафиолетовых лучей и воздействия более экстремальных погодных условий. Его относительно низкие производственные затраты также позволяют экономично использовать его для производства прототипов и предварительных пластиковых моделей.

В последнее время ABS играет ключевую роль в развитии 3D-печати. Детали из АБС легко доступны и могут быть легко отлиты для создания желаемой формы и эффекта. ABS также может быть покрыт гальваническим покрытием, что расширяет возможности его использования. 3D-принтеры быстро становятся обычным явлением среди производителей, учебных заведений и даже предприятий домашней печати и других предпринимательских инициатив.

Преимущества

АБС-пластик имеет много преимуществ, от разумных производственных затрат до прочной, эстетически приятной конструкции. Его способность выдерживать многократное нагревание и охлаждение делает его очень подходящим для переработки. ABS универсален в диапазоне цветов и текстур поверхности, которые могут быть достигнуты, и он может быть изготовлен с очень высококачественной отделкой. Он легкий и подходит для широкого спектра применений. Наконец, ABS обладает низкой тепло- и электропроводностью, что особенно полезно для изделий, требующих защиты электроизоляции. Он также обладает отличной ударопрочностью и может эффективно и надежно поглощать удары.

Недостатки

Чтобы уравновесить эти преимущества, существуют некоторые недостатки АБС-пластика. Его низкая температура плавления делает его непригодным для применения при высоких температурах и медицинских имплантатов. Он также имеет плохую устойчивость к растворителям и усталости и не так хорошо выдерживает воздействие УФ-излучения и атмосферных воздействий, если он не защищен должным образом. Его низкая проводимость означает, что его не всегда можно использовать в ситуациях, когда это может помешать общему дизайну. При сгорании ABS материал  выделяет большое количество дыма, что может вызвать опасения по поводу загрязнения воздуха. Несмотря на то, что подобные недостатки существуют, если АБС-пластик используется в приложениях, где он не подвержен перечисленным выше ограничениям, он может оказаться экономически эффективным, привлекательным и высокоэффективным термопластиком с широким спектром преимуществ и областей применения.

Все, что вам нужно знать об АБС-пластике

изображение предоставлено toysperiod.com

Что такое АБС-пластик?

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) представляет собой непрозрачный термопластичный аморфный полимер. «Термопласт» (в отличие от «термореактивного») относится к тому, как материал реагирует на тепло.

Термопласты становятся жидкими (т. е. имеют «стеклянный переход») при определенной температуре (221 градус по Фаренгейту в случае АБС-пластика). Их можно нагревать до точки плавления, охлаждать и снова нагревать без существенной деградации.

Термопласты, такие как ABS, не сжигаются, а сжижаются, что позволяет легко производить их литье под давлением и затем перерабатывать.

Термореактивные пластмассы, напротив, можно нагревать только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первый нагрев вызывает схватывание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическому изменению, которое невозможно обратить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик во второй раз до высокой температуры, он просто сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку. ABS также является аморфным материалом, что означает, что он не проявляет упорядоченных характеристик кристаллических твердых тел.

---

Ознакомьтесь с лучшим в отрасли онлайн-курсом для начинающих изобретателей. Положитесь на советы ветеранов, которые помогут вам превратить первоначальную идею в прибыльный продукт.

---

 

Как изготавливается АБС?

АБС чаще всего полимеризуется в процессе эмульсии (смеси нескольких продуктов, которые обычно не объединяются в один продукт). Хорошо известным примером эмульгированного продукта является молоко. ABS также создается, хотя и реже, с помощью запатентованного процесса, известного как непрерывная массовая полимеризация. Во всем мире наиболее распространенной методологией создания АБС является эмульсионный процесс.

Важно отметить, что, поскольку АБС является термопластичным материалом, его можно легко переработать, как упоминалось выше. Это означает, что обычным способом производства АБС-пластика является производство другого АБС-пластика (т. е. изготовление АБС-пластика из АБС-пластика). Узнайте больше о перерабатываемых пластмассах, таких как свойства полипропилена, в нашем предыдущем блоге.

Почему ABS так часто используется?

АБС обладает высокой устойчивостью к агрессивным химическим веществам и/или физическим воздействиям. Его очень легко обрабатывать, и он имеет низкую температуру плавления, что делает его особенно простым в использовании в производственных процессах литья под давлением или 3D-печати на машине FDM. АБС-пластик также относительно недорог (цены, которые в настоящее время составляют около 1,50 доллара США за фунт, обычно находятся где-то между ценами на полипропилен («ПП») и поликарбонат («ПК»). АБС-пластик обычно не используется в условиях высоких температур из-за его низкой температуры плавления. . Эти характеристики позволяют использовать ABS в большом количестве приложений в самых разных отраслях промышленности.

Для чего используется АБС?

Существует бесчисленное множество применений ABS. Среди наиболее узнаваемых — клавиши на клавиатуре компьютера, корпус электроинструмента, пластиковая защита лица на стенных розетках (часто из смеси ПК и АБС) и игрушки LEGO.

АБС-пластик для 3D-печати и разработки прототипов:

Компания Creative Mechanisms использует процесс 3D-печати методом наплавления вместо других технологий «печати» (таких как SLA, SLS, SLM), поскольку детали из АБС-пластика легко доступны. В нашей машине FDM используется АБС-пластик, что позволяет нам быть уверенными, что при переходе от прототипа к производству не будет серьезных задержек из-за материала. Его часто выбирают, потому что это хороший промежуточный вариант для огромного количества приложений.

ABS легко обрабатывается, шлифуется, склеивается и окрашивается. Это делает его отличным материалом для прототипирования, особенно когда речь идет об упаковке CR. Вы также можете получить хорошую косметическую отделку с помощью ABS; кроме того, его также можно относительно легко покрасить, в отличие от некоторых других пластиков. Поэтому его часто используют для корпусов (корпусов), которые могут иметь разную фактуру или глянцевые поверхности.

Является ли ABS токсичным?

АБС относительно безвреден, поскольку не содержит известных канцерогенов, а воздействие АБС не оказывает отрицательного воздействия на здоровье. Тем не менее, ABS обычно не подходит для медицинских имплантатов. Подробнее о 3D-печати и разработке прототипов медицинских устройств читайте здесь.

Каковы свойства АБС?

АБС-пластик очень прочен, поэтому он используется в таких вещах, как корпуса камер, защитные кожухи и упаковка. ABS — хороший выбор, если вам нужен недорогой, прочный, жесткий пластик, хорошо выдерживающий внешние удары.

 ** Исходные данные, *** Исходные данные

Узнайте больше о других видах пластика здесь и свяжитесь с Creative Mechanisms для консультации по вашему следующему прототипу!

 

 

Темы: Литье под давлением, Производство и производство, Прототипирование и разработка продуктов, Пластмассы

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС-пластик): применение, свойства и структура

АБС – что это означает?

ABS – что это означает?

ABS означает акрилонитрилбутадиенстирол. ABS представляет собой ударопрочный инженерный термопластик и аморфный полимер. ABS состоит из трех мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола:

• Акрилонитрил: Это синтетический мономер, полученный из пропилена и аммиака. Этот компонент способствует химической стойкости и термостойкости АБС
.
• Бутадиен: Производится как побочный продукт производства этилена на установках парового крекинга. Этот компонент обеспечивает прочность и ударную вязкость АБС-полимера
.
• Стирол: Производится дегидрированием этилбензола. Придает жесткость и технологичность АБС-пластику
.

Как изготавливается АБС?

Как изготавливается АБС?

АБС изготавливается методом эмульсии или непрерывной массы. Химическая формула акрилонитрил-бутадиен-стирола (C ₈ H ₈ ·C ₄ H ₆ ·C ₃ H ₃ N) _n . Натуральный материал непрозрачного цвета слоновой кости и легко окрашивается пигментами или красителями.

Молекулярная структура акрилонитрил-бутадиен-стирола

ABS представляет собой прочную и долговечную, химически стойкую смолу, но легко подвергается воздействию полярных растворителей. Он предлагает более высокие ударопрочные свойства и немного более высокую температуру тепловой деформации, чем HIPS.

Акрилонитрил-бутадиен-стирол имеет широкое окно обработки и может обрабатываться на большинстве стандартных машин. Он может быть литьем под давлением, выдуванием или экструдированием. Он имеет низкую температуру плавления, что делает его особенно подходящим для обработка методом 3D-печати на FDM-машине.

АБС занимает промежуточное положение между стандартными смолами (ПВХ, полиэтилен, полистирол и т. д.) и техническими смолами (акрил, нейлон-ацеталь…) и часто соответствует требованиям к свойствам при разумном соотношении цена-качество.

Основные свойства АБС

Основные свойства АБС

ABS является идеальным материалом для различных структурных применений благодаря нескольким физическим свойствам, таким как:

• Высокая жесткость
• Хорошая ударопрочность даже при низких температурах
• Хорошие изоляционные свойства
• Хорошая свариваемость
• Хорошая устойчивость к истиранию и растяжению
• Высокая размерная стабильность (механическая прочность и стабильность во времени)
• Высокая яркость поверхности и отличное качество поверхности

АБС-пластик демонстрирует отличные механические свойства, т. е. он твердый и прочный по своей природе и, таким образом, обладает хорошей ударной вязкостью. Акрилонитрил-бутадиен-стирол обеспечивает высокое качество поверхности. Помимо этих характеристик, акрилонитрил-бутадиен-стирол обладает хорошими электроизоляционными свойствами.

Химические свойства АБС

• Очень хорошая устойчивость к разбавленным кислотам и щелочам
• Умеренная устойчивость к алифатическим углеводородам
• Плохая устойчивость к ароматическим углеводородам, галогенированным углеводородам и спиртам

Механические свойства АБС

Удлинение при разрыве	10 — 50 %
Удлинение при пределе текучести	1,7 — 6 %
Гибкость (модуль изгиба)	1,6–2,4 ГПа
Твердость по Шору D	100
Жесткость (модуль изгиба)	1,6–2,4 ГПа
Прочность на разрыв (на растяжение)	29,8 — 43 МПа
Прочность при текучести (на растяжение)	29,6 — 48 МПа
Прочность (ударная вязкость по Изоду с надрезом при комнатной температуре)	200 — 215 Дж/м
Прочность при низкой температуре (удар по Изоду с надрезом при низкой температуре)	20 — 160 Дж/м
Модуль Юнга	1,79–3,2 ГПа

Электрические свойства ABS

Дугостойкость	60–120 с
Диэлектрическая проницаемость	2,7–3,2
Диэлектрическая прочность	15,7 — 34 кВ/мм
Коэффициент рассеяния	50 — 190 х 10 -4
Объемное удельное сопротивление	14 — 16 x 10 15 Ом. см

АБС

легко модифицируется как добавлением добавок, так и изменением соотношения трех мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола. Термостабилизаторы, стабилизаторы гидролиза, смазочные материалы, УФ-стабилизаторы и т. д. используются в неармированных и армированных марках для улучшения конкретных свойств материала.

Таким образом, доступны следующие марки:

• Высокая и средняя ударопрочность
• Высокая термостойкость и
• Гальваника

Огнезащитные сорта могут быть получены либо путем включения огнезащитных добавок, либо путем смешивания с ПВХ. Для повышения жесткости, ударопрочности и стабильности размеров АБС может быть армирован волокнами, наполнителями, минералами и т. д. Это может привести к потере прозрачности, предела текучести.

» Узнайте, как избежать таких компромиссов!

Ограничения АБС

Ограничения АБС

• Плохая устойчивость к атмосферным воздействиям
• Обычные сорта легко горят и продолжают гореть после удаления пламени
• Легко царапается
• Плохая стойкость к растворителям, особенно ароматическим, кетонам и сложным эфирам
• Может страдать от растрескивания под напряжением в присутствии некоторых смазок
• Низкая диэлектрическая прочность
• Низкая температура непрерывной эксплуатации

Смеси АБС – термопластичный сплав

Смеси АБС – Термопластичный сплав

Чтобы преодолеть некоторые из этих ограничений, АБС можно легко смешивать или сплавлять с другими полимерами, такими как ПА, ПБТ, ПК и т. д. Такое смешивание с полимерами еще больше расширяет диапазон доступных свойств, таких как механические, термические и т. д. Получите мгновенный доступ к имеющимся в продаже смесям АБС/термопластов по ссылке ниже:

Теперь давайте подробно обсудим смесь АБС/ПК…

АБС/ПК — это сокращенная форма, используемая для смеси акрилонитрил-бутадиен-стирол/поликарбонат. Это термопластичный сплав, состоящий из поликарбоната и акрилонитрил-бутадиен-стирола. Оба этих полимера широко используются сами по себе и имеют очень специфические свойства, а также собственные недостатки.

Однако при сплавлении они образуют один из наиболее широко используемых промышленных аморфных термопластов с:

• Повышенной технологичностью
• Хорошие характеристики текучести, прочность, жесткость и,
• Хорошая теплостойкость

Кроме того, в смесь могут быть добавлены добавки для улучшения, например, ее устойчивости к ультрафиолетовому излучению и окислению, пожаробезопасности, а также армирующие вещества, такие как стекловолокно и минеральные наполнители, которые добавляются для повышения прочности и жесткости смеси.

Смеси акрилонитрил-бутадиен-стирола/поликарбоната (АБС/ПК) обычно используются в коммерческих и промышленных приложениях, например, в автомобилестроении, электронике, телекоммуникациях и т. д., где требуются твердые, но легкие, термостойкие и легко обрабатываемые материалы.

Условия обработки ABS

Условия обработки ABS

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) имеет широкое окно обработки и может обрабатываться на большинстве стандартных машин.

1. Литье под давлением
   1. Предварительная сушка не всегда требуется для литья под давлением с вентилируемым цилиндром. В случае необходимости сушки обычно достаточно 4 часов при температуре 80°C. Признаками влаги являются полосы, полосы или пузыри на молдинге, и если они видны, материал следует предварительно высушить
   .
   2. Температура плавления: 210-270°C
   3. Температура формы: 40-70°C
   4. Давление впрыска материала: 50–100 МПа
   5. Скорость впрыска: Средняя — Высокая
2. Экструзия
   1. Предварительная сушка: 3 часа при 70-80°C
   2. Температура экструзии: от 210 до 240°C
   3. Конструкция винта: рекомендуется соотношение L/D 25-30

Свойства ABS для 3D-печати

Свойства ABS для 3D-печати

ABS — один из самых универсальных материалов, доступных сегодня для 3D-печати. ABS представляет собой длинную нить, намотанную на катушку. Процесс 3D-печати, используемый с ABS, представляет собой процесс FDM (моделирование методом наплавления), при котором материал нагревается и выдавливается через тонкое сопло для создания вашего дизайна слоями толщиной 250 микрон.
» Просмотреть все коммерчески доступные марки АБС для 3D-печати

Объекты, напечатанные из АБС, отличаются более высокой прочностью, гибкостью и долговечностью. Это отличный материал для прототипирования, его можно легко обрабатывать, шлифовать, склеивать и красить.

Одним из основных конкурентов 3D-печати ABS является PLA. В отличие от ABS, PLA — это возобновляемый пластик. Следовательно, он является биоразлагаемым, тогда как АБС является только биосовместимым. Однако, как и многие пластиковые материалы, АБС-пластик подлежит вторичной переработке.

ABS Переработка и токсичность

Переработка АБС и токсичность

Как упоминалось выше, АБС-пластик является биосовместимым и пригодным для повторного использования материалом.