素材を理解する:低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの比較

ポリエチレン (PE) は 20 世紀に入る直前に発見され、すぐに業界の人気者になりました。手頃な価格、機械加工性、および他の材料との互換性のおかげで、ポリエチレンは依然として製造業の定番です。 PE は、消費財、医療機器、およびタンクやパイプなどの産業用途で広く使用されています。

ポリエチレンには多くの形態があり、分岐バージョン、直鎖バージョン、および架橋ポリエチレンの 3 つの主な化学構造によって分類されます。高密度ポリエチレン (HDPE) と低密度ポリエチレン (LDPE) は、最も一般的な 2 種類の PE です。この低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンの「Know Your Materials」ガイドでは、これら 2 つの材料について知る必要があるすべての情報を提供しているため、次のプロジェクトに最適なタイプのポリエチレンを決定できます。

高密度ポリエチレン (HDPE)

HDPEは、線形構造を持つポリエチレンの一種です。分子が密集しているため、HDPE は非常に強力なポリエチレンであり、高い引張強度、剛性、および耐衝撃性を備えています。 HDPE は化学薬品にも耐性があり、UV 耐性があります。耐久性に加えて、HDPE は用途の広い素材であり、製造も容易です。

HDPE は、その可鍛性と寸法安定性により、遊び場などの構造物を含む屋外の家具や設備によく使用されます。 HDPE は、パイプ フランジや薬品タンクなどの産業用途だけでなく、食品や飲料のボトル、まな板、おもちゃなどの消費財にも使用されています。

高密度ポリエチレンの主要な機械的および化学的特性を次に示します。

• 融点:135°C (275°F)
• 引張強度:4,000 psi
• 引張伸び:600 psi
• 曲げ弾性率:200,000 psi
• 吸水率:24 時間の浸漬で 0.10%

HDPE のいくつかの欠点には、強い圧力下で応力亀裂が発生しやすいこと、および低から中程度の耐熱性が含まれます。また、HDPE の成形中に収縮のリスクがあるため、HDPE は CNC 機械加工や付加製造に最適です。 CNC 機械加工による HDPE の処理は、この製造方法が厳しい公差を生み出す可能性があるため、特に人気があります。

HDPE の大きな利点の 1 つは、そのリサイクル性と再利用性です。リサイクルされた HDPE は多くの場合、新品または「未使用」の HDPE と同じくらい用途が広く溶接可能であるため、エコロジカル フットプリントを削減するための優れた材料の選択肢となっています。

低密度ポリエチレン (LDPE)

LDPE はポリエチレンの分岐バージョンであり、分子がよりゆるく詰まっていることを意味します。その結果、LDPE は HDPE のような他の直鎖状ポリエチレンよりも密度が低くなります。ただし、これは LDPE が強力ではないという意味ではありません。

耐衝撃性に加えて、LDPE は汚れにくく、電気絶縁性があり、防水性もあります。また、LDPE は自然に透明で、光をよく反射します。その他の機械的低密度 LDPE 特性には次のものがあります。

• 融点:115°C (239°F)
• 引張強度:1,400 psi
• 引張伸び:500 psi
• 曲げ弾性率:30,000 psi
• 吸水率:24 時間の浸漬で 0.10%

一般的な LDPE 消費者コンポーネントには、食料品の袋、プラスチック フィルムまたはラップ、柔軟な包装材料、および食品および飲料の容器が含まれます。 LDPE は、装具や人工装具の医療機器製造にも使用されます。

設計チームは、LDPE のいくつかの制限に留意する必要があります。LDPE は、HDPE よりもストレス クラックが発生しやすく、HDPE よりも耐熱性が低く、二酸化炭素などのガスの透過性が高いです。 LDPE は可燃性も高いため、高温用途での使用が大幅に制限されます。

LDPE の耐熱性が低いことの利点の 1 つは、融点が低いことです。これにより、ヒート シールが改善されます。これにより、射出成形を使用した LDPE の加工が容易になり、この分野で多くの製造の可能性が開かれます。

HDPE と LDPE の違い

高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンは、構造は異なりますが同様の特性を持つ 2 つの一般的なポリエチレンです。 HDPE は線形構造で不透明ですが、LDPE は PE の透明な分岐バージョンです。どちらの材料も優れた強度と溶接性を備えており、可鍛性と製造性に加えて耐衝撃性と耐薬品性を備えています。

LDPE と HDPE はどちらも射出成形と付加製造を使用して処理できますが、LDPE は射出成形に最適ですが、CNC 加工 HDPE は厳しい公差の実現に役立ちます。調査を行い、今後のプロジェクトに最適な素材を決定するのは製品チーム次第です。信頼できる製造パートナーは、自信を持ってこれらの決定を下すのに役立ちます。

Fast Radius は、HDPE と LDPE の主な違いを理解し、他の多くの製造材料から選択するのに役立ちます。当社の製造専門家チームは、お客様が可能な限り最高の部品を作成できるよう、プロセスの各ステップをガイドすることに専念しています。 Fast Radius を使用すると、適切な材料を選択し、あらゆる場面で製品設計を最適化するための洞察を得ることができます。今すぐお問い合わせください。

Fast Radius リソース センターで、より多くの材料比較と「Know Your Materials」ガイドをご覧ください。

Fast Radius でパーツを作成する準備はできましたか?

見積もりを開始する