На пазара има хиляди пластмаси за бързо прототипиране или дребномащабно производство – изборът на подходяща пластмаса за конкретен проект може да бъде труден, особено за амбициозни изобретатели или предприемачи. Всеки материал представлява компромис по отношение на цена, здравина, гъвкавост и повърхностно покритие. Необходимо е да се вземе предвид не само приложението на детайла или продукта, но и средата, в която ще се използва.
Като цяло, инженерните пластмаси имат подобрени механични свойства, които осигуряват по-голяма издръжливост и не се променят по време на производствения процес. Някои видове пластмаси могат да бъдат модифицирани, за да се подобри тяхната здравина, както и устойчивост на удар и топлина. Нека разгледаме различните пластмасови материали, които да разгледаме в зависимост от функционалността на крайната част или продукт.
Една от най-често използваните смоли за направата на механични части е найлонът, известен още като полиамид (PA). Когато полиамидът се смеси с молибден, той има гладка повърхност за лесно движение. Въпреки това, зъбните колела от найлон върху найлон не се препоръчват, защото подобно на пластмасите, те са склонни да се слепват. PA има висока устойчивост на износване и абразия, както и добри механични свойства при високи температури. Найлонът е идеален материал за 3D печат с пластмаса, но с течение на времето абсорбира вода.
Полиоксиметиленът (POM) е отличен избор и за механични части. POM е ацетална смола, използвана за производството на Delrin на DuPont, ценна пластмаса, използвана в зъбни колела, винтове, колела и други. POM има висока якост на огъване и опън, твърдост и коравина. POM обаче се разгражда от алкали, хлор и гореща вода и е трудно да се залепи.
Ако вашият проект е някакъв вид контейнер, полипропиленът (PP) е най-добрият избор. Полипропиленът се използва в контейнери за съхранение на храни, защото е устойчив на топлина, непроницаем за масла и разтворители и не отделя химикали, което го прави безопасен за консумация. Полипропиленът също така има отличен баланс между твърдост и удароустойчивост, което улеснява изработването на примки, които могат да се огъват многократно, без да се счупят. Може да се използва и в тръби и маркучи.
Друг вариант е полиетиленът (PE). PE е най-разпространената пластмаса в света с ниска якост, твърдост и коравина. Обикновено е млечнобяла пластмаса, използвана за направата на бутилки за лекарства, контейнери за мляко и перилни препарати. Полиетиленът е силно устойчив на широк спектър от химикали, но има ниска точка на топене.
Материалът акрилонитрил бутадиен стирен (ABS) е идеален за всеки проект, изискващ висока устойчивост на удар и висока устойчивост на разкъсване и счупване. ABS е лек и може да бъде подсилен с фибростъкло. Той е по-скъп от стирена, но издържа по-дълго поради своята твърдост и здравина. 3D моделиране на ABS, формован чрез сливане, за бързо прототипиране.
Предвид свойствата си, ABS е добър избор за носими устройства. В Star Rapid създадохме корпуса за смарт часовник за E3design, използвайки шприцвана черна предварително боядисана ABS/PC пластмаса. Този избор на материал прави цялото устройство сравнително леко, като същевременно осигурява корпус, който може да издържи на случайни удари, например когато часовникът удари твърда повърхност. Удароустойчивият полистирен (HIPS) е добър избор, ако имате нужда от универсален и удароустойчив материал. Този материал е подходящ за изработка на издръжливи калъфи за електрически инструменти и инструменти. Въпреки че HIPS са достъпни, те не се считат за екологични.
Много проекти изискват смоли за шприцване с еластичност, подобна на гумата. Термопластичният полиуретан (TPU) е добър избор, защото има много специални формули за висока еластичност, нискотемпературни характеристики и издръжливост. TPU се използва също в електрически инструменти, ролки, кабелна изолация и спортни стоки. Поради устойчивостта си на разтворители, TPU има висока якост на износване и срязване и може да се използва в много промишлени среди. Известен е обаче с това, че абсорбира влага от атмосферата, което затруднява обработката му по време на производството. За шприцване се използва термопластичен каучук (TPR), който е евтин и лесен за обработка, например за направата на гумени дръжки, абсорбиращи удари.
Ако вашата част изисква прозрачни лещи или прозорци, акрилът (PMMA) е най-подходящ. Поради своята твърдост и устойчивост на износване, този материал се използва за направата на нечупливи прозорци, като например плексиглас. PMMA също така се полира добре, има добра якост на опън и е рентабилен за производство с голям обем. Той обаче не е толкова устойчив на удар или химикали, колкото поликарбонатът (PC).
Ако вашият проект изисква по-здрав материал, PC е по-здрав от PMMA и има отлични оптични свойства, което го прави подходящ избор за лещи и бронирани прозорци. PC може също да се огъва и формова при стайна температура, без да се счупи. Това е полезно за създаване на прототипи, защото не изисква скъпи инструменти за формоване. PC е по-скъп от акрила и продължителното излагане на гореща вода може да освободи вредни химикали, така че не отговаря на стандартите за безопасност на храните. Поради устойчивостта си на удар и надраскване, PC е идеален за различни приложения. В Star Rapid използваме този материал, за да изработваме корпуси за ръчни терминали Muller Commercial Solutions. Детайлът е изработен с CNC машина от плътен блок PC; тъй като е трябвало да бъде напълно прозрачен, е шлайфан на ръка и полиран с пара.
Това е само кратък преглед на някои от най-често използваните пластмаси в производството. Повечето от тях могат да бъдат модифицирани с различни стъклени влакна, UV стабилизатори, лубриканти или други смоли, за да се постигнат определени спецификации.
Гордън Стайлс е основател и президент на Star Rapid, компания за бързо прототипиране, бързо инструментално производство и производство в малки обеми. Въз основа на инженерния си опит, Стайлс основава Star Rapid през 2005 г. и под негово ръководство компанията е нараснала до 250 служители. Star Rapid разполага с международен екип от инженери и техници, които съчетават авангардни технологии като 3D печат и CNC многоосна обработка с традиционни производствени техники и високи стандарти за качество. Преди да се присъедини към Star Rapid, Стайлс е притежавал и управлявал STYLES RPD, най-голямата компания за бързо прототипиране и инструментално производство във Великобритания, която е продадена на ARRK Europe през 2000 г.
Време на публикуване: 19 април 2023 г.