Hi ha milers de plàstics al mercat per a la creació ràpida de prototips o la producció a petita escala: triar el plàstic adequat per a un projecte concret pot ser aclaparador, especialment per a aspirants a inventors o emprenedors. Cada material representa un compromís pel que fa al cost, la resistència, la flexibilitat i l'acabat superficial. Cal tenir en compte no només l'aplicació de la peça o del producte, sinó també l'entorn en què s'utilitzarà.
En general, els plàstics d'enginyeria tenen propietats mecàniques millorades que proporcionen una major durabilitat i no canvien durant el procés de fabricació. Alguns tipus de plàstics també es poden modificar per millorar la seva resistència, així com la resistència a l'impacte i a la calor. Anem a aprofundir en els diferents materials plàstics a tenir en compte en funció de la funcionalitat de la peça o producte final.
Una de les resines més comunes que s'utilitzen per fabricar peces mecàniques és el niló, també conegut com a poliamida (PA). Quan la poliamida es barreja amb molibdè, té una superfície llisa per facilitar el moviment. Tanmateix, no es recomanen els engranatges de niló sobre niló perquè, com els plàstics, tendeixen a enganxar-se. La PA té una alta resistència al desgast i a l'abrasió, i bones propietats mecàniques a altes temperatures. El niló és un material ideal per a la impressió 3D amb plàstic, però absorbeix aigua amb el temps.
El polioximetilè (POM) també és una excel·lent opció per a peces mecàniques. El POM és una resina d'acetal que s'utilitza per fabricar el Delrin de DuPont, un plàstic valuós que s'utilitza en engranatges, cargols, rodes i més. El POM té una alta resistència a la flexió i a la tracció, rigidesa i duresa. Tanmateix, el POM es degrada amb àlcalis, clor i aigua calenta, i és difícil d'enganxar.
Si el vostre projecte és algun tipus de recipient, el polipropilè (PP) és la millor opció. El polipropilè s'utilitza en recipients per emmagatzemar aliments perquè és resistent a la calor, impermeable als olis i dissolvents, i no allibera productes químics, cosa que el fa segur per al consum. El polipropilè també té un excel·lent equilibri entre rigidesa i resistència a l'impacte, cosa que facilita la fabricació de bucles que es poden doblegar repetidament sense trencar-se. També es pot utilitzar en canonades i mànegues.
Una altra opció és el polietilè (PE). El PE és el plàstic més comú del món, amb baixa resistència, duresa i rigidesa. Normalment és un plàstic blanc lletós que s'utilitza per fabricar ampolles de medicaments, llet i envasos de detergent. El polietilè és molt resistent a una àmplia gamma de productes químics, però té un punt de fusió baix.
El material d'acrilonitril butadiè estirè (ABS) és ideal per a qualsevol projecte que requereixi una alta resistència a l'impacte i a l'esquinçament i la fractura. L'ABS és lleuger i es pot reforçar amb fibra de vidre. És més car que l'estirè, però dura més a causa de la seva duresa i resistència. Modelatge 3D d'ABS modelat per fusió per a la creació ràpida de prototips.
Donades les seves propietats, l'ABS és una bona opció per a dispositius portables. A Star Rapid, vam crear la carcassa del rellotge intel·ligent per a E3design utilitzant plàstic ABS/PC prepintat negre modelat per injecció. Aquesta elecció de material fa que tot el dispositiu sigui relativament lleuger, alhora que proporciona una carcassa que pot suportar xocs ocasionals, com ara quan el rellotge colpeja una superfície dura. El poliestirè d'alt impacte (HIPS) és una bona opció si necessiteu un material versàtil i resistent als impactes. Aquest material és adequat per fabricar estoigs per a eines elèctriques i estoigs per a eines duradors. Tot i que els HIPS són assequibles, no es consideren respectuosos amb el medi ambient.
Molts projectes requereixen resines d'injecció amb elasticitat com la del cautxú. El poliuretà termoplàstic (TPU) és una bona opció perquè té moltes formulacions especials per a una alta elasticitat, rendiment a baixa temperatura i durabilitat. El TPU també s'utilitza en eines elèctriques, corrons, aïllament de cables i articles esportius. A causa de la seva resistència a dissolvents, el TPU té una alta resistència a l'abrasió i al cisallament i es pot utilitzar en molts entorns industrials. Tanmateix, és conegut per absorbir humitat de l'atmosfera, cosa que dificulta el seu processament durant la producció. Per a l'injecció, hi ha el cautxú termoplàstic (TPR), que és econòmic i fàcil de manejar, com ara per fer agafadors de goma que absorbeixin els impactes.
Si la vostra peça requereix lents o finestres transparents, l'acrílic (PMMA) és el millor. A causa de la seva rigidesa i resistència a l'abrasió, aquest material s'utilitza per fer finestres irrompibles com el plexiglàs. El PMMA també es poleix bé, té una bona resistència a la tracció i és rendible per a la producció de gran volum. Tanmateix, no és tan resistent als impactes ni als productes químics com el policarbonat (PC).
Si el vostre projecte requereix un material més resistent, el PC és més resistent que el PMMA i té excel·lents propietats òptiques, cosa que el converteix en una opció adequada per a lents i finestres a prova de bales. El PC també es pot doblegar i formar a temperatura ambient sense trencar-se. Això és útil per a la creació de prototips perquè no requereix eines de motlle cares per formar-lo. El PC és més car que l'acrílic i l'exposició prolongada a l'aigua calenta pot alliberar productes químics nocius, per la qual cosa no compleix els estàndards de seguretat alimentària. A causa de la seva resistència a l'impacte i a les ratllades, el PC és ideal per a una varietat d'aplicacions. A Star Rapid, utilitzem aquest material per fabricar carcasses per a terminals portàtils de Muller Commercial Solutions. La peça es va mecanitzar per CNC a partir d'un bloc sòlid de PC; com que havia de ser completament transparent, es va polir a mà i es va polir amb vapor.
Aquesta és només una breu descripció d'alguns dels plàstics més utilitzats en la fabricació. La majoria d'aquests es poden modificar amb diferents fibres de vidre, estabilitzadors UV, lubricants o altres resines per aconseguir determinades especificacions.
Gordon Stiles és el fundador i president de Star Rapid, una empresa de prototipatge ràpid, eines ràpides i fabricació de baix volum. Basant-se en la seva experiència en enginyeria, Stiles va fundar Star Rapid el 2005 i sota el seu lideratge l'empresa ha crescut fins a 250 empleats. Star Rapid compta amb un equip internacional d'enginyers i tècnics que combinen tecnologies d'avantguarda com la impressió 3D i el mecanitzat CNC multieix amb tècniques de fabricació tradicionals i alts estàndards de qualitat. Abans d'unir-se a Star Rapid, Styles era propietari i dirigia STYLES RPD, l'empresa de prototipatge ràpid i eines més gran del Regne Unit, que va ser venuda a ARRK Europe l'any 2000.
Data de publicació: 19 d'abril de 2023