Hai miles de plásticos no mercado para a creación rápida de prototipos ou a produción a pequena escala: elixir o plástico axeitado para un proxecto en particular pode ser abrumador, especialmente para os aspirantes a inventores ou emprendedores. Cada material representa un compromiso en termos de custo, resistencia, flexibilidade e acabado superficial. É necesario ter en conta non só a aplicación da peza ou produto, senón tamén o ambiente no que se utilizará.
En xeral, os plásticos de enxeñaría teñen propiedades mecánicas melloradas que lles proporcionan unha maior durabilidade e non cambian durante o proceso de fabricación. Algúns tipos de plásticos tamén se poden modificar para mellorar a súa resistencia, así como a resistencia ao impacto e á calor. Afondaremos nos diferentes materiais plásticos a ter en conta dependendo da funcionalidade da peza ou produto final.
Unha das resinas máis comúns que se empregan para fabricar pezas mecánicas é o nailon, tamén coñecido como poliamida (PA). Cando a poliamida se mestura con molibdeno, ten unha superficie lisa que facilita o movemento. Non obstante, non se recomendan as engrenaxes de nailon sobre nailon porque, como os plásticos, tenden a pegarse. A PA ten unha alta resistencia ao desgaste e á abrasión, e boas propiedades mecánicas a altas temperaturas. O nailon é un material ideal para a impresión 3D con plástico, pero absorbe auga co tempo.
O polioximetileno (POM) tamén é unha excelente opción para pezas mecánicas. O POM é unha resina acetálica que se emprega para fabricar o Delrin de DuPont, un plástico valioso que se emprega en engrenaxes, parafusos, rodas e outros materiais. O POM ten unha alta resistencia á flexión e á tracción, así como unha alta rixidez e dureza. Non obstante, o POM degrádase cos álcalis, o cloro e a auga quente, e é difícil que se una.
Se o teu proxecto é algún tipo de recipiente, o polipropileno (PP) é a mellor opción. O polipropileno úsase en recipientes para o almacenamento de alimentos porque é resistente á calor, impermeable aos aceites e solventes e non libera produtos químicos, polo que é seguro para o consumo. O polipropileno tamén ten un excelente equilibrio entre rixidez e resistencia ao impacto, o que facilita a fabricación de bucles que se poden dobrar repetidamente sen romperse. Tamén se pode usar en tubaxes e mangueiras.
Outra opción é o polietileno (PE). O PE é o plástico máis común do mundo, con pouca resistencia, dureza e rixidez. Adoita ser un plástico branco leitoso que se usa para fabricar frascos de medicamentos, leite e recipientes de deterxentes. O polietileno é moi resistente a unha ampla gama de produtos químicos, pero ten un punto de fusión baixo.
O material de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) é ideal para calquera proxecto que requira unha alta resistencia ao impacto e ao desgarro e á fractura. O ABS é lixeiro e pódese reforzar con fibra de vidro. É máis caro que o estireno, pero dura máis debido á súa dureza e resistencia. Modelado 3D de ABS moldeado por fusión para a creación rápida de prototipos.
Dadas as súas propiedades, o ABS é unha boa opción para os dispositivos vestibles. En Star Rapid, creamos a carcasa do reloxo intelixente para E3design empregando plástico ABS/PC prepintado negro moldeado por inxección. Esta elección do material fai que todo o dispositivo sexa relativamente lixeiro, ao tempo que proporciona unha carcasa que pode soportar golpes ocasionais, como cando o reloxo golpea unha superficie dura. O poliestireno de alto impacto (HIPS) é unha boa opción se necesitas un material versátil e resistente aos impactos. Este material é axeitado para fabricar caixas para ferramentas eléctricas e caixas para ferramentas duradeiras. Aínda que o HIPS é accesible, non se considera respectuoso co medio ambiente.
Moitos proxectos requiren resinas de moldeo por inxección con elasticidade como a goma. O poliuretano termoplástico (TPU) é unha boa opción porque ten moitas formulacións especiais para unha alta elasticidade, rendemento a baixas temperaturas e durabilidade. O TPU tamén se usa en ferramentas eléctricas, rolos, illamento de cables e artigos deportivos. Debido á súa resistencia aos solventes, o TPU ten unha alta resistencia á abrasión e ao cizallamento e pódese usar en moitos ambientes industriais. Non obstante, é coñecido por absorber humidade da atmosfera, o que dificulta o seu procesamento durante a produción. Para o moldeo por inxección, existe a goma termoplástica (TPR), que é barata e fácil de manexar, como para fabricar empuñaduras de goma que absorben os impactos.
Se a súa peza require lentes ou fiestras transparentes, o mellor é o acrílico (PMMA). Debido á súa rixidez e resistencia á abrasión, este material úsase para fabricar fiestras irrompibles como o plexiglás. O PMMA tamén se pule ben, ten unha boa resistencia á tracción e é rendible para a produción de grandes volumes. Non obstante, non é tan resistente aos impactos nin aos produtos químicos como o policarbonato (PC).
Se o teu proxecto require un material máis resistente, o PC é máis resistente que o PMMA e ten excelentes propiedades ópticas, o que o converte nunha opción axeitada para lentes e fiestras a proba de balas. O PC tamén se pode dobrar e formar a temperatura ambiente sen romperse. Isto é útil para a creación de prototipos porque non require ferramentas de moldeo caras para a súa formación. O PC é máis caro que o acrílico e a exposición prolongada á auga quente pode liberar produtos químicos nocivos, polo que non cumpre as normas de seguridade alimentaria. Debido á súa resistencia aos impactos e aos arañazos, o PC é ideal para unha variedade de aplicacións. En Star Rapid, usamos este material para fabricar carcasas para terminais portátiles de Muller Commercial Solutions. A peza foi mecanizada por CNC a partir dun bloque sólido de PC; como necesitaba ser completamente transparente, lixouse a man e puliuse con vapor.
Esta é só unha breve descrición xeral dalgúns dos plásticos máis empregados na fabricación. A maioría deles pódense modificar con diferentes fibras de vidro, estabilizadores UV, lubricantes ou outras resinas para acadar certas especificacións.
Gordon Stiles é o fundador e presidente de Star Rapid, unha empresa de prototipado rápido, ferramentas rápidas e fabricación de baixo volume. Baseándose na súa formación en enxeñaría, Stiles fundou Star Rapid en 2005 e, baixo o seu liderado, a empresa creceu ata os 250 empregados. Star Rapid emprega un equipo internacional de enxeñeiros e técnicos que combinan tecnoloxías de vangarda como a impresión 3D e o mecanizado CNC multieixe con técnicas de fabricación tradicionais e altos estándares de calidade. Antes de unirse a Star Rapid, Styles era propietario e dirixía STYLES RPD, a maior empresa de prototipado rápido e ferramentas do Reino Unido, que foi vendida a ARRK Europe no ano 2000.
Data de publicación: 19 de abril de 2023