Több ezer műanyag kapható a piacon gyors prototípusgyártáshoz vagy kisüzemi gyártáshoz – a megfelelő műanyag kiválasztása egy adott projekthez ijesztő feladat lehet, különösen a feltörekvő feltalálók vagy vállalkozók számára. Minden anyag kompromisszumot jelent a költség, a szilárdság, a rugalmasság és a felületkezelés tekintetében. Nemcsak az alkatrész vagy termék alkalmazását kell figyelembe venni, hanem azt a környezetet is, amelyben azt használni fogják.
Általánosságban elmondható, hogy a műszaki műanyagok jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyobb tartósságot biztosítanak, és nem változnak a gyártási folyamat során. Bizonyos típusú műanyagok módosíthatók is, hogy javítsák szilárdságukat, valamint ütés- és hőállóságukat. Vizsgáljuk meg a különböző műanyagokat, amelyeket a végső alkatrész vagy termék funkcionalitása alapján érdemes figyelembe venni.
A mechanikus alkatrészek gyártásához használt egyik leggyakrabban használt gyanta a nejlon, más néven poliamid (PA). Amikor a poliamidot molibdénnel keverik, sima felületet kap a könnyű mozgás érdekében. A nejlon-nejlon fogaskerekek azonban nem ajánlottak, mert a műanyagokhoz hasonlóan hajlamosak összeragadni. A PA nagy kopás- és kopásállósággal rendelkezik, és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik magas hőmérsékleten. A nejlon ideális anyag a műanyaggal történő 3D nyomtatáshoz, de idővel felszívja a vizet.
A polioximetilén (POM) kiváló választás mechanikus alkatrészekhez is. A POM egy acetálgyanta, amelyet a DuPont Delrin nevű értékes műanyagjának gyártásához használnak, amelyet fogaskerekekben, csavarokban, kerekekben és egyebekben használnak. A POM nagy hajlító- és szakítószilárdsággal, merevséggel és keménységgel rendelkezik. A POM-ot azonban lúg, klór és forró víz lebontja, és nehezen ragasztható össze.
Ha valamilyen tartályt tervezel, a polipropilén (PP) a legjobb választás. A polipropilént élelmiszertároló edényekben használják, mert hőálló, olajokkal és oldószerekkel szemben ellenálló, és nem bocsát ki vegyszereket, így biztonságosan fogyasztható. A polipropilén kiválóan egyensúlyban tartja a merevséget és az ütésállóságot, így könnyen készíthetők belőle olyan hurkok, amelyek ismételten hajlíthatók anélkül, hogy elszakadnának. Csövekben és tömlőkben is használható.
Egy másik lehetőség a polietilén (PE). A PE a világon a leggyakoribb műanyag, alacsony szilárdsággal, keménységgel és merevséggel. Általában tejfehér műanyag, amelyet gyógyszeres üvegek, tej- és mosószeres tartályok készítésére használnak. A polietilén rendkívül ellenálló a vegyszerek széles skálájával szemben, de alacsony az olvadáspontja.
Az akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) anyag ideális minden olyan projekthez, amely nagy ütésállóságot, valamint nagyfokú szakadási és törési ellenállást igényel. Az ABS könnyű és üvegszállal erősíthető. Drágább, mint a sztirol, de keménysége és szilárdsága miatt tovább tart. Fúziós öntéssel előállított ABS 3D modellezés a gyors prototípuskészítéshez.
Tulajdonságait tekintve az ABS jó választás viselhető eszközökhöz. A Star Rapidnál az E3design számára készítettük el az okosóra tokot, fröccsöntött, fekete, előre festett ABS/PC műanyagból. Ez az anyagválasztás viszonylag könnyűvé teszi az egész eszközt, miközben olyan tokot biztosít, amely ellenáll az alkalmi ütéseknek, például amikor az óra kemény felületnek ütődik. A nagy ütésállóságú polisztirol (HIPS) jó választás, ha sokoldalú és ütésálló anyagra van szüksége. Ez az anyag alkalmas tartós szerszámtáskák és szerszámtáskák készítésére. Bár a HIPS megfizethető, nem tekinthető környezetbarátnak.
Sok projekthez olyan fröccsöntő gyantákra van szükség, amelyek rugalmasak, mint a gumi. A hőre lágyuló poliuretán (TPU) jó választás, mivel számos speciális összetétellel rendelkezik a nagy rugalmasság, az alacsony hőmérsékleti teljesítmény és a tartósság érdekében. A TPU-t szerszámokban, görgőkben, kábelszigetelésben és sportfelszerelésekben is használják. Oldószerállósága miatt a TPU nagy kopás- és nyírószilárdsággal rendelkezik, és számos ipari környezetben használható. Ismert azonban arról, hogy elnyeli a nedvességet a légkörből, ami megnehezíti a gyártás során történő feldolgozását. Fröccsöntéshez létezik hőre lágyuló gumi (TPR), amely olcsó és könnyen kezelhető, például ütéscsillapító gumi markolatok készítéséhez.
Ha az alkatrésznek átlátszó lencsékre vagy ablakokra van szüksége, az akril (PMMA) a legjobb választás. Merevsége és kopásállósága miatt ezt az anyagot törésálló ablakok, például plexiüveg készítésére használják. A PMMA jól polírozható, jó szakítószilárdsággal rendelkezik, és költséghatékony a nagy volumenű gyártás során. Azonban nem annyira ütés- vagy vegyszerálló, mint a polikarbonát (PC).
Ha a projekted erősebb anyagot igényel, a PC erősebb, mint a PMMA, és kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkezik, így alkalmas választás lencsékhez és golyóálló ablakokhoz. A PC szobahőmérsékleten is hajlítható és alakítható törés nélkül. Ez hasznos prototípusgyártáshoz, mivel nem igényel drága öntőszerszámokat a formázásához. A PC drágább, mint az akril, és a forró víznek való hosszan tartó kitettség káros vegyi anyagokat szabadíthat fel, így nem felel meg az élelmiszer-biztonsági előírásoknak. Ütés- és karcállósága miatt a PC ideális különféle alkalmazásokhoz. A Star Rapidnál ezt az anyagot használjuk a Muller Commercial Solutions kézi terminálok házainak gyártásához. Az alkatrészt CNC-vel megmunkálták tömör PC tömbből; mivel teljesen átlátszónak kellett lennie, kézzel csiszolták és gőzzel polírozták.
Ez csak egy rövid áttekintés a gyártásban leggyakrabban használt műanyagokról. Ezek többsége módosítható különböző üvegszálakkal, UV-stabilizátorokkal, kenőanyagokkal vagy más gyantákkal bizonyos specifikációk elérése érdekében.
Gordon Stiles a Star Rapid alapítója és elnöke, amely egy gyors prototípus-készítő, gyors szerszámgyártó és kis volumenű gyártó cég. Mérnöki hátterére építve Stiles 2005-ben megalapította a Star Rapidot, és vezetése alatt a vállalat 250 alkalmazottra nőtt. A Star Rapid egy nemzetközi mérnökökből és technikusokból álló csapatot alkalmaz, akik a legmodernebb technológiákat, például a 3D nyomtatást és a CNC többtengelyes megmunkálást ötvözik a hagyományos gyártási technikákkal és a magas minőségi szabványokkal. Mielőtt csatlakozott a Star Rapidhoz, Styles a STYLES RPD, az Egyesült Királyság legnagyobb gyors prototípus- és szerszámgyártó cégének tulajdonosa és üzemeltetője volt, amelyet 2000-ben eladtak az ARRK Europe-nak.
Közzététel ideje: 2023. április 19.