Esistono migliaia di materie plastiche sul mercato per la prototipazione rapida o la produzione su piccola scala: scegliere la plastica giusta per un progetto specifico può essere complicato, soprattutto per aspiranti inventori o aspiranti imprenditori. Ogni materiale rappresenta un compromesso in termini di costo, resistenza, flessibilità e finitura superficiale. È necessario considerare non solo l'applicazione del componente o del prodotto, ma anche l'ambiente in cui verrà utilizzato.
In generale, le materie plastiche ingegneristiche presentano proprietà meccaniche migliorate che garantiscono una maggiore durata e non subiscono variazioni durante il processo di produzione. Alcuni tipi di materie plastiche possono anche essere modificati per migliorarne la resistenza, gli urti e il calore. Analizziamo i diversi materiali plastici da considerare in base alla funzionalità del componente o prodotto finale.
Una delle resine più comuni utilizzate per realizzare componenti meccanici è il nylon, noto anche come poliammide (PA). Quando la poliammide viene miscelata con il molibdeno, si ottiene una superficie liscia che facilita i movimenti. Tuttavia, gli ingranaggi in nylon su nylon non sono raccomandati perché, come la plastica, tendono ad attaccarsi tra loro. La PA ha un'elevata resistenza all'usura e all'abrasione e buone proprietà meccaniche ad alte temperature. Il nylon è un materiale ideale per la stampa 3D con la plastica, ma assorbe acqua nel tempo.
Il poliossimetilene (POM) è un'ottima scelta anche per le parti meccaniche. Il POM è una resina acetalica utilizzata per produrre il Delrin di DuPont, una plastica pregiata utilizzata per ingranaggi, viti, ruote e altro ancora. Il POM offre elevata resistenza alla flessione e alla trazione, rigidità e durezza. Tuttavia, il POM si degrada a contatto con alcali, cloro e acqua calda, ed è difficile da incollare.
Se il tuo progetto riguarda un contenitore, il polipropilene (PP) è la scelta migliore. Il polipropilene viene utilizzato nei contenitori per alimenti perché è resistente al calore, impermeabile a oli e solventi e non rilascia sostanze chimiche, il che lo rende sicuro per il consumo. Il polipropilene offre anche un eccellente equilibrio tra rigidità e resistenza agli urti, il che lo rende facile da realizzare anelli che possono essere piegati ripetutamente senza rompersi. Può essere utilizzato anche in tubi e flessibili.
Un'altra opzione è il polietilene (PE). Il PE è la plastica più comune al mondo, con bassa resistenza, durezza e rigidità. Di solito è una plastica bianco latte utilizzata per realizzare flaconi di medicinali, contenitori per latte e detersivi. Il polietilene è altamente resistente a un'ampia gamma di sostanze chimiche, ma ha un basso punto di fusione.
L'acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) è un materiale ideale per qualsiasi progetto che richieda un'elevata resistenza agli urti, allo strappo e alla frattura. L'ABS è leggero e può essere rinforzato con fibra di vetro. È più costoso dello stirene, ma dura più a lungo grazie alla sua durezza e resistenza. Modellazione 3D in ABS tramite fusione per prototipazione rapida.
Date le sue proprietà, l'ABS è una buona scelta per i dispositivi indossabili. Noi di Star Rapid abbiamo creato la cassa dello smartwatch per E3design utilizzando plastica ABS/PC preverniciata nera stampata a iniezione. Questa scelta di materiale rende l'intero dispositivo relativamente leggero, offrendo al contempo una cassa in grado di resistere a urti occasionali, come quando l'orologio colpisce una superficie dura. Il polistirene antiurto (HIPS) è una buona scelta se si necessita di un materiale versatile e resistente agli urti. Questo materiale è adatto per realizzare custodie per elettroutensili e custodie per utensili resistenti. Sebbene l'HIPS sia conveniente, non è considerato ecologico.
Molti progetti richiedono resine per stampaggio a iniezione con un'elasticità simile a quella della gomma. Il poliuretano termoplastico (TPU) è una buona scelta perché presenta numerose formulazioni speciali che garantiscono elevata elasticità, resistenza alle basse temperature e durata. Il TPU viene utilizzato anche in utensili elettrici, rulli, isolamento dei cavi e articoli sportivi. Grazie alla sua resistenza ai solventi, il TPU presenta un'elevata resistenza all'abrasione e al taglio e può essere utilizzato in molti ambienti industriali. Tuttavia, è noto per assorbire l'umidità atmosferica, rendendone difficile la lavorazione durante la produzione. Per lo stampaggio a iniezione, è disponibile la gomma termoplastica (TPR), economica e facile da maneggiare, ad esempio per la realizzazione di impugnature in gomma antiurto.
Se il tuo componente richiede lenti o finestre trasparenti, l'acrilico (PMMA) è la soluzione migliore. Grazie alla sua rigidità e resistenza all'abrasione, questo materiale viene utilizzato per realizzare finestre infrangibili come il plexiglass. Il PMMA è anche ben lucidabile, ha una buona resistenza alla trazione ed è conveniente per la produzione di grandi volumi. Tuttavia, non è resistente agli urti o agli agenti chimici come il policarbonato (PC).
Se il vostro progetto richiede un materiale più resistente, il PC è più resistente del PMMA e presenta eccellenti proprietà ottiche, il che lo rende una scelta ideale per lenti e finestre antiproiettile. Inoltre, il PC può essere piegato e formato a temperatura ambiente senza rompersi. Questo è utile per la prototipazione perché non richiede costosi stampi per la formatura. Il PC è più costoso dell'acrilico e l'esposizione prolungata all'acqua calda può rilasciare sostanze chimiche nocive, quindi non soddisfa gli standard di sicurezza alimentare. Grazie alla sua resistenza agli urti e ai graffi, il PC è ideale per una varietà di applicazioni. Noi di Star Rapid utilizziamo questo materiale per realizzare alloggiamenti per i terminali portatili di Muller Commercial Solutions. Il componente è stato lavorato a CNC da un blocco pieno di PC; poiché doveva essere completamente trasparente, è stato levigato a mano e lucidato a vapore.
Questa è solo una breve panoramica di alcune delle materie plastiche più comunemente utilizzate in ambito produttivo. La maggior parte di queste può essere modificata con diverse fibre di vetro, stabilizzanti UV, lubrificanti o altre resine per raggiungere specifiche specifiche.
Gordon Stiles è il fondatore e presidente di Star Rapid, un'azienda di prototipazione rapida, produzione rapida di utensili e produzione a basso volume. Grazie al suo background ingegneristico, Stiles ha fondato Star Rapid nel 2005 e sotto la sua guida l'azienda è cresciuta fino a raggiungere i 250 dipendenti. Star Rapid si avvale di un team internazionale di ingegneri e tecnici che combinano tecnologie all'avanguardia come la stampa 3D e la lavorazione CNC multiasse con tecniche di produzione tradizionali e standard qualitativi elevati. Prima di entrare in Star Rapid, Styles possedeva e gestiva STYLES RPD, la più grande azienda di prototipazione rapida e produzione di utensili del Regno Unito, venduta ad ARRK Europe nel 2000.
Data di pubblicazione: 19-04-2023