市場には、ラピッドプロトタイピングや小規模生産用に何千ものプラスチックが存在します。特定のプロジェクトに適切なプラスチックを選択することは、特に意欲的な発明家や意欲的な起業家にとっては困難を伴う場合があります。各材料は、コスト、強度、柔軟性、表面仕上げの点で妥協点を示しています。部品や製品の用途だけでなく、使用される環境も考慮する必要があります。
一般に、エンジニアリング プラスチックの機械的特性は向上しており、耐久性が向上し、製造プロセス中に変化することはありません。一部の種類のプラスチックは、強度、耐衝撃性、耐熱性を向上させるために改質することもできます。最終部品または製品の機能に応じて検討すべきさまざまなプラスチック材料について詳しく見てみましょう。
機械部品の製造に使用される最も一般的な樹脂の 1 つは、ポリアミド (PA) としても知られるナイロンです。ポリアミドにモリブデンを混合すると、表面が滑らかになり動きやすくなります。ただし、ナイロンとナイロンのギアは、プラスチックと同様にくっつく傾向があるため、お勧めできません。PA は高い耐摩耗性と耐摩耗性を備え、高温での優れた機械的特性を備えています。ナイロンはプラスチックの 3D プリントに最適な素材ですが、時間が経つと水分を吸収します。
ポリオキシメチレン (POM) も機械部品に最適です。POM は、デュポン社のデルリンの製造に使用されるアセタール樹脂で、ギア、ネジ、ホイールなどに使用される貴重なプラスチックです。POMは高い曲げ強度、引張強度、剛性、硬度を持っています。しかし、POMはアルカリ、塩素、熱水などにより劣化し、固着しにくくなります。
プロジェクトが何らかのコンテナである場合、ポリプロピレン (PP) が最良の選択です。ポリプロピレンは耐熱性があり、油や溶剤を通さず、化学物質を放出しないので安全に食べられるため、食品の保存容器に使用されています。ポリプロピレンは剛性と衝撃強度のバランスに優れているため、繰り返し曲げても切れないループを簡単に作成できます。パイプやホースにも使用できます。
別のオプションはポリエチレン (PE) です。PE は世界で最も一般的なプラスチックですが、強度、硬度、剛性が低いです。通常、薬瓶、牛乳、洗剤の容器の製造に使用される乳白色のプラスチックです。ポリエチレンはさまざまな化学物質に対して高い耐性を持っていますが、融点は低いです。
アクリロニトリル ブタジエン スチレン (ABS) 材料は、高い耐衝撃性、高い引き裂き抵抗と破壊抵抗を必要とするあらゆるプロジェクトに最適です。ABS は軽量であり、グラスファイバーで強化することができます。スチレンより高価ですが、その硬さと強度により長持ちします。ラピッドプロトタイピングのための融合成形 ABS 3D モデリング。
その特性を考慮すると、ABS はウェアラブルに最適です。Star Rapid では、射出成形された黒色の塗装済み ABS/PC プラスチックを使用して、E3design 用のスマートウォッチ ケースを作成しました。この素材の選択により、デバイス全体が比較的軽量になり、同時に時計が硬い表面に当たったときなどの時折の衝撃に耐えられるケースも提供されます。多用途で耐衝撃性のある材料が必要な場合は、耐衝撃性ポリスチレン (HIPS) が最適です。耐久性に優れた電動工具ケースやツールケースの製造に適した材質です。HIPS は手頃な価格ですが、環境に優しいとは考えられていません。
ゴムのような弾性を持つ樹脂を射出成形するプロジェクトが多くあります。熱可塑性ポリウレタン (TPU) は、高い弾性、低温性能、耐久性を実現するための特別な配合が多数含まれているため、適切な選択肢です。TPU は電動工具、ローラー、ケーブル絶縁体、スポーツ用品にも使用されています。TPU は耐溶剤性があるため、高い摩耗強度とせん断強度を備えており、多くの産業環境で使用できます。しかし、大気中の水分を吸収することが知られており、製造時の加工が困難になります。射出成形には、衝撃吸収ゴムグリップなどに安価で扱いやすい熱可塑性ゴム（TPR）があります。
部品に透明なレンズや窓が必要な場合は、アクリル (PMMA) が最適です。この材料は剛性と耐摩耗性があるため、プレキシガラスなどの飛散防止窓の製造に使用されます。PMMA は研磨性も高く、引張強度も良好で、大量生産においてコスト効率が優れています。ただし、ポリカーボネート (PC) ほど耐衝撃性や耐薬品性はありません。
プロジェクトでより強力な材料が必要な場合、PC は PMMA よりも強く、優れた光学特性を備えているため、レンズや防弾窓に適しています。PCも室温で壊れることなく曲げて成形できます。これは、成形に高価な金型ツールを必要としないため、プロトタイピングに役立ちます。PCはアクリルよりも高価で、熱湯に長時間さらされると有害な化学物質が放出される可能性があるため、食品安全基準を満たしていません。PC は衝撃や傷に強いため、さまざまな用途に最適です。Star Rapid では、この材料を使用して Muller Commercial Solutions ハンドヘルド端末のハウジングを製造しています。この部品は PC の固体ブロックから CNC 機械加工で作られました。完全に透明にする必要があったため、手作業でサンディングし、蒸気で研磨しました。
これは、製造で最も一般的に使用されるプラスチックのいくつかの概要にすぎません。これらのほとんどは、特定の仕様を達成するために、さまざまなガラス繊維、UV 安定剤、潤滑剤、またはその他の樹脂で修飾できます。
ゴードン スタイルズは、ラピッド プロトタイピング、ラピッド ツーリング、少量生産会社である Star Rapid の創設者兼社長です。スタイルズ氏はエンジニアリングの経歴に基づいて、2005 年に Star Rapid を設立し、彼のリーダーシップの下、会社は従業員 250 名にまで成長しました。Star Rapid は、3D プリンティングや CNC 多軸加工などの最先端技術と、伝統的な製造技術および高品質基準を組み合わせたエンジニアと技術者の国際的なチームを採用しています。Star Rapid に入社する前、Styles は英国最大のラピッド プロトタイピングおよびツール会社である STYLES RPD を所有し、運営していましたが、2000 年に ARRK Europe に売却されました。
投稿時間: 2023 年 4 月 19 日