Tirgū ir tūkstošiem plastmasas veidu ātrai prototipu izgatavošanai vai maza mēroga ražošanai – pareizās plastmasas izvēle konkrētam projektam var būt sarežģīta, īpaši topošajiem izgudrotājiem vai uzņēmējiem. Katrs materiāls ir kompromiss izmaksu, izturības, elastības un virsmas apdares ziņā. Ir jāņem vērā ne tikai detaļas vai produkta pielietojums, bet arī vide, kurā tas tiks izmantots.
Kopumā inženiertehniskajām plastmasām ir uzlabotas mehāniskās īpašības, kas nodrošina lielāku izturību un nemainās ražošanas procesā. Dažus plastmasas veidus var arī modificēt, lai uzlabotu to izturību, kā arī triecienizturību un karstumizturību. Apskatīsim dažādus plastmasas materiālus, kas jāņem vērā atkarībā no gala detaļas vai produkta funkcionalitātes.
Viens no visizplatītākajiem sveķiem, ko izmanto mehānisko detaļu ražošanā, ir neilons, kas pazīstams arī kā poliamīds (PA). Kad poliamīds tiek sajaukts ar molibdēnu, tam ir gluda virsma, kas nodrošina vieglu kustību. Tomēr neilona zobrati ar neilonu nav ieteicami, jo, tāpat kā plastmasa, tie mēdz salipt kopā. PA ir augsta nodilumizturība un berzes izturība, kā arī labas mehāniskās īpašības augstās temperatūrās. Neilons ir ideāls materiāls 3D drukāšanai ar plastmasu, taču laika gaitā tas absorbē ūdeni.
Polioksimetilēns (POM) ir arī lieliska izvēle mehāniskām detaļām. POM ir acetāla sveķi, ko izmanto DuPont Delrin ražošanā — vērtīgā plastmasā, ko izmanto zobratos, skrūvēs, riteņos un citur. POM ir augsta lieces un stiepes izturība, stingrība un cietība. Tomēr POM degradējas sārmu, hlora un karsta ūdens ietekmē, un to ir grūti salīmēt kopā.
Ja jūsu projekts ir kāda veida trauks, labākā izvēle ir polipropilēns (PP). Polipropilēnu izmanto pārtikas uzglabāšanas traukos, jo tas ir karstumizturīgs, necaurlaidīgs pret eļļām un šķīdinātājiem un neizdala ķīmiskas vielas, padarot to drošu lietošanai pārtikā. Polipropilēnam ir arī lielisks stingrības un triecienizturības līdzsvars, kas ļauj viegli izveidot cilpas, kuras var atkārtoti saliekt, neplīstot. To var izmantot arī caurulēs un šļūtenēs.
Vēl viena iespēja ir polietilēns (PE). PE ir visizplatītākā plastmasa pasaulē ar zemu izturību, cietību un stingrību. Tā parasti ir pienaini balta plastmasa, ko izmanto zāļu pudeļu, piena un mazgāšanas līdzekļu trauku izgatavošanai. Polietilēns ir ļoti izturīgs pret plašu ķīmisko vielu klāstu, bet tam ir zema kušanas temperatūra.
Akrilnitrila butadiēna stirola (ABS) materiāls ir ideāli piemērots jebkuram projektam, kam nepieciešama augsta triecienizturība un augsta izturība pret plīšanu un lūzumiem. ABS ir viegls un to var pastiprināt ar stikla šķiedru. Tas ir dārgāks nekā stirols, bet kalpo ilgāk, pateicoties tā cietībai un izturībai. Kausēšanas formēšanas ABS 3D modelēšana ātrai prototipu izgatavošanai.
Ņemot vērā ABS īpašības, tas ir laba izvēle valkājamām ierīcēm. Star Rapid izveidoja viedpulksteņa korpusu E3design, izmantojot iesmidzinājumā formētu melnu, iepriekš krāsotu ABS/PC plastmasu. Šī materiāla izvēle padara visu ierīci relatīvi vieglu, vienlaikus nodrošinot korpusu, kas var izturēt neregulārus triecienus, piemēram, kad pulkstenis atsitas pret cietu virsmu. Augstas triecienizturības polistirols (HIPS) ir laba izvēle, ja nepieciešams daudzpusīgs un triecienizturīgs materiāls. Šis materiāls ir piemērots izturīgu elektroinstrumentu un instrumentu korpusu izgatavošanai. Lai gan HIPS ir pieejami, tie netiek uzskatīti par videi draudzīgiem.
Daudziem projektiem ir nepieciešami iesmidzināšanas formēšanas sveķi ar elastību, līdzīgi kā gumijai. Termoplastiskais poliuretāns (TPU) ir laba izvēle, jo tam ir daudz īpašu formulu, kas nodrošina augstu elastību, veiktspēju zemā temperatūrā un izturību. TPU tiek izmantots arī elektroinstrumentos, veltņos, kabeļu izolācijā un sporta precēs. Pateicoties izturībai pret šķīdinātājiem, TPU ir augsta nodilumizturība un bīdes izturība, un to var izmantot daudzās rūpnieciskās vidēs. Tomēr tas ir zināms ar to, ka absorbē mitrumu no atmosfēras, tāpēc to ir grūti apstrādāt ražošanas laikā. Iesmidzināšanas formēšanai ir pieejama termoplastiskā gumija (TPR), kas ir lēta un viegli apstrādājama, piemēram, triecienu absorbējošu gumijas rokturu izgatavošanai.
Ja jūsu detaļai nepieciešamas caurspīdīgas lēcas vai logi, vislabāk ir izvēlēties akrilu (PMMA). Pateicoties tā stingrībai un nodilumizturībai, šo materiālu izmanto triecienizturīgu logu, piemēram, pleksiglasa, izgatavošanai. PMMA arī labi pulējas, tam ir laba stiepes izturība, un tas ir rentabls liela apjoma ražošanai. Tomēr tas nav tik triecienizturīgs vai ķīmiski izturīgs kā polikarbonāts (PC).
Ja jūsu projektam ir nepieciešams spēcīgāks materiāls, PC ir spēcīgāks par PMMA un tam ir lieliskas optiskās īpašības, padarot to par piemērotu izvēli lēcām un ložu necaurlaidīgiem logiem. PC var arī saliekt un formēt istabas temperatūrā, nelūstot. Tas ir noderīgi prototipu izgatavošanai, jo tā veidošanai nav nepieciešami dārgi formēšanas instrumenti. PC ir dārgāks nekā akrils, un ilgstoša karstā ūdens iedarbība var izdalīt kaitīgas ķīmiskas vielas, tāpēc tas neatbilst pārtikas nekaitīguma standartiem. Pateicoties triecienizturībai un izturībai pret skrāpējumiem, PC ir ideāli piemērots dažādiem pielietojumiem. Uzņēmumā Star Rapid mēs izmantojam šo materiālu, lai izgatavotu korpusus Muller Commercial Solutions rokas termināļiem. Detaļa tika izgatavota ar CNC no cieta PC bloka; tā kā tai bija jābūt pilnīgi caurspīdīgai, tā tika slīpēta ar rokām un pulēta ar tvaiku.
Šis ir tikai īss pārskats par dažām no visbiežāk izmantotajām plastmasām ražošanā. Lielāko daļu no tām var modificēt ar dažādām stikla šķiedrām, UV stabilizatoriem, smērvielām vai citiem sveķiem, lai sasniegtu noteiktas specifikācijas.
Gordons Stails ir uzņēmuma Star Rapid, kas ir ātrās prototipēšanas, ātrās instrumentu ražošanas un mazapjoma ražošanas uzņēmums, dibinātājs un prezidents. Balstoties uz savu inženierzinātņu pieredzi, Stails 2005. gadā nodibināja Star Rapid, un viņa vadībā uzņēmums ir izaudzis līdz 250 darbiniekiem. Star Rapid nodarbina starptautisku inženieru un tehniķu komandu, kas apvieno tādas progresīvas tehnoloģijas kā 3D drukāšana un CNC daudzasu apstrāde ar tradicionālajām ražošanas metodēm un augstiem kvalitātes standartiem. Pirms pievienošanās Star Rapid, Stails piederēja un vadīja STYLES RPD, Apvienotās Karalistes lielāko ātrās prototipēšanas un instrumentu ražošanas uzņēmumu, kas 2000. gadā tika pārdots ARRK Europe.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 19. aprīlis