Er zijn duizenden kunststoffen op de markt voor rapid prototyping of kleinschalige productie. Het kiezen van de juiste kunststof voor een specifiek project kan overweldigend zijn, vooral voor aspirant-uitvinders of ambitieuze ondernemers. Elk materiaal is een compromis op het gebied van kosten, sterkte, flexibiliteit en oppervlakteafwerking. Het is belangrijk om niet alleen rekening te houden met de toepassing van het onderdeel of product, maar ook met de omgeving waarin het gebruikt zal worden.
Over het algemeen hebben technische kunststoffen verbeterde mechanische eigenschappen die zorgen voor een grotere duurzaamheid en die niet veranderen tijdens het productieproces. Sommige soorten kunststoffen kunnen ook worden aangepast om hun sterkte, slagvastheid en hittebestendigheid te verbeteren. Laten we eens kijken naar de verschillende kunststoffen die u kunt overwegen, afhankelijk van de functionaliteit van het eindproduct.
Een van de meest gebruikte harsen voor mechanische onderdelen is nylon, ook wel bekend als polyamide (PA). Wanneer polyamide wordt gemengd met molybdeen, ontstaat een glad oppervlak voor soepele beweging. Tandwielen van nylon op nylon worden echter afgeraden, omdat ze, net als kunststoffen, de neiging hebben om aan elkaar te plakken. PA heeft een hoge slijt- en schuurbestendigheid en goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen. Nylon is een ideaal materiaal voor 3D-printen met kunststof, maar het absorbeert na verloop van tijd water.
Polyoxymethyleen (POM) is ook een uitstekende keuze voor mechanische onderdelen. POM is een acetaalhars die gebruikt wordt voor de productie van DuPont's Delrin, een waardevolle kunststof voor tandwielen, schroeven, wielen en meer. POM heeft een hoge buig- en treksterkte, stijfheid en hardheid. POM wordt echter afgebroken door alkali, chloor en heet water en hecht moeilijk aan elkaar.
Als uw project een soort container betreft, is polypropyleen (PP) de beste keuze. Polypropyleen wordt gebruikt in voedselbewaarcontainers omdat het hittebestendig is, bestand is tegen oliën en oplosmiddelen en geen chemicaliën afgeeft, waardoor het veilig is om te eten. Polypropyleen heeft ook een uitstekende balans tussen stijfheid en slagvastheid, waardoor er gemakkelijk lussen van gemaakt kunnen worden die herhaaldelijk gebogen kunnen worden zonder te breken. Het kan ook gebruikt worden in buizen en slangen.
Een andere optie is polyethyleen (PE). PE is de meest voorkomende kunststof ter wereld met een lage sterkte, hardheid en stijfheid. Het is meestal een melkachtig wit plastic dat gebruikt wordt voor medicijnflessen, melk- en wasmiddelverpakkingen. Polyethyleen is zeer goed bestand tegen een breed scala aan chemicaliën, maar heeft een laag smeltpunt.
Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) is ideaal voor elk project dat een hoge slagvastheid en een hoge scheur- en breukvastheid vereist. ABS is licht van gewicht en kan worden versterkt met glasvezel. Het is duurder dan styreen, maar gaat langer mee dankzij de hardheid en sterkte. 3D-modellering van ABS met behulp van fusiegieten voor rapid prototyping.
Gezien de eigenschappen is ABS een goede keuze voor wearables. Bij Star Rapid hebben we de smartwatchbehuizing voor E3design ontworpen met behulp van spuitgegoten, zwart, voorgelakt ABS/PC-kunststof. Deze materiaalkeuze maakt het geheel relatief licht en zorgt er tegelijkertijd voor dat de behuizing bestand is tegen incidentele schokken, zoals wanneer het horloge een harde ondergrond raakt. High Impact Polystyreen (HIPS) is een goede keuze als u een veelzijdig en slagvast materiaal nodig hebt. Dit materiaal is geschikt voor duurzame koffers voor elektrisch gereedschap en gereedschapskoffers. Hoewel HIPS betaalbaar is, worden ze niet als milieuvriendelijk beschouwd.
Veel projecten vereisen spuitgietharsen met elasticiteit zoals rubber. Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is een goede keuze omdat het veel speciale formules heeft voor hoge elasticiteit, goede prestaties bij lage temperaturen en duurzaamheid. TPU wordt ook gebruikt in elektrisch gereedschap, rollen, kabelisolatie en sportartikelen. Door zijn oplosmiddelbestendigheid heeft TPU een hoge slijt- en schuifsterkte en kan het in veel industriële omgevingen worden gebruikt. Het staat er echter om bekend dat het vocht uit de atmosfeer absorbeert, waardoor het moeilijk te verwerken is tijdens de productie. Voor spuitgieten is er thermoplastisch rubber (TPR), dat goedkoop en gemakkelijk te verwerken is, bijvoorbeeld voor het maken van schokabsorberende rubberen handgrepen.
Als uw onderdeel heldere lenzen of vensters nodig heeft, is acryl (PMMA) de beste keuze. Vanwege de stijfheid en slijtvastheid wordt dit materiaal gebruikt voor de productie van onbreekbare vensters zoals plexiglas. PMMA is ook goed te polijsten, heeft een goede treksterkte en is kosteneffectief voor grootschalige productie. Het is echter niet zo slagvast of chemisch bestendig als polycarbonaat (PC).
Als uw project een sterker materiaal vereist, is PC sterker dan PMMA en heeft het uitstekende optische eigenschappen, waardoor het een geschikte keuze is voor lenzen en kogelwerende ramen. PC kan ook bij kamertemperatuur worden gebogen en gevormd zonder te breken. Dit is handig voor prototyping omdat er geen dure mallen nodig zijn om te vormen. PC is duurder dan acryl en langdurige blootstelling aan heet water kan schadelijke chemicaliën vrijgeven, waardoor het niet voldoet aan de voedselveiligheidsnormen. Door zijn slag- en krasbestendigheid is PC ideaal voor diverse toepassingen. Bij Star Rapid gebruiken we dit materiaal voor de behuizingen van de handheld terminals van Muller Commercial Solutions. Het onderdeel werd CNC-gefreesd uit een massief blok PC; omdat het volledig transparant moest zijn, werd het met de hand geschuurd en gestoompolijst.
Dit is slechts een kort overzicht van enkele van de meest gebruikte kunststoffen in de productie. De meeste hiervan kunnen worden gemodificeerd met verschillende glasvezels, UV-stabilisatoren, smeermiddelen of andere harsen om aan bepaalde specificaties te voldoen.
Gordon Stiles is de oprichter en directeur van Star Rapid, een bedrijf dat zich bezighoudt met rapid prototyping, rapid tooling en productie in kleine aantallen. Vanuit zijn technische achtergrond richtte Stiles in 2005 Star Rapid op en onder zijn leiding groeide het bedrijf uit tot 250 medewerkers. Star Rapid heeft een internationaal team van ingenieurs en technici in dienst die geavanceerde technologieën zoals 3D-printen en CNC-bewerking met meerdere assen combineren met traditionele productietechnieken en hoge kwaliteitsnormen. Voordat Styles bij Star Rapid kwam werken, was hij eigenaar en directeur van STYLES RPD, het grootste rapid prototyping- en toolingbedrijf van het Verenigd Koninkrijk, dat in 2000 werd verkocht aan ARRK Europe.
Plaatsingstijd: 19-04-2023