Det finnes tusenvis av plasttyper på markedet for rask prototyping eller småskalaproduksjon – å velge riktig plast for et bestemt prosjekt kan være overveldende, spesielt for håpefulle oppfinnere eller gründere. Hvert materiale representerer et kompromiss når det gjelder kostnad, styrke, fleksibilitet og overflatefinish. Det er nødvendig å vurdere ikke bare bruksområdet for delen eller produktet, men også miljøet det skal brukes i.
Generelt har teknisk plast forbedrede mekaniske egenskaper som gir større holdbarhet og ikke endres under produksjonsprosessen. Noen typer plast kan også modifiseres for å forbedre styrken, samt slag- og varmemotstanden. La oss dykke ned i de forskjellige plastmaterialene å vurdere avhengig av funksjonaliteten til den ferdige delen eller produktet.
En av de vanligste harpiksene som brukes til å lage mekaniske deler er nylon, også kjent som polyamid (PA). Når polyamid blandes med molybden, får det en glatt overflate for enkel bevegelse. Nylon-på-nylon-gir anbefales imidlertid ikke fordi de, i likhet med plast, har en tendens til å klebe seg sammen. PA har høy slitestyrke og gode mekaniske egenskaper ved høye temperaturer. Nylon er et ideelt materiale for 3D-printing med plast, men det absorberer vann over tid.
Polyoksymetylen (POM) er også et utmerket valg for mekaniske deler. POM er en acetalharpiks som brukes til å lage DuPonts Delrin, en verdifull plast som brukes i gir, skruer, hjul og mer. POM har høy bøye- og strekkfasthet, stivhet og hardhet. POM brytes imidlertid ned av alkali, klor og varmt vann, og er vanskelig å lime sammen.
Hvis prosjektet ditt er en slags beholder, er polypropylen (PP) det beste valget. Polypropylen brukes i oppbevaringsbeholdere for mat fordi det er varmebestandig, ugjennomtrengelig for oljer og løsemidler, og ikke frigjør kjemikalier, noe som gjør det trygt å spise. Polypropylen har også en utmerket balanse mellom stivhet og slagfasthet, noe som gjør det enkelt å lage løkker som kan bøyes gjentatte ganger uten å brekke. Det kan også brukes i rør og slanger.
Et annet alternativ er polyetylen (PE). PE er den vanligste plasten i verden med lav styrke, hardhet og stivhet. Det er vanligvis en melkehvit plast som brukes til å lage medisinflasker, melke- og vaskemiddelbeholdere. Polyetylen er svært motstandsdyktig mot en rekke kjemikalier, men har et lavt smeltepunkt.
Akrylnitrilbutadienstyren (ABS)-materiale er ideelt for ethvert prosjekt som krever høy slagfasthet og høy rive- og bruddmotstand. ABS er lett og kan forsterkes med glassfiber. Det er dyrere enn styren, men varer lenger på grunn av hardhet og styrke. Fusjonsstøpt ABS 3D-modellering for rask prototyping.
Gitt egenskapene sine, er ABS et godt valg for bærbare enheter. Hos Star Rapid laget vi smartklokkedekselet for E3design ved hjelp av sprøytestøpt svart, forhåndsmalt ABS/PC-plast. Dette materialvalget gjør hele enheten relativt lett, samtidig som det gir et deksel som tåler sporadiske støt, for eksempel når klokken treffer en hard overflate. Slagfast polystyren (HIPS) er et godt valg hvis du trenger et allsidig og slagfast materiale. Dette materialet er egnet for å lage slitesterke etuier til elektroverktøy og verktøyetuier. Selv om HIPS er rimelige, regnes de ikke som miljøvennlige.
Mange prosjekter krever sprøytestøpeharpikser med elastisitet som gummi. Termoplastisk polyuretan (TPU) er et godt valg fordi det har mange spesielle formuleringer for høy elastisitet, lavtemperaturytelse og holdbarhet. TPU brukes også i elektroverktøy, valser, kabelisolasjon og sportsutstyr. På grunn av sin løsemiddelbestandighet har TPU høy slite- og skjærstyrke og kan brukes i mange industrielle miljøer. Det er imidlertid kjent for å absorbere fuktighet fra atmosfæren, noe som gjør det vanskelig å bearbeide under produksjonen. For sprøytestøping finnes det termoplastisk gummi (TPR), som er billig og enkel å håndtere, for eksempel for å lage støtdempende gummigrep.
Hvis delen din krever klare linser eller vinduer, er akryl (PMMA) best. På grunn av sin stivhet og slitestyrke brukes dette materialet til å lage uknuselige vinduer som pleksiglass. PMMA polerer også godt, har god strekkfasthet og er kostnadseffektivt for storvolumproduksjon. Det er imidlertid ikke like slagfast eller kjemikaliebestandig som polykarbonat (PC).
Hvis prosjektet ditt krever et sterkere materiale, er PC sterkere enn PMMA og har utmerkede optiske egenskaper, noe som gjør det til et passende valg for linser og skuddsikre vinduer. PC kan også bøyes og formes ved romtemperatur uten å brekke. Dette er nyttig for prototyping fordi det ikke krever dyre støpeverktøy for å forme. PC er dyrere enn akryl, og langvarig eksponering for varmt vann kan frigjøre skadelige kjemikalier, slik at det ikke oppfyller standarder for mattrygghet. På grunn av sin slagfasthet og ripebestandighet er PC ideelt for en rekke bruksområder. Hos Star Rapid bruker vi dette materialet til å lage hus for håndholdte terminaler fra Muller Commercial Solutions. Delen ble CNC-maskinert fra en solid PC-blokk; siden den måtte være helt gjennomsiktig, ble den slipt for hånd og damppolert.
Dette er bare en kort oversikt over noen av de mest brukte plasttypene i produksjon. De fleste av disse kan modifiseres med forskjellige glassfibre, UV-stabilisatorer, smøremidler eller andre harpikser for å oppnå bestemte spesifikasjoner.
Gordon Stiles er grunnlegger og president i Star Rapid, et selskap innen hurtigprototyping, hurtigverktøyproduksjon og lavvolumproduksjon. Basert på sin ingeniørbakgrunn grunnla Stiles Star Rapid i 2005, og under hans ledelse har selskapet vokst til 250 ansatte. Star Rapid sysselsetter et internasjonalt team av ingeniører og teknikere som kombinerer banebrytende teknologier som 3D-printing og CNC-maskinering med tradisjonelle produksjonsteknikker og høye kvalitetsstandarder. Før han begynte i Star Rapid, eide og drev Styles STYLES RPD, Storbritannias største hurtigprototyping- og verktøyproduksjonsselskap, som ble solgt til ARRK Europe i 2000.
Publisert: 19. april 2023