Na rynku dostępne są tysiące tworzyw sztucznych do szybkiego prototypowania lub produkcji na małą skalę – wybór odpowiedniego tworzywa sztucznego do konkretnego projektu może być przytłaczający, zwłaszcza dla początkujących wynalazców lub początkujących przedsiębiorców.Każdy materiał stanowi kompromis pod względem kosztów, wytrzymałości, elastyczności i wykończenia powierzchni.Konieczne jest rozważenie nie tylko zastosowania części lub produktu, ale także środowiska, w którym będzie on używany.
Ogólnie rzecz biorąc, tworzywa konstrukcyjne mają ulepszone właściwości mechaniczne, które zapewniają większą trwałość i nie zmieniają się podczas procesu produkcyjnego.Niektóre rodzaje tworzyw sztucznych można również modyfikować, aby poprawić ich wytrzymałość, a także odporność na uderzenia i ciepło.Przyjrzyjmy się różnym materiałom z tworzyw sztucznych, które należy rozważyć w zależności od funkcjonalności końcowej części lub produktu.
Jedną z najpowszechniejszych żywic używanych do produkcji części mechanicznych jest nylon, znany również jako poliamid (PA).Po zmieszaniu poliamidu z molibdenem uzyskuje się gładką powierzchnię ułatwiającą ruch.Jednak przekładnie nylon na nylonie nie są zalecane, ponieważ podobnie jak tworzywa sztuczne mają tendencję do sklejania się.PA ma wysoką odporność na zużycie i ścieranie oraz dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach.Nylon jest idealnym materiałem do druku 3D z plastikiem, jednak z czasem wchłania wodę.
Polioksymetylen (POM) jest również doskonałym wyborem na części mechaniczne.POM to żywica acetalowa używana do produkcji Delrinu firmy DuPont, cennego tworzywa sztucznego używanego w przekładniach, śrubach, kołach i nie tylko.POM ma wysoką wytrzymałość na zginanie i rozciąganie, sztywność i twardość.Jednak POM jest rozkładany przez alkalia, chlor i gorącą wodę i trudno go skleić.
Jeśli Twoim projektem jest jakiś pojemnik, polipropylen (PP) jest najlepszym wyborem.Polipropylen jest stosowany w pojemnikach do przechowywania żywności, ponieważ jest odporny na ciepło, nieprzepuszczalny dla olejów i rozpuszczalników oraz nie uwalnia chemikaliów, dzięki czemu jest bezpieczny do spożycia.Polipropylen ma również doskonałą równowagę między sztywnością a udarnością, co ułatwia wykonywanie pętli, które można wielokrotnie zginać bez pękania.Może być również stosowany w rurach i wężach.
Inną opcją jest polietylen (PE).PE jest najpopularniejszym tworzywem sztucznym na świecie o niskiej wytrzymałości, twardości i sztywności.Zwykle jest to mlecznobiały plastik używany do produkcji butelek na lekarstwa, pojemników na mleko i detergenty.Polietylen jest wysoce odporny na szeroką gamę chemikaliów, ale ma niską temperaturę topnienia.
Materiał akrylonitrylo-butadienowo-styrenowy (ABS) jest idealny do każdego projektu wymagającego wysokiej odporności na uderzenia oraz wysokiej odporności na rozdzieranie i pękanie.ABS jest lekki i może być wzmocniony włóknem szklanym.Jest droższy niż styren, ale trwa dłużej ze względu na swoją twardość i wytrzymałość.Modelowanie ABS 3D metodą formowania fuzyjnego do szybkiego prototypowania.
Ze względu na swoje właściwości ABS jest dobrym wyborem dla urządzeń ubieralnych.W Star Rapid stworzyliśmy obudowę smartwatcha dla E3design z formowanego wtryskowo czarnego, wstępnie pomalowanego plastiku ABS/PC.Taki dobór materiałów sprawia, że całe urządzenie jest stosunkowo lekkie, a jednocześnie zapewnia obudowę odporną na sporadyczne wstrząsy, na przykład gdy zegarek uderza w twardą powierzchnię.Polistyren wysokoudarowy (HIPS) to dobry wybór, jeśli potrzebujesz uniwersalnego i odpornego na uderzenia materiału.Materiał ten nadaje się do wykonywania wytrzymałych walizek na elektronarzędzia i walizki na narzędzia.Chociaż HIPS są niedrogie, nie są uważane za przyjazne dla środowiska.
Wiele projektów wymaga żywic do formowania wtryskowego o elastyczności takiej jak guma.Termoplastyczny poliuretan (TPU) to dobry wybór, ponieważ ma wiele specjalnych formuł zapewniających wysoką elastyczność, wydajność w niskich temperaturach i trwałość.TPU jest również stosowany w elektronarzędziach, rolkach, izolacji kabli i artykułach sportowych.Ze względu na odporność na rozpuszczalniki TPU ma wysoką wytrzymałość na ścieranie i ścinanie i może być stosowany w wielu środowiskach przemysłowych.Wiadomo jednak, że pochłania wilgoć z atmosfery, co utrudnia przetwarzanie podczas produkcji.Do formowania wtryskowego stosuje się gumę termoplastyczną (TPR), która jest niedroga i łatwa w obróbce, na przykład do produkcji amortyzujących gumowych uchwytów.
Jeśli twoja część wymaga przezroczystych soczewek lub okien, najlepszy jest akryl (PMMA).Ze względu na swoją sztywność i odporność na ścieranie materiał ten jest używany do produkcji szyb nietłukących, takich jak plexi.PMMA dobrze się poleruje, ma dobrą wytrzymałość na rozciąganie i jest opłacalny przy produkcji na dużą skalę.Nie jest jednak tak odporny na uderzenia ani chemikalia jak poliwęglan (PC).
Jeśli twój projekt wymaga mocniejszego materiału, PC jest mocniejszy niż PMMA i ma doskonałe właściwości optyczne, dzięki czemu jest odpowiednim wyborem dla soczewek i okien kuloodpornych.PC można również zginać i formować w temperaturze pokojowej bez pękania.Jest to przydatne do prototypowania, ponieważ nie wymaga drogich narzędzi do formowania.PC jest droższy niż akryl, a długotrwałe narażenie na działanie gorącej wody może uwalniać szkodliwe chemikalia, więc nie spełnia norm bezpieczeństwa żywności.Ze względu na swoją odporność na uderzenia i zarysowania, PC jest idealny do różnych zastosowań.W Star Rapid używamy tego materiału do produkcji obudów terminali podręcznych Muller Commercial Solutions.Część została obrobiona CNC z litego bloku PC;ponieważ musiał być całkowicie przezroczysty, został ręcznie oszlifowany i polerowany parą.
To tylko krótki przegląd niektórych z najczęściej używanych tworzyw sztucznych w produkcji.Większość z nich można modyfikować za pomocą różnych włókien szklanych, stabilizatorów UV, smarów lub innych żywic, aby osiągnąć określone specyfikacje.
Gordon Stiles jest założycielem i prezesem Star Rapid, firmy zajmującej się szybkim prototypowaniem, szybkim oprzyrządowaniem i produkcją niskonakładową.Opierając się na swoim doświadczeniu inżynierskim, Stiles założył Star Rapid w 2005 roku i pod jego kierownictwem firma rozrosła się do 250 pracowników.Star Rapid zatrudnia międzynarodowy zespół inżynierów i techników, którzy łączą najnowocześniejsze technologie, takie jak druk 3D i obróbka wieloosiowa CNC z tradycyjnymi technikami produkcji i wysokimi standardami jakości.Przed dołączeniem do Star Rapid, Styles był właścicielem i operatorem STYLES RPD, największej brytyjskiej firmy zajmującej się szybkim prototypowaniem i narzędziami, która została sprzedana firmie ARRK Europe w 2000 roku.
Czas postu: 19 kwietnia 2023 r