Existem milhares de plásticos no mercado para prototipagem rápida ou produção em pequena escala – escolher o plástico certo para um projeto específico pode ser desafiador, especialmente para aspirantes a inventores ou empreendedores. Cada material representa um compromisso em termos de custo, resistência, flexibilidade e acabamento superficial. É necessário considerar não apenas a aplicação da peça ou produto, mas também o ambiente em que será utilizado.
Em geral, os plásticos de engenharia possuem propriedades mecânicas aprimoradas que proporcionam maior durabilidade e não se alteram durante o processo de fabricação. Alguns tipos de plástico também podem ser modificados para melhorar sua resistência, bem como a resistência ao impacto e ao calor. Vamos analisar os diferentes materiais plásticos a serem considerados, dependendo da funcionalidade da peça ou produto final.
Uma das resinas mais comuns usadas na fabricação de peças mecânicas é o náilon, também conhecido como poliamida (PA). Quando a poliamida é misturada com molibdênio, ela apresenta uma superfície lisa que facilita a movimentação. No entanto, engrenagens de náilon sobre náilon não são recomendadas porque, assim como os plásticos, tendem a grudar. O PA possui alta resistência ao desgaste e à abrasão, além de boas propriedades mecânicas em altas temperaturas. O náilon é um material ideal para impressão 3D com plástico, mas absorve água com o tempo.
O polioximetileno (POM) também é uma excelente opção para peças mecânicas. O POM é uma resina acetal usada na fabricação do Delrin da DuPont, um plástico valioso usado em engrenagens, parafusos, rodas e muito mais. O POM possui alta resistência à flexão e à tração, rigidez e dureza. No entanto, o POM se degrada em contato com álcalis, cloro e água quente, sendo difícil de aderir.
Se o seu projeto for algum tipo de recipiente, o polipropileno (PP) é a melhor escolha. O polipropileno é usado em recipientes para armazenamento de alimentos porque é resistente ao calor, impermeável a óleos e solventes e não libera produtos químicos, tornando-o seguro para consumo. O polipropileno também possui um excelente equilíbrio entre rigidez e resistência ao impacto, facilitando a fabricação de laços que podem ser dobrados repetidamente sem quebrar. Também pode ser usado em tubos e mangueiras.
Outra opção é o polietileno (PE). O PE é o plástico mais comum no mundo, com baixa resistência, dureza e rigidez. Geralmente é um plástico branco leitoso usado na fabricação de frascos de medicamentos, recipientes para leite e detergentes. O polietileno é altamente resistente a uma ampla gama de produtos químicos, mas tem um baixo ponto de fusão.
O material de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é ideal para qualquer projeto que exija alta resistência a impactos e a rasgos e fraturas. O ABS é leve e pode ser reforçado com fibra de vidro. É mais caro que o estireno, mas dura mais devido à sua dureza e resistência. Modelagem 3D de ABS moldado por fusão para prototipagem rápida.
Dadas as suas propriedades, o ABS é uma boa escolha para wearables. Na Star Rapid, criamos a caixa do smartwatch para a E3design utilizando plástico ABS/PC pré-pintado e moldado por injeção na cor preta. Essa escolha de material torna todo o dispositivo relativamente leve, ao mesmo tempo que proporciona uma caixa que resiste a choques ocasionais, como quando o relógio atinge uma superfície dura. O poliestireno de alto impacto (HIPS) é uma boa escolha se você precisa de um material versátil e resistente a impactos. Este material é adequado para a fabricação de estojos e maletas para ferramentas elétricas duráveis. Embora o HIPS seja acessível, ele não é considerado ecologicamente correto.
Muitos projetos exigem resinas de moldagem por injeção com elasticidade semelhante à da borracha. O poliuretano termoplástico (TPU) é uma boa escolha, pois possui diversas formulações especiais para alta elasticidade, desempenho em baixas temperaturas e durabilidade. O TPU também é usado em ferramentas elétricas, rolos, isolamento de cabos e artigos esportivos. Devido à sua resistência a solventes, o TPU possui alta resistência à abrasão e ao cisalhamento, podendo ser utilizado em diversos ambientes industriais. No entanto, é conhecido por absorver umidade atmosférica, dificultando o processamento durante a produção. Para moldagem por injeção, existe a borracha termoplástica (TPR), que é barata e fácil de manusear, como na fabricação de manoplas de borracha com absorção de impacto.
Se a sua peça exigir lentes ou janelas transparentes, o acrílico (PMMA) é a melhor opção. Devido à sua rigidez e resistência à abrasão, este material é usado para fabricar janelas inquebráveis, como o plexiglass. O PMMA também oferece bom polimento, boa resistência à tração e é econômico para produção em larga escala. No entanto, não é tão resistente a impactos ou produtos químicos quanto o policarbonato (PC).
Se o seu projeto exigir um material mais resistente, o PC é mais resistente que o PMMA e possui excelentes propriedades ópticas, tornando-o uma escolha adequada para lentes e janelas à prova de balas. O PC também pode ser dobrado e moldado à temperatura ambiente sem quebrar. Isso é útil para prototipagem, pois não requer ferramentas de moldagem caras para sua formação. O PC é mais caro que o acrílico e a exposição prolongada à água quente pode liberar produtos químicos nocivos, portanto, não atende aos padrões de segurança alimentar. Devido à sua resistência a impactos e arranhões, o PC é ideal para uma variedade de aplicações. Na Star Rapid, usamos esse material para fabricar caixas para terminais portáteis da Muller Commercial Solutions. A peça foi usinada em CNC a partir de um bloco sólido de PC; como precisava ser completamente transparente, foi lixada à mão e polida a vapor.
Esta é apenas uma breve visão geral de alguns dos plásticos mais utilizados na indústria. A maioria deles pode ser modificada com diferentes fibras de vidro, estabilizadores UV, lubrificantes ou outras resinas para atingir determinadas especificações.
Gordon Stiles é o fundador e presidente da Star Rapid, uma empresa de prototipagem rápida, ferramentaria rápida e manufatura de baixo volume. Com base em sua formação em engenharia, Stiles fundou a Star Rapid em 2005 e, sob sua liderança, a empresa cresceu para 250 funcionários. A Star Rapid emprega uma equipe internacional de engenheiros e técnicos que combinam tecnologias de ponta, como impressão 3D e usinagem multieixo CNC, com técnicas de fabricação tradicionais e altos padrões de qualidade. Antes de ingressar na Star Rapid, Styles era proprietário e operava a STYLES RPD, a maior empresa de prototipagem rápida e ferramentaria do Reino Unido, que foi vendida para a ARRK Europe em 2000.
Horário da publicação: 19/04/2023