Există mii de materiale plastice pe piață pentru prototipare rapidă sau producție la scară mică – alegerea plasticului potrivit pentru un anumit proiect poate fi copleșitoare, mai ales pentru aspiranții la inventatori sau antreprenori. Fiecare material reprezintă un compromis în ceea ce privește costul, rezistența, flexibilitatea și finisajul suprafeței. Este necesar să se ia în considerare nu numai aplicarea piesei sau a produsului, ci și mediul în care va fi utilizat.
În general, materialele plastice inginerești au proprietăți mecanice îmbunătățite, care oferă o durabilitate mai mare și nu se modifică în timpul procesului de fabricație. Unele tipuri de materiale plastice pot fi, de asemenea, modificate pentru a le îmbunătăți rezistența, precum și rezistența la impact și la căldură. Să analizăm diferitele materiale plastice de luat în considerare în funcție de funcționalitatea piesei sau produsului final.
Una dintre cele mai comune rășini utilizate pentru fabricarea pieselor mecanice este nailonul, cunoscut și sub numele de poliamidă (PA). Atunci când poliamida este amestecată cu molibden, aceasta are o suprafață netedă pentru o mișcare ușoară. Cu toate acestea, angrenajele din nailon pe nailon nu sunt recomandate deoarece, la fel ca materialele plastice, acestea tind să se lipească între ele. PA are o rezistență ridicată la uzură și abraziune și proprietăți mecanice bune la temperaturi ridicate. Nailonul este un material ideal pentru imprimarea 3D cu plastic, dar absoarbe apa în timp.
Polioximetilena (POM) este, de asemenea, o alegere excelentă pentru piesele mecanice. POM este o rășină acetalică utilizată pentru a produce Delrinul de la DuPont, un plastic valoros utilizat în angrenaje, șuruburi, roți și multe altele. POM are o rezistență ridicată la încovoiere și tracțiune, rigiditate și duritate. Cu toate acestea, POM se degradează de alcali, clor și apă fierbinte și este dificil de lipit.
Dacă proiectul dumneavoastră este un fel de recipient, polipropilena (PP) este cea mai bună alegere. Polipropilena este utilizată în recipientele pentru depozitarea alimentelor deoarece este rezistentă la căldură, impermeabilă la uleiuri și solvenți și nu eliberează substanțe chimice, ceea ce o face sigură pentru consum. Polipropilena are, de asemenea, un echilibru excelent între rigiditate și rezistență la impact, facilitând realizarea de bucle care pot fi îndoite în mod repetat fără a se rupe. Poate fi utilizată și în țevi și furtunuri.
O altă opțiune este polietilena (PE). PE este cel mai comun plastic din lume, având rezistență, duritate și rigiditate reduse. De obicei, este un plastic alb lăptos, folosit pentru fabricarea sticlelor de medicamente, a recipientelor de lapte și detergent. Polietilena este foarte rezistentă la o gamă largă de substanțe chimice, dar are un punct de topire scăzut.
Materialul acrilonitril butadien stiren (ABS) este ideal pentru orice proiect care necesită rezistență ridicată la impact și rezistență ridicată la rupere și fractură. ABS-ul este ușor și poate fi ranforsat cu fibră de sticlă. Este mai scump decât stirenul, dar durează mai mult datorită durității și rezistenței sale. Modelare 3D din ABS turnat prin fuziune pentru prototipare rapidă.
Având în vedere proprietățile sale, ABS-ul este o alegere bună pentru dispozitivele portabile. La Star Rapid, am creat carcasa ceasului inteligent pentru E3design folosind plastic ABS/PC prevopsit negru, turnat prin injecție. Această alegere a materialului face ca întregul dispozitiv să fie relativ ușor, oferind în același timp o carcasă care poate rezista la șocuri ocazionale, cum ar fi atunci când ceasul atinge o suprafață dură. Polistirenul rezistent la impact (HIPS) este o alegere bună dacă aveți nevoie de un material versatil și rezistent la impact. Acest material este potrivit pentru fabricarea de cutii durabile pentru scule electrice și genți de scule. Deși HIPS-ul este accesibil ca preț, nu este considerat ecologic.
Multe proiecte necesită rășini de turnare prin injecție cu elasticitate precum cauciucul. Poliuretanul termoplastic (TPU) este o alegere bună deoarece are multe formulări speciale pentru elasticitate ridicată, performanță la temperaturi scăzute și durabilitate. TPU este utilizat și în scule electrice, role, izolație de cabluri și articole sportive. Datorită rezistenței sale la solvenți, TPU are o rezistență ridicată la abraziune și forfecare și poate fi utilizat în multe medii industriale. Cu toate acestea, este cunoscut pentru absorbția umezelii din atmosferă, ceea ce face dificilă procesarea în timpul producției. Pentru turnarea prin injecție, există cauciucul termoplastic (TPR), care este ieftin și ușor de manipulat, cum ar fi pentru fabricarea mânerelor din cauciuc care absorb șocurile.
Dacă piesa dumneavoastră necesită lentile sau ferestre transparente, acrilul (PMMA) este cel mai potrivit. Datorită rigidității și rezistenței sale la abraziune, acest material este utilizat pentru a realiza ferestre rezistente la spargere, cum ar fi plexiglasul. PMMA se lustruiește bine, are o rezistență bună la tracțiune și este rentabil pentru producția de volum mare. Cu toate acestea, nu este la fel de rezistent la impact sau la substanțe chimice ca policarbonatul (PC).
Dacă proiectul dumneavoastră necesită un material mai rezistent, PC-ul este mai rezistent decât PMMA și are proprietăți optice excelente, ceea ce îl face o alegere potrivită pentru lentile și geamuri antiglonț. PC-ul poate fi, de asemenea, îndoit și format la temperatura camerei fără a se rupe. Acest lucru este util pentru prototipare, deoarece nu necesită unelte de matriță costisitoare pentru a fi format. PC-ul este mai scump decât acrilul, iar expunerea prelungită la apa fierbinte poate elibera substanțe chimice nocive, deci nu îndeplinește standardele de siguranță alimentară. Datorită rezistenței sale la impact și zgârieturi, PC-ul este ideal pentru o varietate de aplicații. La Star Rapid, folosim acest material pentru a realiza carcase pentru terminalele portabile Muller Commercial Solutions. Piesa a fost prelucrată CNC dintr-un bloc solid de PC; deoarece trebuia să fie complet transparentă, a fost șlefuită manual și lustruită cu abur.
Aceasta este doar o scurtă prezentare generală a unora dintre cele mai utilizate materiale plastice în industria prelucrătoare. Majoritatea acestora pot fi modificate cu diferite fibre de sticlă, stabilizatori UV, lubrifianți sau alte rășini pentru a atinge anumite specificații.
Gordon Stiles este fondatorul și președintele Star Rapid, o companie de prototipare rapidă, scule rapide și producție de volum redus. Bazându-se pe experiența sa în inginerie, Stiles a fondat Star Rapid în 2005, iar sub conducerea sa, compania a crescut la 250 de angajați. Star Rapid are o echipă internațională de ingineri și tehnicieni care combină tehnologii de ultimă generație, cum ar fi imprimarea 3D și prelucrarea CNC multiaxe, cu tehnici tradiționale de fabricație și standarde de înaltă calitate. Înainte de a se alătura Star Rapid, Styles deținea și opera STYLES RPD, cea mai mare companie de prototipare rapidă și scule din Marea Britanie, care a fost vândută către ARRK Europe în 2000.
Data publicării: 19 aprilie 2023