На рынке существуют тысячи пластиков для быстрого прототипирования или мелкосерийного производства — выбор подходящего пластика для конкретного проекта может быть ошеломляющим, особенно для начинающих изобретателей или начинающих предпринимателей.Каждый материал представляет собой компромисс с точки зрения стоимости, прочности, гибкости и отделки поверхности.Необходимо учитывать не только применение детали или изделия, но и среду, в которой оно будет использоваться.
В целом инженерные пластики обладают улучшенными механическими свойствами, которые обеспечивают большую долговечность и не изменяются в процессе производства.Некоторые виды пластмасс также могут быть модифицированы для повышения их прочности, а также ударопрочности и термостойкости.Давайте рассмотрим различные пластиковые материалы, которые следует учитывать в зависимости от функциональности конечной детали или продукта.
Одной из наиболее распространенных смол, используемых для изготовления механических деталей, является нейлон, также известный как полиамид (ПА).Когда полиамид смешивается с молибденом, он имеет гладкую поверхность для легкого перемещения.Однако шестерни из нейлона на нейлоне не рекомендуются, потому что, как и пластик, они склонны слипаться.ПА обладает высокой износостойкостью и стойкостью к истиранию, а также хорошими механическими свойствами при высоких температурах.Нейлон — идеальный материал для 3D-печати пластиком, но со временем он впитывает воду.
Полиоксиметилен (ПОМ) также является отличным выбором для изготовления механических деталей.ПОМ представляет собой ацеталевую смолу, используемую для изготовления делрина DuPont, ценного пластика, используемого в шестернях, винтах, колесах и многом другом.ПОМ обладает высокой прочностью на изгиб и растяжение, жесткостью и твердостью.Однако ПОМ разлагается щелочью, хлором и горячей водой, и его трудно склеить.
Если ваш проект представляет собой какую-то тару, полипропилен (ПП) — лучший выбор.Полипропилен используется в контейнерах для хранения пищевых продуктов, потому что он термостойкий, непроницаемый для масел и растворителей и не выделяет химикатов, что делает его безопасным для употребления в пищу.Полипропилен также имеет превосходный баланс жесткости и ударной вязкости, что позволяет легко изготавливать петли, которые можно многократно сгибать, не ломая.Его также можно использовать в трубах и шлангах.
Другой вариант – полиэтилен (PE).ПЭ — самый распространенный в мире пластик с низкой прочностью, твердостью и жесткостью.Обычно это молочно-белый пластик, используемый для изготовления бутылочек с лекарствами, контейнеров для молока и моющих средств.Полиэтилен обладает высокой устойчивостью к широкому спектру химических веществ, но имеет низкую температуру плавления.
Материал акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) идеально подходит для любого проекта, требующего высокой ударопрочности, высокой прочности на разрыв и излом.ABS легкий и может быть усилен стекловолокном.Он дороже стирола, но служит дольше благодаря твердости и прочности.3D-моделирование методом литья под давлением из АБС-пластика для быстрого прототипирования.
Учитывая его свойства, ABS является хорошим выбором для носимых устройств.В Star Rapid мы создали корпус смарт-часов для E3design, используя литой под давлением черный предварительно окрашенный пластик ABS/PC.Этот выбор материала делает все устройство относительно легким, а также обеспечивает корпус, который может выдерживать случайные удары, например, когда часы ударяются о твердую поверхность.Ударопрочный полистирол (HIPS) — хороший выбор, если вам нужен универсальный и ударопрочный материал.Этот материал подходит для изготовления прочных кейсов для электроинструментов и кейсов для инструментов.Хотя HIPS доступны по цене, они не считаются экологически безопасными.
Многие проекты требуют смол для литья под давлением с эластичностью, такой как резина.Термопластичный полиуретан (ТПУ) является хорошим выбором, поскольку он имеет множество специальных составов, обеспечивающих высокую эластичность, низкотемпературные характеристики и долговечность.ТПУ также используется в электроинструментах, роликах, изоляции кабелей и спортивных товарах.Благодаря устойчивости к растворителям ТПУ обладает высокой прочностью на истирание и сдвиг и может использоваться во многих промышленных средах.Однако известно, что он поглощает влагу из атмосферы, что затрудняет его обработку во время производства.Для литья под давлением существует термопластичная резина (TPR), которая недорога и проста в обращении, например, для изготовления амортизирующих резиновых рукояток.
Если для вашей детали требуются прозрачные линзы или окна, лучше всего подойдет акрил (ПММА).Из-за своей жесткости и стойкости к истиранию этот материал используется для изготовления небьющихся окон, таких как оргстекло.ПММА также хорошо полируется, обладает хорошей прочностью на растяжение и экономически эффективен для крупносерийного производства.Однако он не такой ударопрочный или химически стойкий, как поликарбонат (ПК).
Если для вашего проекта требуется более прочный материал, ПК прочнее ПММА и обладает отличными оптическими свойствами, что делает его подходящим выбором для линз и пуленепробиваемых окон.ПК также можно сгибать и формовать при комнатной температуре, не ломая.Это полезно для прототипирования, потому что для его формирования не требуются дорогие инструменты для пресс-форм.ПК дороже акрила, а длительное воздействие горячей воды может привести к выделению вредных химических веществ, поэтому он не соответствует стандартам безопасности пищевых продуктов.Благодаря своей устойчивости к ударам и царапинам, ПК идеально подходит для различных применений.В Star Rapid мы используем этот материал для изготовления корпусов портативных терминалов Muller Commercial Solutions.Деталь была изготовлена на станке с ЧПУ из цельного блока ПК;поскольку он должен был быть полностью прозрачным, его отшлифовали вручную и отполировали паром.
Это всего лишь краткий обзор некоторых наиболее часто используемых пластиков в производстве.Большинство из них можно модифицировать различными стекловолокнами, УФ-стабилизаторами, смазками или другими смолами для достижения определенных характеристик.
Гордон Стайлз является основателем и президентом Star Rapid, компании, занимающейся быстрым прототипированием, быстрой оснасткой и мелкосерийным производством.Основываясь на своем инженерном опыте, Стайлз основал Star Rapid в 2005 году, и под его руководством компания выросла до 250 сотрудников.В Star Rapid работает международная команда инженеров и техников, которые сочетают передовые технологии, такие как 3D-печать и многоосевая обработка с ЧПУ, с традиционными технологиями производства и высокими стандартами качества.До прихода в Star Rapid Стайлз владел и управлял STYLES RPD, крупнейшей в Великобритании компанией по быстрому прототипированию и инструментам, которая была продана ARRK Europe в 2000 году.
Время публикации: 19 апреля 2023 г.