Na trgu je na tisoče plastik za hitro izdelavo prototipov ali proizvodnjo v majhnem obsegu – izbira prave plastike za določen projekt je lahko težka, zlasti za ambiciozne izumitelje ali podjetnike. Vsak material predstavlja kompromis glede stroškov, trdnosti, fleksibilnosti in površinske obdelave. Upoštevati je treba ne le uporabo dela ali izdelka, temveč tudi okolje, v katerem se bo uporabljal.
Na splošno imajo inženirske plastike izboljšane mehanske lastnosti, ki zagotavljajo večjo vzdržljivost in se med proizvodnim procesom ne spreminjajo. Nekatere vrste plastik je mogoče tudi modificirati, da se izboljša njihova trdnost, pa tudi odpornost na udarce in toploto. Oglejmo si različne plastične materiale, ki jih je treba upoštevati glede na funkcionalnost končnega dela ali izdelka.
Ena najpogostejših smol, ki se uporabljajo za izdelavo mehanskih delov, je najlon, znan tudi kot poliamid (PA). Ko je poliamid zmešan z molibdenom, ima gladko površino za lažje gibanje. Vendar pa zobniki iz najlona na najlonu niso priporočljivi, ker se tako kot plastika ponavadi zlepijo. PA ima visoko odpornost proti obrabi in odrgninam ter dobre mehanske lastnosti pri visokih temperaturah. Najlon je idealen material za 3D-tiskanje s plastiko, vendar sčasoma absorbira vodo.
Polioksimetilen (POM) je odlična izbira tudi za mehanske dele. POM je acetalna smola, ki se uporablja za izdelavo DuPontovega Delrina, dragocene plastike, ki se uporablja v zobnikih, vijakih, kolesih in drugih izdelkih. POM ima visoko upogibno in natezno trdnost, togost in trdoto. Vendar pa POM razgradijo alkalije, klor in vroča voda ter ga je težko zlepiti.
Če je vaš projekt nekakšna posoda, je polipropilen (PP) najboljša izbira. Polipropilen se uporablja v posodah za shranjevanje hrane, ker je odporen na vročino, neprepusten za olja in topila ter ne sprošča kemikalij, zaradi česar je varen za uživanje. Polipropilen ima tudi odlično ravnovesje med togostjo in udarno trdnostjo, zaradi česar je enostavno izdelati zanke, ki jih je mogoče večkrat upogniti, ne da bi se zlomile. Uporablja se lahko tudi v ceveh in ceveh.
Druga možnost je polietilen (PE). PE je najpogostejša plastika na svetu z nizko trdnostjo, trdoto in togostjo. Običajno je mlečno bela plastika, ki se uporablja za izdelavo stekleničk za zdravila, mleka in posod za detergente. Polietilen je zelo odporen na širok spekter kemikalij, vendar ima nizko tališče.
Material akrilonitril butadien stiren (ABS) je idealen za vse projekte, ki zahtevajo visoko odpornost na udarce ter visoko odpornost na trganje in lom. ABS je lahek in ga je mogoče ojačati s steklenimi vlakni. Je dražji od stirena, vendar zaradi svoje trdote in trdnosti traja dlje. 3D-modeliranje ABS-a, izdelanega s fuzijskim brizganjem, za hitro izdelavo prototipov.
Glede na svoje lastnosti je ABS dobra izbira za nosljive naprave. Pri Star Rapid smo za E3design ustvarili ohišje za pametno uro z brizgano črno predhodno barvano ABS/PC plastiko. Zaradi te izbire materiala je celotna naprava relativno lahka, hkrati pa ohišje lahko prenese občasne udarce, na primer, ko ura udari ob trdo površino. Polistiren z visoko odpornostjo na udarce (HIPS) je dobra izbira, če potrebujete vsestranski in na udarce odporen material. Ta material je primeren za izdelavo trpežnih kovčkov za električno orodje in orodja. Čeprav so HIPS cenovno dostopni, ne veljajo za okolju prijazne.
Številni projekti zahtevajo smole za brizganje z elastičnostjo, podobno kot guma. Termoplastični poliuretan (TPU) je dobra izbira, saj ima veliko posebnih formulacij za visoko elastičnost, delovanje pri nizkih temperaturah in vzdržljivost. TPU se uporablja tudi v električnem orodju, valjih, izolaciji kablov in športni opremi. Zaradi odpornosti na topila ima TPU visoko trdnost proti obrabi in strigu ter se lahko uporablja v številnih industrijskih okoljih. Vendar pa je znan po tem, da absorbira vlago iz ozračja, zaradi česar ga je težko obdelovati med proizvodnjo. Za brizganje je na voljo termoplastična guma (TPR), ki je poceni in enostavna za uporabo, na primer za izdelavo gumijastih ročajev, ki blažijo udarce.
Če vaš del zahteva prozorne leče ali okna, je akril (PMMA) najboljši material. Zaradi svoje togosti in odpornosti proti obrabi se ta material uporablja za izdelavo nelomljivih oken, kot je pleksi steklo. PMMA se tudi dobro polira, ima dobro natezno trdnost in je stroškovno učinkovit za velikoserijsko proizvodnjo. Vendar pa ni tako odporen na udarce ali kemikalije kot polikarbonat (PC).
Če vaš projekt zahteva močnejši material, je PC močnejši od PMMA in ima odlične optične lastnosti, zaradi česar je primerna izbira za leče in neprebojna okna. PC je mogoče upogibati in oblikovati tudi pri sobni temperaturi, ne da bi se zlomil. To je uporabno za izdelavo prototipov, saj za oblikovanje ne potrebuje dragih orodij za kalupe. PC je dražji od akrila, dolgotrajna izpostavljenost vroči vodi pa lahko sprosti škodljive kemikalije, zato ne izpolnjuje standardov varnosti živil. Zaradi svoje odpornosti na udarce in praske je PC idealen za različne aplikacije. V podjetju Star Rapid ta material uporabljamo za izdelavo ohišij za ročne terminale Muller Commercial Solutions. Del je bil CNC obdelan iz trdnega bloka PC; ker je moral biti popolnoma prozoren, je bil ročno brušen in poliran s paro.
To je le kratek pregled nekaterih najpogosteje uporabljenih plastik v proizvodnji. Večino teh je mogoče modificirati z različnimi steklenimi vlakni, UV-stabilizatorji, mazivi ali drugimi smolami, da se dosežejo določene specifikacije.
Gordon Stiles je ustanovitelj in predsednik podjetja Star Rapid, ki se ukvarja s hitro izdelavo prototipov, hitro izdelavo orodij in proizvodnjo majhnih količin. Stiles je na podlagi svojega inženirskega znanja leta 2005 ustanovil podjetje Star Rapid, pod njegovim vodstvom pa je podjetje zraslo na 250 zaposlenih. Star Rapid zaposluje mednarodno ekipo inženirjev in tehnikov, ki združujejo najsodobnejše tehnologije, kot sta 3D-tiskanje in večosna CNC obdelava, s tradicionalnimi proizvodnimi tehnikami in visokimi standardi kakovosti. Preden se je pridružil podjetju Star Rapid, je Styles imel v lasti in upravljal podjetje STYLES RPD, največje britansko podjetje za hitro izdelavo prototipov in orodij, ki je bilo leta 2000 prodano podjetju ARRK Europe.
Čas objave: 19. april 2023