Det finns tusentals plaster på marknaden för snabb prototypframställning eller småskalig produktion – att välja rätt plast för ett visst projekt kan vara överväldigande, särskilt för blivande uppfinnare eller entreprenörer. Varje material representerar en kompromiss när det gäller kostnad, styrka, flexibilitet och ytfinish. Det är nödvändigt att beakta inte bara tillämpningen av delen eller produkten, utan även den miljö i vilken den ska användas.
Generellt sett har tekniska plaster förbättrade mekaniska egenskaper som ger större hållbarhet och som inte förändras under tillverkningsprocessen. Vissa typer av plaster kan också modifieras för att förbättra deras styrka, såväl som slagtålighet och värmebeständighet. Låt oss dyka in i de olika plastmaterialen att överväga beroende på funktionaliteten hos den slutliga delen eller produkten.
Ett av de vanligaste hartserna som används för att tillverka mekaniska delar är nylon, även känt som polyamid (PA). När polyamid blandas med molybden får det en slät yta för enkel rörelse. Nylon-på-nylon-kugghjul rekommenderas dock inte eftersom de, liksom plast, tenderar att klibba ihop. PA har hög slitstyrka och goda mekaniska egenskaper vid höga temperaturer. Nylon är ett idealiskt material för 3D-utskrift med plast, men det absorberar vatten med tiden.
Polyoximetylen (POM) är också ett utmärkt val för mekaniska delar. POM är ett acetalharts som används för att tillverka DuPonts Delrin, en värdefull plast som används i kugghjul, skruvar, hjul med mera. POM har hög böj- och draghållfasthet, styvhet och hårdhet. POM bryts dock ner av alkali, klor och varmt vatten och är svårt att fästa ihop.
Om ditt projekt gäller någon form av behållare är polypropen (PP) det bästa valet. Polypropen används i livsmedelsförvaringsbehållare eftersom det är värmebeständigt, ogenomträngligt för oljor och lösningsmedel och inte släpper ut kemikalier, vilket gör det säkert att äta. Polypropen har också en utmärkt balans mellan styvhet och slagtålighet, vilket gör det enkelt att göra öglor som kan böjas upprepade gånger utan att gå sönder. Det kan också användas i rör och slangar.
Ett annat alternativ är polyeten (PE). PE är den vanligaste plasten i världen med låg hållfasthet, hårdhet och styvhet. Det är vanligtvis en mjölkvit plast som används för att tillverka medicinflaskor, mjölk- och tvättmedelsbehållare. Polyeten är mycket resistent mot en mängd olika kemikalier men har en låg smältpunkt.
Akrylnitrilbutadienstyren (ABS) är idealiskt för alla projekt som kräver hög slagtålighet och hög riv- och brottmotståndskraft. ABS är lätt och kan förstärkas med glasfiber. Det är dyrare än styren, men håller längre tack vare sin hårdhet och styrka. Smältgjuten ABS 3D-modellering för snabb prototypframställning.
Med tanke på dess egenskaper är ABS ett bra val för wearables. På Star Rapid skapade vi smartwatch-fodralet för E3design med hjälp av formsprutad svart förmålad ABS/PC-plast. Detta materialval gör hela enheten relativt lätt, samtidigt som det ger ett fodral som tål tillfälliga stötar, till exempel när klockan träffar en hård yta. Högslagfast polystyren (HIPS) är ett bra val om du behöver ett mångsidigt och slagtåligt material. Detta material är lämpligt för att tillverka hållbara fodral för elverktyg och verktygsfodral. Även om HIPS är prisvärda anses de inte vara miljövänliga.
Många projekt kräver formsprutningshartser med elasticitet som gummi. Termoplastisk polyuretan (TPU) är ett bra val eftersom det har många speciella formuleringar för hög elasticitet, lågtemperaturprestanda och hållbarhet. TPU används också i elverktyg, rullar, kabelisolering och sportartiklar. Tack vare sin lösningsmedelsbeständighet har TPU hög nötnings- och skjuvhållfasthet och kan användas i många industriella miljöer. Det är dock känt för att absorbera fukt från atmosfären, vilket gör det svårt att bearbeta under produktionen. För formsprutning finns termoplastiskt gummi (TPR), vilket är billigt och lätt att hantera, till exempel för att tillverka stötdämpande gummigrepp.
Om din del kräver klara linser eller fönster är akryl (PMMA) bäst. På grund av dess styvhet och nötningsbeständighet används detta material för att tillverka splittersäkra fönster som plexiglas. PMMA är också polerbar, har god draghållfasthet och är kostnadseffektivt för storskalig produktion. Det är dock inte lika slagtåligt eller kemikaliebeständigt som polykarbonat (PC).
Om ditt projekt kräver ett starkare material är PC starkare än PMMA och har utmärkta optiska egenskaper, vilket gör det till ett lämpligt val för linser och skottsäkra fönster. PC kan också böjas och formas i rumstemperatur utan att gå sönder. Detta är användbart för prototypframställning eftersom det inte kräver dyra gjutverktyg för att forma. PC är dyrare än akryl, och långvarig exponering för varmt vatten kan frigöra skadliga kemikalier, så det uppfyller inte livsmedelssäkerhetsstandarder. På grund av sin slagtålighet och reptålighet är PC idealiskt för en mängd olika tillämpningar. På Star Rapid använder vi detta material för att tillverka höljen till Muller Commercial Solutions handterminaler. Delen CNC-frästes från ett massivt PC-block; eftersom den behövde vara helt transparent slipades den för hand och ångpolerades.
Detta är bara en kort översikt över några av de vanligaste plasterna som används inom tillverkning. De flesta av dessa kan modifieras med olika glasfibrer, UV-stabilisatorer, smörjmedel eller andra hartser för att uppnå vissa specifikationer.
Gordon Stiles är grundare och VD för Star Rapid, ett företag inom snabb prototyptillverkning, snabbverktygstillverkning och tillverkning i låg volym. Baserat på sin ingenjörsbakgrund grundade Stiles Star Rapid år 2005 och under hans ledning har företaget vuxit till 250 anställda. Star Rapid har ett internationellt team av ingenjörer och tekniker som kombinerar banbrytande tekniker som 3D-utskrift och CNC-fleraxlig bearbetning med traditionella tillverkningstekniker och höga kvalitetsstandarder. Innan Styles började på Star Rapid ägde och drev han STYLES RPD, Storbritanniens största företag inom snabb prototyptillverkning och verktygstillverkning, som såldes till ARRK Europe år 2000.
Publiceringstid: 19 april 2023