Có hàng ngàn loại nhựa trên thị trường dành cho tạo mẫu nhanh hoặc sản xuất quy mô nhỏ - việc lựa chọn loại nhựa phù hợp cho một dự án cụ thể có thể rất khó khăn, đặc biệt là đối với những nhà phát minh hoặc doanh nhân đầy tham vọng. Mỗi loại vật liệu đều có những ưu điểm riêng về chi phí, độ bền, độ linh hoạt và độ hoàn thiện bề mặt. Cần cân nhắc không chỉ ứng dụng của bộ phận hoặc sản phẩm mà còn cả môi trường sử dụng.
Nhìn chung, nhựa kỹ thuật có các đặc tính cơ học được cải thiện, mang lại độ bền cao hơn và không thay đổi trong quá trình sản xuất. Một số loại nhựa cũng có thể được biến tính để cải thiện độ bền, khả năng chịu va đập và chịu nhiệt. Hãy cùng tìm hiểu các loại vật liệu nhựa khác nhau cần cân nhắc tùy thuộc vào chức năng của chi tiết hoặc sản phẩm cuối cùng.
Một trong những loại nhựa phổ biến nhất được sử dụng để chế tạo các bộ phận cơ khí là nylon, còn được gọi là polyamide (PA). Khi polyamide được trộn với molypden, nó có bề mặt nhẵn, dễ di chuyển. Tuy nhiên, bánh răng nylon-on-nylon không được khuyến khích vì giống như nhựa, chúng có xu hướng dính vào nhau. PA có khả năng chống mài mòn và mài mòn cao, và có đặc tính cơ học tốt ở nhiệt độ cao. Nylon là vật liệu lý tưởng để in 3D bằng nhựa, nhưng nó sẽ bị thấm nước theo thời gian.
Polyoxymethylene (POM) cũng là một lựa chọn tuyệt vời cho các bộ phận cơ khí. POM là một loại nhựa acetal được sử dụng để sản xuất Delrin của DuPont, một loại nhựa có giá trị được sử dụng trong bánh răng, ốc vít, bánh xe, v.v. POM có độ bền uốn và độ bền kéo, độ cứng và độ bền cao. Tuy nhiên, POM bị phân hủy bởi kiềm, clo và nước nóng, và khó kết dính với nhau.
Nếu dự án của bạn là một loại vật chứa nào đó, polypropylene (PP) là lựa chọn tốt nhất. Polypropylene được sử dụng trong hộp đựng thực phẩm vì nó chịu nhiệt, không thấm dầu và dung môi, không giải phóng hóa chất, an toàn khi ăn. Polypropylene cũng có độ cứng và độ bền va đập tuyệt vời, giúp dễ dàng tạo ra các vòng có thể uốn cong nhiều lần mà không bị gãy. Nó cũng có thể được sử dụng trong ống và vòi.
Một lựa chọn khác là polyethylene (PE). PE là loại nhựa phổ biến nhất trên thế giới với độ bền, độ cứng và độ cứng thấp. Nó thường là loại nhựa màu trắng sữa, được sử dụng để làm chai thuốc, hộp đựng sữa và chất tẩy rửa. Polyethylene có khả năng kháng nhiều loại hóa chất nhưng có điểm nóng chảy thấp.
Vật liệu Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) lý tưởng cho bất kỳ dự án nào đòi hỏi khả năng chịu va đập cao, chống rách và chống gãy vỡ tốt. ABS nhẹ và có thể được gia cố bằng sợi thủy tinh. Tuy đắt hơn styrene, nhưng ABS có độ bền cao hơn nhờ độ cứng và độ bền. Mô hình hóa 3D ABS đúc liên kết cho phép tạo mẫu nhanh.
Với những đặc tính của mình, ABS là một lựa chọn tốt cho các thiết bị đeo. Tại Star Rapid, chúng tôi đã tạo ra vỏ đồng hồ thông minh cho E3design bằng nhựa ABS/PC màu đen đúc phun sơn sẵn. Lựa chọn vật liệu này giúp toàn bộ thiết bị tương đối nhẹ, đồng thời vẫn đảm bảo vỏ có thể chịu được những cú sốc thông thường, chẳng hạn như khi đồng hồ va chạm với bề mặt cứng. Polystyrene chịu va đập cao (HIPS) là một lựa chọn tốt nếu bạn cần một vật liệu đa năng và chống va đập. Vật liệu này phù hợp để làm vỏ dụng cụ điện và hộp đựng dụng cụ bền bỉ. Mặc dù HIPS có giá cả phải chăng, nhưng chúng không được coi là thân thiện với môi trường.
Nhiều dự án yêu cầu nhựa ép phun có độ đàn hồi như cao su. Polyurethane nhiệt dẻo (TPU) là một lựa chọn tốt vì nó có nhiều công thức đặc biệt cho độ đàn hồi cao, hiệu suất nhiệt độ thấp và độ bền. TPU cũng được sử dụng trong các dụng cụ điện, con lăn, vật liệu cách điện cáp và đồ dùng thể thao. Nhờ khả năng chống dung môi, TPU có độ bền mài mòn và độ bền cắt cao và có thể được sử dụng trong nhiều môi trường công nghiệp. Tuy nhiên, nó được biết đến là dễ hấp thụ độ ẩm từ không khí, khiến việc xử lý trong quá trình sản xuất trở nên khó khăn. Đối với ép phun, có cao su nhiệt dẻo (TPR), giá thành rẻ và dễ xử lý, chẳng hạn như để làm tay cầm bằng cao su giảm xóc.
Nếu chi tiết của bạn cần kính hoặc cửa sổ trong suốt, acrylic (PMMA) là lựa chọn tốt nhất. Nhờ độ cứng và khả năng chống mài mòn, vật liệu này được sử dụng để làm cửa sổ chống vỡ như kính plexiglass. PMMA cũng dễ đánh bóng, có độ bền kéo tốt và tiết kiệm chi phí cho sản xuất số lượng lớn. Tuy nhiên, khả năng chống va đập hoặc hóa chất của nó không bằng polycarbonate (PC).
Nếu dự án của bạn yêu cầu vật liệu bền hơn, PC bền hơn PMMA và có các đặc tính quang học tuyệt vời, khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho ống kính và cửa sổ chống đạn. PC cũng có thể uốn cong và tạo hình ở nhiệt độ phòng mà không bị vỡ. Điều này hữu ích cho việc tạo mẫu vì nó không yêu cầu các công cụ khuôn đắt tiền để tạo hình. PC đắt hơn acrylic và tiếp xúc lâu với nước nóng có thể giải phóng các hóa chất độc hại, do đó nó không đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Do khả năng chống va đập và trầy xước, PC lý tưởng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Tại Star Rapid, chúng tôi sử dụng vật liệu này để làm vỏ cho các thiết bị đầu cuối cầm tay Muller Commercial Solutions. Bộ phận này được gia công CNC từ một khối PC rắn; vì nó cần phải hoàn toàn trong suốt nên nó đã được chà nhám bằng tay và đánh bóng bằng hơi nước.
Đây chỉ là tổng quan ngắn gọn về một số loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất. Hầu hết các loại nhựa này có thể được biến tính bằng các loại sợi thủy tinh, chất ổn định tia UV, chất bôi trơn hoặc các loại nhựa khác để đạt được các thông số kỹ thuật nhất định.
Gordon Stiles là nhà sáng lập và chủ tịch của Star Rapid, một công ty chuyên về tạo mẫu nhanh, gia công khuôn mẫu nhanh và sản xuất số lượng nhỏ. Dựa trên nền tảng kỹ thuật của mình, Stiles đã thành lập Star Rapid vào năm 2005 và dưới sự lãnh đạo của ông, công ty đã phát triển lên đến 250 nhân viên. Star Rapid sở hữu một đội ngũ kỹ sư và kỹ thuật viên quốc tế, kết hợp các công nghệ tiên tiến như in 3D và gia công đa trục CNC với các kỹ thuật sản xuất truyền thống và tiêu chuẩn chất lượng cao. Trước khi gia nhập Star Rapid, Styles sở hữu và điều hành STYLES RPD, công ty tạo mẫu nhanh và gia công khuôn mẫu lớn nhất Vương quốc Anh, sau đó được bán cho ARRK Europe vào năm 2000.
Thời gian đăng: 19-04-2023