Trên thị trường hiện có hàng ngàn loại nhựa dành cho việc 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 đối với những nhà phát minh hoặc doanh nhân đầy tham vọng. Mỗi loại vật liệu đều là sự thỏa hiệp về chi phí, độ bền, độ dẻo và độ hoàn thiện bề mặt. Cần phải xem xét 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 bị biến đổi trong quá trình sản xuất. Một số loại nhựa cũng có thể được biến đổi để cải thiện độ bền, cũng như khả năng chịu va đập và chịu nhiệt. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về các loại vật liệu nhựa khác nhau cần xem xét tùy thuộc vào chức năng của bộ phận 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 polyamit (PA). Khi polyamit được trộn với molypden, nó có bề mặt nhẵn giúp chuyển động dễ dàng. Tuy nhiên, các bánh răng nylon-trên-nylon không được khuyến khích vì, giống như nhựa, chúng có xu hướng dính vào nhau. PA có khả năng chống mài mòn và trầy xước cao, và các đặc tính cơ học tốt ở nhiệt độ cao. Nylon là vật liệu lý tưởng cho in 3D bằng nhựa, nhưng nó hấp thụ 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 quý giá được sử dụng trong bánh răng, ốc vít, bánh xe và nhiều ứng dụng khác. POM có độ bền uốn và kéo cao, độ cứng và độ bền kéo tốt. 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 các hộp đựng thực phẩm vì nó chịu nhiệt, không thấm dầu và dung môi, và không giải phóng hóa chất, do đó an toàn để ăn. Polypropylene cũng có sự cân bằng tuyệt vời giữa độ cứng và độ bền va đập, 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 polyetylen (PE). PE là loại nhựa phổ biến nhất trên thế giới với độ bền, độ cứng và độ đàn hồi thấp. Nó thường là loại nhựa màu trắng đục được sử dụng để sản xuất chai thuốc, hộp đựng sữa và chất tẩy rửa. Polyetylen có khả năng chống chịu cao với nhiều loại hóa chất nhưng có điểm nóng chảy thấp.
Vật liệu acrylonitrile butadiene styrene (ABS) lý tưởng cho bất kỳ dự án nào yêu cầu khả năng chống va đập cao, cũng như khả năng chống rách và gãy vỡ. ABS nhẹ và có thể được gia cường bằng sợi thủy tinh. Nó đắt hơn styrene, nhưng bền hơn nhờ độ cứng và độ bền cao. Mô hình 3D ABS đúc nóng chảy để tạo mẫu nhanh.
Với những đặc tính của mình, ABS là một lựa chọn tốt cho các thiết bị đeo được. Tại Star Rapid, chúng tôi đã tạo ra vỏ đồng hồ thông minh cho E3design bằng nhựa ABS/PC đen được sơn sẵn và đúc phun. Việc lựa chọn vật liệu này giúp toàn bộ thiết bị tương đối nhẹ, đồng thời cung cấp một lớp vỏ có thể chịu được những va chạm nhẹ, chẳng hạn như khi đồng hồ va vào bề mặt cứng. Xốp polystyrene chịu va đập cao (HIPS) là một lựa chọn tốt nếu bạn cần một vật liệu đa năng và chịu va đập tốt. Vật liệu này phù hợp để làm vỏ đựng dụng cụ điện và hộp đựng dụng cụ bền chắc. Mặc dù HIPS có giá cả phải chăng, nhưng chúng không được coi là thân thiện với môi trường.
Nhiều dự án yêu cầu sử dụng 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 ở nhiệt độ thấp và độ bền. TPU cũng được sử dụng trong dụng cụ điện, con lăn, cách điện cáp và dụng cụ thể thao. Do 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 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), loại vật liệu rẻ tiền và dễ sử dụng, chẳng hạn như để làm tay cầm cao su giảm xóc.
Nếu bộ phận của bạn cần thấu 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 plexiglass. PMMA cũng dễ đánh bóng, có độ bền kéo tốt và tiết kiệm chi phí cho sản xuất số lượng lớn. Tuy nhiên, nó không có khả năng chống va đập hoặc kháng hóa chất tốt như polycarbonate (PC).
Nếu dự án của bạn yêu cầu vật liệu bền hơn, PC bền hơn PMMA và có đặc tính quang học tuyệt vời, khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho thấu kính và cửa sổ chống đạn. PC cũng có thể được uốn cong và tạo hình ở nhiệt độ phòng mà không bị vỡ. Điều này rất hữu ích cho việc tạo mẫu thử nghiệm vì nó không yêu cầu các dụng cụ khuôn đắt tiền để tạo hình. PC đắt hơn acrylic, và việc tiếp xúc lâu dài với nước nóng có thể giải phóng các hóa chất độc hại, vì vậy nó không đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Nhờ 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 của Muller Commercial Solutions. Chi tiết được gia công CNC từ một khối PC đặc; vì cần phải hoàn toàn trong suốt, nên nó được chà nhám bằng tay và đánh bóng bằng hơi nước.
Đây chỉ là một cái nhìn 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 cải tiến bằng cách thêm các 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 người sáng lập và chủ tịch của Star Rapid, một công ty chuyên về tạo mẫu nhanh, chế tạo 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 250 nhân viên. Star Rapid tuyển dụng một đội ngũ kỹ sư và kỹ thuật viên quốc tế, kết hợp các công nghệ tiên tiến như in 3D và gia công CNC đa trục với các kỹ thuật sản xuất truyền thống và tiêu chuẩn chất lượng cao. Trước khi gia nhập Star Rapid, Stiles sở hữu và điều hành STYLES RPD, công ty tạo mẫu nhanh và chế tạo khuôn mẫu lớn nhất của Anh, được bán cho ARRK Europe vào năm 2000.
Thời gian đăng bài: 19/04/2023