Υπάρχουν χιλιάδες πλαστικά στην αγορά για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων ή μικρής κλίμακας παραγωγή – η επιλογή του σωστού πλαστικού για ένα συγκεκριμένο έργο μπορεί να είναι συντριπτική, ειδικά για επίδοξους εφευρέτες ή επίδοξους επιχειρηματίες. Κάθε υλικό αντιπροσωπεύει έναν συμβιβασμό όσον αφορά το κόστος, την αντοχή, την ευελιξία και το φινίρισμα της επιφάνειας. Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη όχι μόνο η εφαρμογή του εξαρτήματος ή του προϊόντος, αλλά και το περιβάλλον στο οποίο θα χρησιμοποιηθεί.
Γενικά, τα πλαστικά μηχανικής έχουν βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες που παρέχουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και δεν αλλάζουν κατά τη διαδικασία κατασκευής. Μερικοί τύποι πλαστικών μπορούν επίσης να τροποποιηθούν για να βελτιώσουν την αντοχή τους, καθώς και την αντοχή τους στην κρούση και τη θερμότητα. Ας βουτήξουμε στα διάφορα πλαστικά υλικά που θα εξετάσουμε ανάλογα με τη λειτουργικότητα του τελικού εξαρτήματος ή του προϊόντος.
Μία από τις πιο κοινές ρητίνες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μηχανικών εξαρτημάτων είναι το νάιλον, γνωστό και ως πολυαμίδιο (PA). Όταν το πολυαμίδιο αναμιγνύεται με μολυβδαίνιο, έχει λεία επιφάνεια για εύκολη μετακίνηση. Ωστόσο, τα γρανάζια από νάιλον σε νάιλον δεν συνιστώνται επειδή, όπως τα πλαστικά, τείνουν να κολλάνε μεταξύ τους. Το PA έχει υψηλή αντοχή στη φθορά και την τριβή και καλές μηχανικές ιδιότητες σε υψηλές θερμοκρασίες. Το νάιλον είναι ιδανικό υλικό για τρισδιάστατη εκτύπωση με πλαστικό, αλλά απορροφά νερό με την πάροδο του χρόνου.
Το πολυοξυμεθυλένιο (POM) είναι επίσης μια εξαιρετική επιλογή για μηχανικά μέρη. Το POM είναι μια ρητίνη ακετάλης που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του DuPont's Delrin, ενός πολύτιμου πλαστικού που χρησιμοποιείται σε γρανάζια, βίδες, τροχούς και άλλα. Το POM έχει υψηλή αντοχή σε κάμψη και εφελκυσμό, ακαμψία και σκληρότητα. Ωστόσο, το POM αποδομείται από τα αλκάλια, το χλώριο και το ζεστό νερό και είναι δύσκολο να κολλήσει μεταξύ τους.
Εάν το έργο σας είναι κάποιο είδος δοχείου, το πολυπροπυλένιο (PP) είναι η καλύτερη επιλογή. Το πολυπροπυλένιο χρησιμοποιείται σε δοχεία αποθήκευσης τροφίμων επειδή είναι ανθεκτικό στη θερμότητα, αδιαπέραστο από έλαια και διαλύτες και δεν απελευθερώνει χημικές ουσίες, καθιστώντας το ασφαλές για κατανάλωση. Το πολυπροπυλένιο έχει επίσης εξαιρετική ισορροπία ακαμψίας και αντοχής σε κρούση, καθιστώντας εύκολη τη δημιουργία βρόχων που μπορούν να λυγιστούν επανειλημμένα χωρίς να σπάσουν. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε σωλήνες και σωλήνες.
Μια άλλη επιλογή είναι το πολυαιθυλένιο (PE). Το PE είναι το πιο κοινό πλαστικό στον κόσμο με χαμηλή αντοχή, σκληρότητα και ακαμψία. Συνήθως είναι ένα γαλακτώδες λευκό πλαστικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή φιαλών φαρμάκων, γάλακτος και απορρυπαντικών. Το πολυαιθυλένιο είναι πολύ ανθεκτικό σε ένα ευρύ φάσμα χημικών ουσιών αλλά έχει χαμηλό σημείο τήξης.
Το υλικό ακρυλονιτριλίου βουταδιενίου στυρενίου (ABS) είναι ιδανικό για κάθε έργο που απαιτεί υψηλή αντοχή στην κρούση και υψηλή αντοχή σε σχίσιμο και θραύση. Το ABS είναι ελαφρύ και μπορεί να ενισχυθεί με fiberglass. Είναι πιο ακριβό από το στυρένιο, αλλά διαρκεί περισσότερο λόγω της σκληρότητας και της αντοχής του. Τρισδιάστατη μοντελοποίηση ABS με σύντηξη για γρήγορη δημιουργία πρωτοτύπων.
Δεδομένων των ιδιοτήτων του, το ABS είναι μια καλή επιλογή για wearables. Στο Star Rapid, δημιουργήσαμε τη θήκη έξυπνου ρολογιού για το E3design χρησιμοποιώντας μαύρο προβαμμένο πλαστικό ABS/PC από χυτευμένο με έγχυση. Αυτή η επιλογή υλικού καθιστά ολόκληρη τη συσκευή σχετικά ελαφριά, ενώ παρέχει επίσης μια θήκη που μπορεί να αντέξει περιστασιακά χτυπήματα, όπως όταν το ρολόι χτυπά σε σκληρή επιφάνεια. Το πολυστυρένιο υψηλής κρούσης (HIPS) είναι μια καλή επιλογή εάν χρειάζεστε ένα ευέλικτο και ανθεκτικό στην κρούση υλικό. Αυτό το υλικό είναι κατάλληλο για την κατασκευή ανθεκτικών θήκες ηλεκτρικών εργαλείων και θήκες εργαλείων. Αν και τα HIPS είναι προσιτά, δεν θεωρούνται φιλικά προς το περιβάλλον.
Πολλά έργα απαιτούν ρητίνες χύτευσης με έγχυση με ελαστικότητα όπως το καουτσούκ. Η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (TPU) είναι μια καλή επιλογή γιατί έχει πολλές ειδικές συνθέσεις για υψηλή ελαστικότητα, απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία και ανθεκτικότητα. Το TPU χρησιμοποιείται επίσης σε ηλεκτρικά εργαλεία, κυλίνδρους, μόνωση καλωδίων και αθλητικά είδη. Λόγω της αντοχής του σε διαλύτες, το TPU έχει υψηλή αντοχή σε τριβή και διάτμηση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά βιομηχανικά περιβάλλοντα. Ωστόσο, είναι γνωστό ότι απορροφά την υγρασία από την ατμόσφαιρα, καθιστώντας δύσκολη την επεξεργασία κατά την παραγωγή. Για τη χύτευση με έγχυση, υπάρχει θερμοπλαστικό καουτσούκ (TPR), το οποίο είναι φθηνό και εύκολο στον χειρισμό, όπως για την κατασκευή λαστιχένιων λαβών απορρόφησης κραδασμών.
Εάν το μέρος σας απαιτεί διαφανείς φακούς ή παράθυρα, το ακρυλικό (PMMA) είναι το καλύτερο. Λόγω της ακαμψίας και της αντοχής του στην τριβή, αυτό το υλικό χρησιμοποιείται για την κατασκευή τζαμιών που δεν θραύονται όπως το plexiglass. Το PMMA γυαλίζει επίσης καλά, έχει καλή αντοχή σε εφελκυσμό και είναι οικονομικά αποδοτικό για παραγωγή μεγάλου όγκου. Ωστόσο, δεν είναι τόσο ανθεκτικό στην κρούση ή στα χημικά όσο το πολυανθρακικό (PC).
Εάν το έργο σας απαιτεί ισχυρότερο υλικό, ο υπολογιστής είναι ισχυρότερος από το PMMA και έχει εξαιρετικές οπτικές ιδιότητες, καθιστώντας τον κατάλληλη επιλογή για φακούς και αλεξίσφαιρα παράθυρα. Ο υπολογιστής μπορεί επίσης να λυγίσει και να σχηματιστεί σε θερμοκρασία δωματίου χωρίς να σπάσει. Αυτό είναι χρήσιμο για τη δημιουργία πρωτοτύπων επειδή δεν απαιτεί ακριβά εργαλεία καλουπιού για να σχηματιστεί. Ο υπολογιστής είναι πιο ακριβός από το ακρυλικό και η παρατεταμένη έκθεση σε ζεστό νερό μπορεί να απελευθερώσει επιβλαβείς χημικές ουσίες, επομένως δεν πληροί τα πρότυπα ασφάλειας τροφίμων. Λόγω της αντοχής του στην κρούση και στις γρατσουνιές, ο υπολογιστής είναι ιδανικός για ποικίλες εφαρμογές. Στο Star Rapid, χρησιμοποιούμε αυτό το υλικό για την κατασκευή περιβλημάτων για τερματικά χειρός Muller Commercial Solutions. Το εξάρτημα κατασκευάστηκε με CNC από ένα συμπαγές μπλοκ υπολογιστή. αφού έπρεπε να είναι τελείως διάφανο, τρίφτηκε με το χέρι και γυαλίστηκε με ατμό.
Αυτή είναι μόνο μια σύντομη επισκόπηση ορισμένων από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πλαστικά στην κατασκευή. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να τροποποιηθούν με διαφορετικές ίνες γυαλιού, σταθεροποιητές UV, λιπαντικά ή άλλες ρητίνες για την επίτευξη συγκεκριμένων προδιαγραφών.
Ο Gordon Stiles είναι ο ιδρυτής και πρόεδρος της Star Rapid, μιας εταιρείας ταχείας κατασκευής πρωτοτύπων, ταχέων εργαλείων και χαμηλού όγκου παραγωγής. Με βάση το μηχανολογικό του υπόβαθρο, ο Stiles ίδρυσε την Star Rapid το 2005 και υπό την ηγεσία του η εταιρεία έχει αυξηθεί σε 250 υπαλλήλους. Η Star Rapid απασχολεί μια διεθνή ομάδα μηχανικών και τεχνικών που συνδυάζουν τεχνολογίες αιχμής όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση και η κατεργασία πολλαπλών αξόνων CNC με παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής και υψηλά πρότυπα ποιότητας. Πριν από την ένταξή της στο Star Rapid, η Styles κατείχε και διαχειριζόταν τη STYLES RPD, τη μεγαλύτερη εταιρεία ταχείας πρωτοτύπων και εργαλείων του Ηνωμένου Βασιλείου, η οποία πουλήθηκε στην ARRK Europe το 2000.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-19-2023