Hay miles de plásticos en el mercado para la creación rápida de prototipos o la producción a pequeña escala; elegir el plástico adecuado para un proyecto en particular puede resultar abrumador, especialmente para los aspirantes a inventores o empresarios. Cada material representa un compromiso en términos de costo, resistencia, flexibilidad y acabado superficial. Es necesario considerar no sólo la aplicación de la pieza o producto, sino también el entorno en el que se utilizará.
En general, los plásticos de ingeniería tienen propiedades mecánicas mejoradas que proporcionan mayor durabilidad y no cambian durante el proceso de fabricación. Algunos tipos de plásticos también se pueden modificar para mejorar su resistencia, así como su resistencia al impacto y al calor. Profundicemos en los diferentes materiales plásticos a considerar en función de la funcionalidad de la pieza o producto final.
Una de las resinas más utilizadas para fabricar piezas mecánicas es el nailon, también conocido como poliamida (PA). Cuando la poliamida se mezcla con molibdeno, tiene una superficie lisa para facilitar el movimiento. Sin embargo, no se recomiendan los engranajes de nailon sobre nailon porque, al igual que los plásticos, tienden a pegarse. El PA tiene una alta resistencia al desgaste y la abrasión y buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. El nailon es un material ideal para la impresión 3D con plástico, pero absorbe agua con el tiempo.
El polioximetileno (POM) también es una excelente opción para piezas mecánicas. POM es una resina de acetal utilizada para fabricar Delrin de DuPont, un valioso plástico utilizado en engranajes, tornillos, ruedas y más. POM tiene alta resistencia a la flexión y tracción, rigidez y dureza. Sin embargo, el POM se degrada con álcalis, cloro y agua caliente, y es difícil pegarlo.
Si tu proyecto es algún tipo de contenedor, el polipropileno (PP) es la mejor opción. El polipropileno se utiliza en recipientes para almacenar alimentos porque es resistente al calor, impermeable a aceites y disolventes y no libera productos químicos, lo que lo hace seguro para comer. El polipropileno también tiene un excelente equilibrio entre rigidez y resistencia al impacto, lo que facilita la creación de bucles que se pueden doblar repetidamente sin romperse. También se puede utilizar en tuberías y mangueras.
Otra opción es el polietileno (PE). El PE es el plástico más común en el mundo con baja resistencia, dureza y rigidez. Suele ser un plástico de color blanco lechoso que se utiliza para fabricar frascos de medicamentos, envases de leche y detergente. El polietileno es muy resistente a una amplia gama de productos químicos pero tiene un punto de fusión bajo.
El material de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es ideal para cualquier proyecto que requiera alta resistencia al impacto y alta resistencia a desgarros y fracturas. El ABS es liviano y puede reforzarse con fibra de vidrio. Es más caro que el estireno, pero dura más debido a su dureza y resistencia. Modelado 3D de ABS moldeado por fusión para la creación rápida de prototipos.
Dadas sus propiedades, el ABS es una buena opción para los wearables. En Star Rapid, creamos la caja del reloj inteligente para E3design utilizando plástico ABS/PC prepintado de negro moldeado por inyección. Esta elección de material hace que todo el dispositivo sea relativamente liviano, al tiempo que proporciona una caja que puede soportar golpes ocasionales, como cuando el reloj golpea una superficie dura. El poliestireno de alto impacto (HIPS) es una buena opción si necesita un material versátil y resistente a los impactos. Este material es adecuado para fabricar cajas de herramientas eléctricas y cajas de herramientas duraderas. Aunque los HIPS son asequibles, no se consideran respetuosos con el medio ambiente.
Muchos proyectos requieren resinas de moldeo por inyección con elasticidad como el caucho. El poliuretano termoplástico (TPU) es una buena opción porque tiene muchas formulaciones especiales para una alta elasticidad, rendimiento a bajas temperaturas y durabilidad. El TPU también se utiliza en herramientas eléctricas, rodillos, aislamiento de cables y artículos deportivos. Debido a su resistencia a los disolventes, el TPU tiene una alta resistencia a la abrasión y al corte y puede utilizarse en muchos entornos industriales. Sin embargo, se sabe que absorbe humedad de la atmósfera, lo que dificulta su procesamiento durante la producción. Para el moldeo por inyección existe el caucho termoplástico (TPR), que es económico y fácil de manejar, como por ejemplo para fabricar empuñaduras de goma que absorben los golpes.
Si su pieza requiere lentes o ventanas transparentes, lo mejor es el acrílico (PMMA). Debido a su rigidez y resistencia a la abrasión, este material se utiliza para fabricar ventanas irrompibles como el plexiglás. El PMMA también pule bien, tiene buena resistencia a la tracción y es rentable para producciones de gran volumen. Sin embargo, no es tan resistente a impactos ni a productos químicos como el policarbonato (PC).
Si su proyecto requiere un material más resistente, el PC es más resistente que el PMMA y tiene excelentes propiedades ópticas, lo que lo convierte en una opción adecuada para lentes y ventanas a prueba de balas. El PC también se puede doblar y formar a temperatura ambiente sin romperse. Esto es útil para la creación de prototipos porque no requiere costosas herramientas de molde para su formación. El PC es más caro que el acrílico y la exposición prolongada al agua caliente puede liberar sustancias químicas nocivas, por lo que no cumple con los estándares de seguridad alimentaria. Debido a su resistencia a impactos y rayones, la PC es ideal para una variedad de aplicaciones. En Star Rapid utilizamos este material para fabricar carcasas para terminales portátiles de Muller Commercial Solutions. La pieza fue mecanizada por CNC a partir de un bloque sólido de PC; como necesitaba ser completamente transparente, se lijó a mano y se pulió con vapor.
Esta es sólo una breve descripción de algunos de los plásticos más utilizados en la fabricación. La mayoría de estos se pueden modificar con diferentes fibras de vidrio, estabilizadores UV, lubricantes u otras resinas para lograr ciertas especificaciones.
Gordon Stiles es el fundador y presidente de Star Rapid, una empresa de creación rápida de prototipos, herramientas rápidas y fabricación de bajo volumen. Basándose en su experiencia en ingeniería, Stiles fundó Star Rapid en 2005 y, bajo su liderazgo, la empresa ha crecido hasta contar con 250 empleados. Star Rapid emplea un equipo internacional de ingenieros y técnicos que combinan tecnologías de vanguardia como la impresión 3D y el mecanizado CNC multieje con técnicas de fabricación tradicionales y altos estándares de calidad. Antes de unirse a Star Rapid, Styles era propietario y operaba STYLES RPD, la empresa de herramientas y creación rápida de prototipos más grande del Reino Unido, que se vendió a ARRK Europe en 2000.
Hora de publicación: 19-abr-2023