Markkinoilla on tuhansia muoveja nopeaa prototyyppiä tai pienimuotoista tuotantoa varten – oikean muovin valitseminen tiettyyn projektiin voi olla ylivoimaista varsinkin keksijöille tai yrittäjänä. Jokainen materiaali edustaa kompromissia kustannusten, lujuuden, joustavuuden ja pinnan viimeistelyn suhteen. On tarpeen ottaa huomioon paitsi osan tai tuotteen käyttö, myös ympäristö, jossa sitä käytetään.
Yleensä teknisillä muoveilla on parannetut mekaaniset ominaisuudet, jotka lisäävät kestävyyttä eivätkä muutu valmistusprosessin aikana. Joitakin muovityyppejä voidaan myös muokata niiden lujuuden sekä iskun- ja lämmönkestävyyden parantamiseksi. Sukellaan eri muovimateriaaleihin, joita harkitaan lopullisen osan tai tuotteen toimivuudesta riippuen.
Yksi yleisimmistä mekaanisten osien valmistukseen käytetyistä hartseista on nylon, joka tunnetaan myös nimellä polyamidi (PA). Kun polyamidia sekoitetaan molybdeenin kanssa, sen pinta on sileä liikkumisen helpottamiseksi. Nylon-nailon-vaihteita ei kuitenkaan suositella, koska muovien tapaan ne tarttuvat toisiinsa. PA:lla on korkea kulutus- ja kulutuskestävyys ja hyvät mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa. Nailon on ihanteellinen materiaali muovin 3D-tulostukseen, mutta se imee vettä ajan myötä.
Polyoksimetyleeni (POM) on myös erinomainen valinta mekaanisiin osiin. POM on asetaalihartsi, jota käytetään DuPontin Delrinin valmistukseen, arvokkaaseen muoviin, jota käytetään hammaspyörissä, ruuveissa, pyörissä ja muissa. POM:lla on korkea taivutus- ja vetolujuus, jäykkyys ja kovuus. Alkali, kloori ja kuuma vesi hajottavat kuitenkin POM:ia, ja niitä on vaikea tarttua yhteen.
Jos projektisi on jonkinlainen säiliö, polypropeeni (PP) on paras valinta. Polypropeenia käytetään elintarvikkeiden säilytysastioissa, koska se on lämmönkestävää, öljyjä ja liuottimia läpäisemätöntä eikä vapauta kemikaaleja, joten se on turvallista syödä. Polypropeenissa on myös erinomainen tasapaino jäykkyyden ja iskunkestävyyden välillä, minkä ansiosta on helppo tehdä lenkkejä, joita voidaan taivuttaa toistuvasti rikkoutumatta. Sitä voidaan käyttää myös putkissa ja letkuissa.
Toinen vaihtoehto on polyeteeni (PE). PE on maailman yleisin muovi, jolla on alhainen lujuus, kovuus ja jäykkyys. Se on yleensä maidonvalkoista muovia, jota käytetään lääkepullojen, maito- ja pesuainesäiliöiden valmistukseen. Polyeteeni kestää hyvin monenlaisia kemikaaleja, mutta sillä on alhainen sulamispiste.
Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS) -materiaali on ihanteellinen kaikkiin projekteihin, jotka vaativat suurta iskunkestävyyttä sekä suurta repeämis- ja murtumiskestävyyttä. ABS on kevyttä ja sitä voidaan vahvistaa lasikuidulla. Se on kalliimpaa kuin styreeni, mutta kestää pidempään kovuutensa ja lujuutensa ansiosta. Fuusiomuovattu ABS 3D -mallinnus nopeaan prototyyppien luomiseen.
Ominaisuuksiensa vuoksi ABS on hyvä valinta puetettaviin vaatteisiin. Star Rapidissa loimme älykellon kotelon E3designille käyttämällä ruiskuvalettua mustaa esimaalattua ABS/PC-muovia. Tämä materiaalivalinta tekee koko laitteesta suhteellisen kevyen ja tarjoaa samalla kotelon, joka kestää satunnaisia iskuja, kuten kellon osuessa kovaan pintaan. Iskunkestävä polystyreeni (HIPS) on hyvä valinta, jos tarvitset monipuolista ja iskunkestävää materiaalia. Tämä materiaali soveltuu kestävien sähkötyökalukoteloiden ja työkalukoteloiden valmistukseen. Vaikka HIPS ovat edullisia, niitä ei pidetä ympäristöystävällisinä.
Monet hankkeet vaativat ruiskuvaluhartseja, jotka ovat elastisia kuten kumia. Termoplastinen polyuretaani (TPU) on hyvä valinta, koska siinä on monia erikoiskoostumuksia korkean elastisuuden, alhaisen lämpötilan suorituskyvyn ja kestävyyden takaamiseksi. TPU:ta käytetään myös sähkötyökaluissa, teloissa, kaapelieristeissä ja urheiluvälineissä. Liuotinkestävyyden ansiosta TPU:lla on korkea kulutus- ja leikkauslujuus, ja sitä voidaan käyttää monissa teollisuusympäristöissä. Sen tiedetään kuitenkin imevän kosteutta ilmakehästä, mikä vaikeuttaa sen käsittelyä tuotannon aikana. Ruiskuvalua varten on termoplastinen kumi (TPR), joka on edullinen ja helppo käsitellä, esimerkiksi iskuja vaimentavien kumikahvan valmistukseen.
Jos osasi vaatii kirkkaita linssejä tai ikkunoita, akryyli (PMMA) on paras. Jäykkyyden ja kulutuskestävyyden vuoksi tätä materiaalia käytetään särkymättömien ikkunoiden, kuten pleksilasin, valmistukseen. PMMA myös kiillottaa hyvin, sillä on hyvä vetolujuus ja se on kustannustehokas suurien volyymien tuotannossa. Se ei kuitenkaan ole yhtä iskun- tai kemikaalienkestävä kuin polykarbonaatti (PC).
Jos projektisi vaatii vahvempaa materiaalia, PC on vahvempi kuin PMMA ja sillä on erinomaiset optiset ominaisuudet, joten se on sopiva valinta linsseihin ja luodinkestävään ikkunaan. PC voidaan myös taivuttaa ja muotoilla huoneenlämmössä rikkomatta. Tämä on hyödyllistä prototyyppien valmistuksessa, koska sen muodostaminen ei vaadi kalliita muottityökaluja. PC on kalliimpaa kuin akryyli, ja pitkäaikainen altistuminen kuumalle vedelle voi vapauttaa haitallisia kemikaaleja, joten se ei täytä elintarviketurvallisuusstandardeja. Iskunkestävyyden ja naarmuuntumisenkestävyyden ansiosta PC on ihanteellinen monenlaisiin sovelluksiin. Star Rapidilla käytämme tätä materiaalia valmistamaan koteloita Muller Commercial Solutions -käsipäätteille. Osa oli CNC-koneistettu kiinteästä PC-lohkosta; koska sen piti olla täysin läpinäkyvä, se hiottiin käsin ja höyrykiillotettiin.
Tämä on vain lyhyt katsaus joihinkin valmistuksessa yleisimmin käytettyihin muoveihin. Useimpia niistä voidaan modifioida erilaisilla lasikuiduilla, UV-stabilisaattoreilla, voiteluaineilla tai muilla hartseilla tiettyjen vaatimusten saavuttamiseksi.
Gordon Stiles on Star Rapidin, nopean prototyyppien, nopean työkalun ja vähäisen volyymin valmistusyrityksen, perustaja ja toimitusjohtaja. Insinööritaustansa perusteella Stiles perusti Star Rapidin vuonna 2005 ja hänen johdollaan yritys on kasvanut 250 työntekijään. Star Rapid työllistää kansainvälisen tiimin insinöörejä ja teknikoita, jotka yhdistävät huipputeknologian, kuten 3D-tulostuksen ja CNC-moniakselikoneistuksen, perinteisiin valmistustekniikoihin ja korkeisiin laatustandardeihin. Ennen liittymistään Star Rapidiin Styles omisti ja hallinnoi STYLES RPD:tä, Ison-Britannian suurinta nopeaa prototyyppiä ja työkaluja valmistavaa yritystä, joka myytiin ARRK Europelle vuonna 2000.
Postitusaika: 19.4.2023