Esistono migliaia di materie plastiche sul mercato per la prototipazione rapida o la produzione su piccola scala: scegliere la plastica giusta per un particolare progetto può essere difficile, soprattutto per gli aspiranti inventori o aspiranti imprenditori. Ogni materiale rappresenta un compromesso in termini di costo, resistenza, flessibilità e finitura superficiale. È necessario considerare non solo l'applicazione del componente o del prodotto, ma anche l'ambiente in cui verrà utilizzato.
In generale, i tecnopolimeri hanno proprietà meccaniche migliorate che garantiscono una maggiore durata e non cambiano durante il processo di produzione. Alcuni tipi di plastica possono anche essere modificati per migliorarne la robustezza, nonché la resistenza agli urti e al calore. Immergiamoci nei diversi materiali plastici da considerare a seconda della funzionalità della parte o del prodotto finale.
Una delle resine più comuni utilizzate per realizzare parti meccaniche è il nylon, noto anche come poliammide (PA). Quando la poliammide viene miscelata con il molibdeno, ha una superficie liscia per un facile spostamento. Tuttavia, gli ingranaggi nylon su nylon non sono consigliati perché, come la plastica, tendono ad aderire tra loro. Il PA ha un'elevata resistenza all'usura e all'abrasione e buone proprietà meccaniche alle alte temperature. Il nylon è un materiale ideale per la stampa 3D con la plastica, ma assorbe l'acqua nel tempo.
Anche il poliossimetilene (POM) è un'ottima scelta per le parti meccaniche. Il POM è una resina acetalica utilizzata per produrre Delrin di DuPont, una plastica pregiata utilizzata in ingranaggi, viti, ruote e altro ancora. Il POM ha un'elevata resistenza alla flessione e alla trazione, rigidità e durezza. Tuttavia, il POM viene degradato dagli alcali, dal cloro e dall'acqua calda ed è difficile che aderisca.
Se il tuo progetto riguarda una sorta di contenitore, il polipropilene (PP) è la scelta migliore. Il polipropilene viene utilizzato nei contenitori per la conservazione degli alimenti perché è resistente al calore, impermeabile a oli e solventi e non rilascia sostanze chimiche, rendendolo sicuro da mangiare. Il polipropilene ha anche un eccellente equilibrio tra rigidità e resistenza agli urti, facilitando la realizzazione di anelli che possono essere piegati ripetutamente senza rompersi. Può essere utilizzato anche in tubi e tubi flessibili.
Un'altra opzione è il polietilene (PE). Il PE è la plastica più comune al mondo con bassa resistenza, durezza e rigidità. Di solito è una plastica bianco latte utilizzata per realizzare flaconi di medicinali, contenitori di latte e detersivi. Il polietilene è altamente resistente a un'ampia gamma di sostanze chimiche ma ha un basso punto di fusione.
Il materiale acrilonitrile butadiene stirene (ABS) è ideale per qualsiasi progetto che richieda un'elevata resistenza agli urti e un'elevata resistenza allo strappo e alla frattura. L'ABS è leggero e può essere rinforzato con fibra di vetro. È più costoso dello stirene, ma dura più a lungo grazie alla sua durezza e resistenza. Modellazione 3D in ABS stampato a fusione per la prototipazione rapida.
Date le sue proprietà, l’ABS è una buona scelta per i dispositivi indossabili. A Star Rapid, abbiamo creato la custodia dello smartwatch per E3design utilizzando plastica ABS/PC preverniciata nera stampata ad iniezione. Questa scelta di materiale rende l'intero dispositivo relativamente leggero, fornendo allo stesso tempo una custodia in grado di resistere a urti occasionali, come quando l'orologio colpisce una superficie dura. Il polistirene ad alto impatto (HIPS) è una buona scelta se hai bisogno di un materiale versatile e resistente agli urti. Questo materiale è adatto per realizzare custodie per utensili elettrici e custodie per utensili durevoli. Sebbene gli HIPS siano convenienti, non sono considerati rispettosi dell’ambiente.
Molti progetti richiedono resine per stampaggio a iniezione con elasticità come la gomma. Il poliuretano termoplastico (TPU) è una buona scelta perché ha molte formulazioni speciali per elevata elasticità, prestazioni a bassa temperatura e durata. Il TPU viene utilizzato anche negli utensili elettrici, nei rulli, nell'isolamento dei cavi e negli articoli sportivi. Grazie alla sua resistenza ai solventi, il TPU ha un'elevata resistenza all'abrasione e al taglio e può essere utilizzato in molti ambienti industriali. Tuttavia, è noto per assorbire l'umidità dall'atmosfera, rendendone difficile la lavorazione durante la produzione. Per lo stampaggio a iniezione esiste la gomma termoplastica (TPR), economica e facile da maneggiare, ad esempio per realizzare grip in gomma antiurto.
Se la tua parte richiede lenti o finestre trasparenti, l'acrilico (PMMA) è la soluzione migliore. A causa della sua rigidità e resistenza all'abrasione, questo materiale viene utilizzato per realizzare finestre infrangibili come il plexiglass. Il PMMA inoltre si lucida bene, ha una buona resistenza alla trazione ed è conveniente per la produzione di grandi volumi. Tuttavia, non è resistente agli urti o agli agenti chimici come il policarbonato (PC).
Se il tuo progetto richiede un materiale più resistente, il PC è più resistente del PMMA e ha eccellenti proprietà ottiche, che lo rendono una scelta adatta per lenti e finestre antiproiettile. Il PC può anche essere piegato e formato a temperatura ambiente senza rompersi. Ciò è utile per la prototipazione perché non richiede costosi strumenti di stampo per la formatura. Il PC è più costoso dell'acrilico e l'esposizione prolungata all'acqua calda può rilasciare sostanze chimiche dannose, quindi non soddisfa gli standard di sicurezza alimentare. Grazie alla sua resistenza agli urti e ai graffi, il PC è ideale per una varietà di applicazioni. A Star Rapid utilizziamo questo materiale per realizzare alloggiamenti per terminali portatili Muller Commercial Solutions. La parte è stata lavorata a CNC da un solido blocco di PC; poiché doveva essere completamente trasparente, è stato levigato a mano e lucidato a vapore.
Questa è solo una breve panoramica di alcune delle materie plastiche più comunemente utilizzate nella produzione. La maggior parte di questi può essere modificata con diverse fibre di vetro, stabilizzanti UV, lubrificanti o altre resine per raggiungere determinate specifiche.
Gordon Stiles è il fondatore e presidente di Star Rapid, un'azienda di prototipazione rapida, attrezzaggio rapido e produzione a basso volume. Basandosi sul suo background ingegneristico, Stiles ha fondato Star Rapid nel 2005 e sotto la sua guida l'azienda è cresciuta fino a contare 250 dipendenti. Star Rapid impiega un team internazionale di ingegneri e tecnici che combinano tecnologie all'avanguardia come la stampa 3D e la lavorazione multiasse CNC con tecniche di produzione tradizionali ed elevati standard di qualità. Prima di entrare in Star Rapid, Styles possedeva e gestiva STYLES RPD, la più grande azienda di prototipazione rapida e attrezzature del Regno Unito, venduta ad ARRK Europe nel 2000.
Orario di pubblicazione: 19 aprile 2023