Er zijn duizenden kunststoffen op de markt voor rapid prototyping of kleinschalige productie. Het kiezen van het juiste plastic voor een bepaald project kan overweldigend zijn, vooral voor aspirant-uitvinders of aspirant-ondernemers. Elk materiaal vertegenwoordigt een compromis op het gebied van kosten, sterkte, flexibiliteit en oppervlakteafwerking. Er moet niet alleen rekening worden gehouden met de toepassing van het onderdeel of product, maar ook met de omgeving waarin het zal worden gebruikt.
Over het algemeen hebben technische kunststoffen verbeterde mechanische eigenschappen die zorgen voor een grotere duurzaamheid en die niet veranderen tijdens het productieproces. Sommige soorten kunststoffen kunnen ook worden aangepast om hun sterkte, slag- en hittebestendigheid te verbeteren. Laten we eens kijken naar de verschillende plastic materialen waarmee we rekening moeten houden, afhankelijk van de functionaliteit van het uiteindelijke onderdeel of product.
Een van de meest voorkomende harsen die worden gebruikt om mechanische onderdelen te maken is nylon, ook bekend als polyamide (PA). Wanneer polyamide wordt gemengd met molybdeen, heeft het een glad oppervlak waardoor het gemakkelijk kan bewegen. Nylon-op-nylon tandwielen worden echter niet aanbevolen, omdat ze, net als kunststoffen, de neiging hebben aan elkaar te plakken. PA heeft een hoge slijtvastheid en goede mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen. Nylon is een ideaal materiaal voor 3D-printen met plastic, maar absorbeert na verloop van tijd water.
Polyoxymethyleen (POM) is ook een uitstekende keuze voor mechanische onderdelen. POM is een acetaalhars die wordt gebruikt om DuPont's Delrin te maken, een waardevol plastic dat wordt gebruikt in tandwielen, schroeven, wielen en meer. POM heeft een hoge buig- en treksterkte, stijfheid en hardheid. POM wordt echter afgebroken door alkali, chloor en heet water en is moeilijk aan elkaar te plakken.
Als uw project een soort container is, is polypropyleen (PP) de beste keuze. Polypropyleen wordt gebruikt in voedselbewaarcontainers omdat het hittebestendig is, ongevoelig voor oliën en oplosmiddelen en geen chemicaliën vrijgeeft, waardoor het veilig is om te eten. Polypropyleen heeft ook een uitstekende balans tussen stijfheid en slagsterkte, waardoor het gemakkelijk is om lussen te maken die herhaaldelijk kunnen worden gebogen zonder te breken. Het kan ook worden gebruikt in leidingen en slangen.
Een andere optie is polyethyleen (PE). PE is de meest voorkomende kunststof ter wereld met een lage sterkte, hardheid en stijfheid. Het is meestal een melkachtig wit plastic dat wordt gebruikt om medicijnflesjes, melk- en wasmiddelcontainers te maken. Polyethyleen is zeer goed bestand tegen een breed scala aan chemicaliën, maar heeft een laag smeltpunt.
Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS)-materiaal is ideaal voor elk project dat een hoge slagvastheid en hoge scheur- en breukweerstand vereist. ABS is lichtgewicht en kan worden versterkt met glasvezel. Het is duurder dan styreen, maar gaat langer mee vanwege de hardheid en sterkte. Fusion-gegoten ABS 3D-modellering voor snelle prototyping.
Gezien zijn eigenschappen is ABS een goede keuze voor wearables. Bij Star Rapid hebben we de smartwatch-behuizing voor E3design gemaakt met behulp van spuitgegoten zwart, voorgelakt ABS/PC-plastic. Deze materiaalkeuze maakt het hele toestel relatief licht en zorgt tegelijkertijd voor een kast die bestand is tegen incidentele schokken, bijvoorbeeld wanneer het horloge een hard oppervlak raakt. Slagvast polystyreen (HIPS) is een goede keuze als u een veelzijdig en slagvast materiaal nodig heeft. Dit materiaal is geschikt voor het maken van duurzame gereedschapskoffers en gereedschapskisten. Hoewel HIPS betaalbaar zijn, worden ze niet als milieuvriendelijk beschouwd.
Veel projecten vragen om spuitgietharsen met elasticiteit zoals rubber. Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is een goede keuze omdat het veel speciale formuleringen heeft voor hoge elasticiteit, prestaties bij lage temperaturen en duurzaamheid. TPU wordt ook gebruikt in elektrisch gereedschap, rollen, kabelisolatie en sportartikelen. Vanwege de oplosmiddelbestendigheid heeft TPU een hoge slijtvastheid en schuifsterkte en kan het in veel industriële omgevingen worden gebruikt. Het staat er echter om bekend dat het vocht uit de atmosfeer absorbeert, waardoor het moeilijk te verwerken is tijdens de productie. Voor het spuitgieten is er thermoplastisch rubber (TPR), dat goedkoop en gemakkelijk te hanteren is, bijvoorbeeld voor het maken van schokabsorberende rubberen handvatten.
Als uw onderdeel heldere lenzen of vensters vereist, is acryl (PMMA) het beste. Vanwege de stijfheid en slijtvastheid wordt dit materiaal gebruikt om onbreekbare ramen zoals plexiglas te maken. PMMA polijst ook goed, heeft een goede treksterkte en is kosteneffectief voor productie in grote volumes. Het is echter niet zo stoot- of chemisch bestendig als polycarbonaat (PC).
Als uw project een sterker materiaal vereist, is PC sterker dan PMMA en heeft het uitstekende optische eigenschappen, waardoor het een geschikte keuze is voor lenzen en kogelvrije ramen. PC kan ook bij kamertemperatuur worden gebogen en gevormd zonder te breken. Dit is handig voor het maken van prototypen, omdat er geen dure vormgereedschappen voor nodig zijn om te vormen. PC is duurder dan acryl en bij langdurige blootstelling aan heet water kunnen schadelijke chemicaliën vrijkomen, waardoor het niet voldoet aan de voedselveiligheidsnormen. Door zijn stoot- en krasbestendigheid is PC ideaal voor uiteenlopende toepassingen. Bij Star Rapid gebruiken we dit materiaal om behuizingen te maken voor de handterminals van Muller Commercial Solutions. Het onderdeel is CNC-gefreesd uit een massief pc-blok; Omdat het volledig transparant moest zijn, werd het met de hand geschuurd en met stoom gepolijst.
Dit is slechts een kort overzicht van enkele van de meest gebruikte kunststoffen in de productie. De meeste hiervan kunnen worden aangepast met verschillende glasvezels, UV-stabilisatoren, smeermiddelen of andere harsen om bepaalde specificaties te bereiken.
Gordon Stiles is de oprichter en president van Star Rapid, een rapid prototyping, rapid tooling en low-volume productiebedrijf. Vanuit zijn technische achtergrond richtte Stiles in 2005 Star Rapid op en onder zijn leiding is het bedrijf uitgegroeid tot 250 medewerkers. Star Rapid heeft een internationaal team van ingenieurs en technici in dienst die geavanceerde technologieën zoals 3D-printen en CNC-meerassige bewerking combineren met traditionele productietechnieken en hoge kwaliteitsnormen. Voordat hij bij Star Rapid kwam, bezat en exploiteerde Styles STYLES RPD, het grootste bedrijf voor snelle prototyping en gereedschappen in het Verenigd Koninkrijk, dat in 2000 werd verkocht aan ARRK Europe.
Posttijd: 19 april 2023