Existem milhares de plásticos no mercado para prototipagem rápida ou produção em pequena escala – escolher o plástico certo para um projeto específico pode ser complicado, especialmente para aspirantes a inventores ou aspirantes a empreendedores. Cada material representa um compromisso em termos de custo, resistência, flexibilidade e acabamento superficial. É necessário considerar não só a aplicação da peça ou produto, mas também o ambiente em que será utilizado.
Em geral, os plásticos de engenharia possuem propriedades mecânicas aprimoradas que proporcionam maior durabilidade e não sofrem alterações durante o processo de fabricação. Alguns tipos de plásticos também podem ser modificados para melhorar sua resistência, bem como resistência ao impacto e ao calor. Vamos mergulhar nos diferentes materiais plásticos a serem considerados dependendo da funcionalidade da peça ou produto final.
Uma das resinas mais comuns utilizadas na fabricação de peças mecânicas é o náilon, também conhecido como poliamida (PA). Quando a poliamida é misturada com molibdênio, ela apresenta uma superfície lisa para facilitar a movimentação. No entanto, as engrenagens de náilon sobre náilon não são recomendadas porque, assim como os plásticos, tendem a grudar. O PA possui alta resistência ao desgaste e à abrasão e boas propriedades mecânicas em altas temperaturas. O nylon é um material ideal para impressão 3D com plástico, mas absorve água com o tempo.
O polioximetileno (POM) também é uma excelente escolha para peças mecânicas. POM é uma resina de acetal usada para fazer o Delrin da DuPont, um plástico valioso usado em engrenagens, parafusos, rodas e muito mais. POM possui alta resistência à flexão e tração, rigidez e dureza. No entanto, o POM é degradado por álcalis, cloro e água quente e é difícil de aderir.
Se o seu projeto for algum tipo de container, o polipropileno (PP) é a melhor escolha. O polipropileno é utilizado em recipientes de armazenamento de alimentos porque é resistente ao calor, impermeável a óleos e solventes e não libera produtos químicos, tornando-o seguro para consumo. O polipropileno também possui um excelente equilíbrio entre rigidez e resistência ao impacto, facilitando a confecção de laços que podem ser dobrados repetidamente sem quebrar. Também pode ser utilizado em tubos e mangueiras.
Outra opção é o polietileno (PE). PE é o plástico mais comum do mundo com baixa resistência, dureza e rigidez. Geralmente é um plástico branco leitoso usado para fazer frascos de remédios, leite e detergentes. O polietileno é altamente resistente a uma ampla gama de produtos químicos, mas possui baixo ponto de fusão.
O material de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é ideal para qualquer projeto que exija alta resistência ao impacto e alta resistência a rasgos e fraturas. O ABS é leve e pode ser reforçado com fibra de vidro. É mais caro que o estireno, mas dura mais devido à sua dureza e resistência. Modelagem 3D em ABS moldado por fusão para prototipagem rápida.
Dadas as suas propriedades, o ABS é uma boa escolha para wearables. Na Star Rapid, criamos a caixa do smartwatch para E3design usando plástico ABS/PC preto pré-pintado moldado por injeção. Esta escolha de material torna todo o dispositivo relativamente leve, ao mesmo tempo que fornece uma caixa que pode resistir a choques ocasionais, como quando o relógio atinge uma superfície dura. O poliestireno de alto impacto (HIPS) é uma boa escolha se você precisa de um material versátil e resistente a impactos. Este material é adequado para fazer caixas de ferramentas elétricas e caixas de ferramentas duráveis. Embora os HIPS sejam acessíveis, não são considerados ecológicos.
Muitos projetos exigem resinas para moldagem por injeção com elasticidade semelhante à da borracha. O poliuretano termoplástico (TPU) é uma boa escolha porque possui muitas formulações especiais para alta elasticidade, desempenho em baixas temperaturas e durabilidade. O TPU também é usado em ferramentas elétricas, rolos, isolamento de cabos e artigos esportivos. Devido à sua resistência a solventes, o TPU possui alta resistência à abrasão e ao cisalhamento e pode ser usado em diversos ambientes industriais. Porém, é conhecido por absorver umidade da atmosfera, dificultando seu processamento durante a produção. Para moldagem por injeção, existe a borracha termoplástica (TPR), que é barata e fácil de manusear, como para fazer punhos de borracha com absorção de choque.
Se a sua peça requer lentes ou janelas transparentes, o acrílico (PMMA) é o melhor. Devido à sua rigidez e resistência à abrasão, este material é utilizado para fazer janelas inquebráveis, como o plexiglass. O PMMA também dá um bom polimento, tem boa resistência à tração e é econômico para produção em alto volume. No entanto, não é tão resistente a impactos ou produtos químicos quanto o policarbonato (PC).
Se o seu projeto exigir um material mais resistente, o PC é mais resistente que o PMMA e possui excelentes propriedades ópticas, tornando-o uma escolha adequada para lentes e janelas à prova de balas. O PC também pode ser dobrado e moldado à temperatura ambiente sem quebrar. Isso é útil para prototipagem porque não requer ferramentas de molde caras para formar. O PC é mais caro que o acrílico e a exposição prolongada à água quente pode liberar produtos químicos nocivos, por isso não atende aos padrões de segurança alimentar. Devido à sua resistência a impactos e arranhões, o PC é ideal para uma variedade de aplicações. Na Star Rapid, usamos esse material para fabricar caixas para terminais portáteis da Muller Commercial Solutions. A peça foi usinada em CNC a partir de um bloco sólido de PC; como precisava ser totalmente transparente, foi lixado à mão e polido a vapor.
Esta é apenas uma breve visão geral de alguns dos plásticos mais comumente usados na fabricação. A maioria deles pode ser modificada com diferentes fibras de vidro, estabilizadores de UV, lubrificantes ou outras resinas para atingir determinadas especificações.
Gordon Stiles é o fundador e presidente da Star Rapid, uma empresa de prototipagem rápida, ferramentas rápidas e fabricação de baixo volume. Com base em sua formação em engenharia, Stiles fundou a Star Rapid em 2005 e sob sua liderança a empresa cresceu para 250 funcionários. A Star Rapid emprega uma equipe internacional de engenheiros e técnicos que combinam tecnologias de ponta, como impressão 3D e usinagem CNC multieixos, com técnicas de fabricação tradicionais e altos padrões de qualidade. Antes de ingressar na Star Rapid, Styles possuía e operava a STYLES RPD, a maior empresa de prototipagem rápida e ferramentas do Reino Unido, que foi vendida para a ARRK Europe em 2000.
Horário da postagem: 19 de abril de 2023