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Guía de materiales para la fabricación de prototipos de plástico.
Cuando se fabrican prototipos de plástico, parece difícil seleccionar materiales más adecuados, especialmente considerando la necesidad de producción en masa de piezas de plástico. Este artículo tiene como objetivo aclarar los principales tipos de materiales plásticos disponibles y la aplicación de cada material.
1.Diferentes tipos de materiales plásticos
El plástico es un material sintético ampliamente utilizado, generalmente hecho de productos petroquímicos, pero también puede estar hecho de algunos ingredientes naturales. Los plásticos comunes incluyen nailon, acetal y polietileno de alta densidad. Los plásticos se pueden dividir en dos tipos principales: termoplásticos y plásticos termoendurecibles, pero nos centraremos en agruparlos en función de sus propiedades mecánicas para la discusión.
a. Plásticos rígidos
En resumen, estos son los plásticos que usamos para proyectos como carcasas electrónicas, cascos de fútbol americano y carrocerías de herramientas eléctricas. No son tan elásticos como el caucho, pero mucho más fuertes. Por lo general, se clasifican de acuerdo con la escala Shore D. Algunos tipos comunes de plástico rígido son ABS, nailon, HDPE y policarbonato.
b. elastómero
Son "elásticos". Algunos elastómeros comunes incluyen caucho de silicona, HNBR, caucho de nitrilo y caucho de poliuretano. La parte que se muestra en la imagen a continuación está hecha de un compuesto de caucho de silicona líquida.
C. Plásticos reforzados con fibra
Estos plásticos tienen fibras de refuerzo dispersas para aumentar la dureza, la fuerza y la resistencia al desgaste. Los ejemplos comunes incluyen capas de fibra de vidrio y fibra de carbono. El uso de fibras cortadas cortadas en plásticos moldeados por inyección también es común. La siguiente imagen muestra una navaja de bolsillo con un mango hecho de plástico de nailon y rellenos de fibra de vidrio. El cuchillo se ha llevado a diario durante más de dos años casi sin desgaste, gracias en gran parte a las propiedades mecánicas del plástico relleno de vidrio. Algunas piezas impresas con SLS pueden tener polvo de nailon relleno de fibra de vidrio, lo que da como resultado una dureza mucho mayor que el nailon estándar.
d. Plásticos modificados con aditivos
También es común agregar aditivos a los plásticos base para producir varias características deseadas. Algunos aditivos comunes incluyen antimicrobianos, antiestáticos, plastificantes, pigmentos, estabilizadores UV, rellenos y retardantes de llama.
2. Rendimiento mecánico del plástico.
Independientemente del tipo de plástico, es necesario tener un conocimiento básico de las propiedades del material para elegir el mejor material.
Esta es la tensión máxima que se puede aplicar antes de que ocurra la deformación permanente del material. En casi todos los casos, la tensión aplicada al material durante su uso debe mantenerse por debajo del límite elástico del material. Si la tensión es demasiado alta, la pieza experimentará una deformación permanente.
También conocido como módulo de elasticidad, esta es la cantidad por la cual un material se "estirará" cuando se aplique fuerza. Si mantenemos la fuerza por debajo del límite elástico, la pieza volverá a su forma original una vez que se elimine la fuerza. Los materiales elásticos también se usan comúnmente para arandelas y sellos, como los de las licuadoras y las tapas de las tazas de café de viaje.
C. Dureza
Diferentes plásticos y cauchos tienen diferentes valores de dureza, típicamente medidos usando la escala de dureza Shore. En la escala de dureza Shore, la dureza se divide en tres categorías en orden creciente de dureza: 00, A y D. Una goma de borrar tiene una dureza de alrededor de 40 en la escala Shore A, mientras que un casco de seguridad de plástico tiene una dureza cercana a 80 en la escala Shore D.
d. Coeficiente de fricción
El coeficiente de fricción es un término que describe el comportamiento deslizante de un material. Esto es particularmente importante para proyectos que involucran deslizamiento o contacto dinámico. Algunos rodamientos, por ejemplo, están hechos de material de politetrafluoroetileno (PTFE) debido a su bajo coeficiente de fricción.
3. Determinación del propósito de las piezas de plástico.
a. Diferentes plásticos son adecuados para diferentes propósitos.
Algunas aplicaciones son mecánicas, resistentes al desgaste o elásticas. Se deben seleccionar diferentes materiales de acuerdo con las diferentes aplicaciones. Es aconsejable elegir materiales relativamente más baratos con un rendimiento similar. Algunos materiales plásticos tienen reservas a largo plazo en el proveedor, pero otros requieren pedidos especiales.
b. Considere la disponibilidad de materiales.
Materiales como láminas, varillas o tubos (por ejemplo, utilizados para Mecanizado CNC) o materiales imprimibles utilizados para FDM están disponibles. Por lo general, las máquinas FDM intentan hacer coincidir la mejor elección del material de producción final. Puede simular algunos plásticos usando otras opciones de impresión 3D (como SLA o SLS), pero los materiales que coinciden completamente con la producción final generalmente no están disponibles. Los materiales SLA comienzan como un líquido y se curan mediante exposición a láser, lo que puede generar algunas diferencias inherentes en el producto final. Similar a SLA, la diferencia con SLS es que el polvo se usa para fusionar el material con otro polvo circundante a través del impacto del láser. SLS puede ser una buena opción si el material de producción final es nailon.
C. Teniendo en cuenta la capacidad de procesamiento de los plásticos
Del mismo modo, algunos plásticos son más adecuados para el mecanizado CNC (como el polipropileno), mientras que otros se pueden imprimir fácilmente en 3D, con diferentes métodos de procesamiento. El precio de los prototipos de plástico puede variar.
d. Considere la reciclabilidad del plástico
Si es así, asegúrese de usar materiales termoplásticos en lugar de termoestables.
4. Materiales plásticos comúnmente utilizados en la fabricación de prototipos.
I.PMMA
Es posible que nunca haya oído hablar de un nombre de polímero tan complejo como PMMA, pero ha oído hablar del vidrio acrílico. Es fácil de entender, ya que es omnipresente en los faros de los automóviles, ventanas, pantallas, lámparas y más.
i. ventaja
La transparencia y la resistencia a la corrosión del PMMA lo hacen ampliamente utilizado en nuestra vida diaria. Además, este material es altamente procesable y puede ser cortado, fundido o moldeado por CNC. Es fuerte, dimensionalmente estable y puede funcionar a temperaturas de hasta 160 grados centígrados.
ii. defecto
A pesar de ser más resistente que el vidrio, el PMMA sigue siendo relativamente frágil en comparación con otros plásticos. También se hincha cuando entra en contacto con el agua y puede ser disuelto por los hidrocarburos.
iii. rango de uso
El PMMA se usa ampliamente como sustituto del vidrio, que es propenso a romperse. Los ejemplos incluyen semáforos y luces de automóviles. El vidrio acrílico también se usa comúnmente para experimentos y demostraciones. Tiene amplias aplicaciones en medicina y muchos dispositivos médicos están hechos de PMMA debido a su transparencia y durabilidad. Algunas lentes incluso están hechas de PMMA. Si está buscando excelentes piezas transparentes o prototipos que se puedan pulir para que luzcan como vidrio, o si desea proyectar luz en un recinto transparente, definitivamente debería considerar el PMMA.
II. Nylon
El nailon tiene flexibilidad y resistencia, y sus excelentes propiedades lo hacen adecuado para la producción de fibras. Sí, a veces llevas ropa de plástico.
i. ventaja
El nailon es muy flexible y al mismo tiempo muy fuerte, con una excelente resistencia a la abrasión y sin tendencia a romperse. También es muy ligero y tiene una resistencia a altas temperaturas, incluso superior al PMMA, con un máximo de hasta 195 grados centígrados.
ii. defecto
El nailon no es tan fuerte para resistir los productos químicos y la corrosión. Algunos ácidos, álcalis y otros líquidos fuertes pueden disolverlo. También es menos eficaz a la luz del sol, ya que la radiación ultravioleta debilita su microestructura. Al igual que el PMMA, se hincha en el agua. También tiene una alta tasa de contracción.
iii. rango de uso
La aplicación más importante es en los neumáticos de automóviles. Debido a su alta resistencia y buena resistencia al desgaste, el nailon se usa a menudo en piezas que experimentan fricción. Si necesita piezas para cojinetes o mecanismos de engranajes, el nailon es una buena opción.
tercero abdominales
Con el auge de la fabricación aditiva, el ABS se ha vuelto muy popular recientemente debido a su baja tasa de contracción, buen rendimiento de moldeo y relativa asequibilidad. Actualmente, el ABS es uno de los principales plásticos utilizados para el prototipado rápido.
i. ventaja
ABS tiene resistencia a la mayoría de los ácidos y álcalis, que es más débil en otros plásticos. Es muy brillante, por lo que si desea que su producto sea brillante, debe considerar el ABS. Además, el ABS también tiene resistencia a los golpes.
ii. defecto
El ABS no es tan fuerte como otros materiales plásticos. En segundo lugar, la temperatura de trabajo del ABS es muy baja, menos de 90 grados centígrados. Es ligeramente tóxico, por lo que no es una buena idea usarlo para juguetes o productos para niños.
iii. rango de uso
Es barato y se moldea bien, lo que lo hace ideal para la impresión 3D o el moldeo por inyección, por lo que se fabrican muchas piezas personalizadas o impresas en 3D. Debido a su acabado brillante, algunos aparatos electrónicos y teléfonos lo utilizan para hacer la carcasa. Si no tienes el presupuesto más generoso, o no estás muy seguro del diseño, te sugiero usar ABS para la impresión 3D o mecanizar CNC tu prototipo, para que no tengas que pagar mucho dinero.
IV. POM
En comparación con otros plásticos, el POM posee propiedades que son muy similares a las de los metales, lo que lo hace muy adecuado para piezas de gran volumen, ya que mantiene sus características de peso ligero.
i. ventaja
POM tiene alta resistencia y resistencia a la fatiga, así como una excelente estabilidad a altas temperaturas (hasta 166 grados Celsius). Es extremadamente duro, resistente a la corrosión y tiene buenas propiedades de fricción. También es uno de los pocos plásticos con alta resistencia a la humedad.
ii. defecto
El aspecto más intimidante es su contracción desigual, que puede ser difícil de predecir y causar problemas cuando se moldea o moldea. Además, este plástico es muy duro, lo que puede desafilar las herramientas de corte CNC al cortar el material.
iii. rango de uso
El POM tiene propiedades de tracción muy altas y, por lo tanto, se usa a menudo en piezas y maquinaria de ingeniería. Por ejemplo, bombas de plástico, porque tiene un gran rendimiento de fricción. Algunos componentes que absorben humedad con frecuencia están hechos de POM, por lo que no se expandirán.
V PC
La PC ha estado compitiendo con el vidrio y el PMMA. Si está haciendo piezas transparentes o prototipos, la PC es uno de los materiales plásticos apropiados. También se puede colorear para hacer cristales de colores, e incluso hacer alguna decoración opaca.
i. ventaja
La resistencia sísmica del PC es mucho mayor que la del PMMA o el vidrio. Este material tiene una alta resistencia al calor y puede funcionar a temperaturas superiores a 150 ℃.
ii. defecto
La PC funcionará mal bajo la luz ultravioleta y puede perder transparencia bajo una exposición prolongada. También es fácil de rayar y el prototipo transparente se cubrirá con una película especial. La PC no debe usarse para alimentos o materia orgánica, ya que con el tiempo emitirá algunos vapores nocivos.
iii. rango de uso
Cualquier parte transparente puede estar hecha de PC y PMMA, como lámparas de automóviles o vidrio reforzado. Es un material muy utilizado para prototipado rápido, mucho más que el PMMA. Es relativamente más barato hacer prototipos de PC. Si desea un prototipo de plástico transparente o de color de alta resistencia, debe centrarse en la PC.
5. Encuentre el fabricante de prototipos de plástico adecuado
Cuando no esté seguro de qué material usar para hacer su prototipo de plástico, recuerde buscar un fabricante profesional que lo ayude a resolver todos los problemas. Quizás esté confundido, ¿cómo encontrar un fabricante de prototipos profesional? Ahora es la era de la autopista de la información. Tal vez podamos encontrar la respuesta usando “Google”, el motor de búsqueda más grande del mundo. Algunos fabricantes de prototipos profesionales tendrán sus propios sitios web oficiales. Determine si son socios adecuados consultando la experiencia de su sitio web.
DDPROTOTYPE se compromete a convertirse en un fabricante profesional de prototipos de plástico y proporcionar Mecanizado de plástico CNC servicios con rendimiento de alto costo para clientes de todo el mundo. Obtenga más información sobre nuestros prototipos de plástico. Puede cargar fácilmente su archivo CAD hoy mismo para obtener un presupuesto gratuito.
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