Seguimi su: 
Guida ai materiali per la produzione di prototipi in plastica
Quando si realizzano prototipi in plastica, sembra difficile selezionare materiali più adatti, soprattutto considerando la necessità di una produzione in serie di parti in plastica. Questo documento mira a chiarire i principali tipi di materiali plastici disponibili e l'applicazione di ciascun materiale.
1. Diversi tipi di materie plastiche
La plastica è un materiale sintetico ampiamente utilizzato, tipicamente ricavato da prodotti petrolchimici ma può anche essere ricavato da alcuni ingredienti naturali. Le materie plastiche comuni includono nylon, acetale e polietilene ad alta densità. Le materie plastiche possono essere suddivise in due tipi principali: termoplastiche e plastiche termoindurenti, ma ci concentreremo sul raggruppamento in base alle loro proprietà meccaniche per la discussione.
UN. Plastiche rigide
In breve, queste sono le materie plastiche che utilizziamo per progetti come custodie elettroniche, caschi da football e corpi di utensili elettrici. Non sono elastici come la gomma, ma molto più resistenti. Sono tipicamente classificati secondo la scala Shore D. Alcuni tipi comuni di plastica rigida sono ABS, nylon, HDPE e policarbonato.
B. Elastomero
Sono "elastici". Alcuni elastomeri comuni includono gomma siliconica, HNBR, gomma nitrilica e gomma poliuretanica. La parte mostrata nell'immagine sottostante è costituita da una mescola di gomma siliconica liquida.
C. Materie plastiche rinforzate con fibre
Queste materie plastiche hanno fibre di rinforzo disperse per aumentare la durezza, la forza e la resistenza all'usura. Esempi comuni includono strati in fibra di vetro e fibra di carbonio. Anche l'uso di fibre corte tagliate nelle materie plastiche stampate a iniezione è comune. L'immagine sotto mostra un coltellino tascabile con manico in plastica di nylon e riempitivi in fibra di vetro. Il coltello è stato portato quotidianamente per oltre due anni quasi senza usura, grazie in gran parte alle proprietà meccaniche della plastica riempita di vetro. Alcune parti stampate con SLS possono contenere polvere di nylon caricata in vetro, che si traduce in una durezza molto più elevata rispetto al nylon standard.
D. Plastiche modificate con additivi
È anche comune aggiungere additivi alla plastica di base per produrre varie caratteristiche desiderate. Alcuni additivi comuni includono antimicrobici, antistatici, plastificanti, pigmenti, stabilizzanti UV, riempitivi e ritardanti di fiamma.
2. Prestazioni meccaniche della plastica
Indipendentemente dal tipo di plastica, è necessario avere una conoscenza di base delle proprietà del materiale per scegliere il materiale migliore.
Questa è la massima sollecitazione che può essere applicata prima che si verifichi la deformazione permanente del materiale. In quasi tutti i casi, lo stress applicato al materiale durante il suo utilizzo dovrebbe essere mantenuto al di sotto della resistenza allo snervamento del materiale. Se la sollecitazione è troppo elevata, la parte subirà una deformazione permanente.
Conosciuto anche come modulo di elasticità, questa è la quantità di cui un materiale si "allunga" quando viene applicata la forza. Se manteniamo la forza al di sotto della resistenza allo snervamento, la parte tornerà alla sua forma originale una volta rimossa la forza. I materiali elastici sono comunemente usati anche per rondelle e guarnizioni, come quelle dei coperchi dei frullatori e delle tazze da caffè da viaggio.
C. Durezza
Materie plastiche e gomme diverse hanno valori di durezza diversi, generalmente misurati utilizzando la scala di durezza Shore. Nella scala di durezza Shore, la durezza è suddivisa in tre categorie in ordine di durezza crescente: 00, A e D. Una gomma ha una durezza di circa 40 sulla scala Shore A, mentre un casco di sicurezza in plastica ha una durezza vicina a 80 sulla scala Shore D.
D. Coefficiente d'attrito
Il coefficiente di attrito è un termine che descrive il comportamento di scorrimento di un materiale. Ciò è particolarmente importante per i progetti che prevedono il contatto scorrevole o dinamico. Alcuni cuscinetti, ad esempio, sono realizzati in politetrafluoroetilene (PTFE) grazie al suo basso coefficiente di attrito.
3. Determinazione dello scopo delle parti in plastica.
UN. Diverse materie plastiche sono adatte a scopi diversi
Alcune applicazioni sono meccaniche, resistenti all'usura o elastiche. Diversi materiali dovrebbero essere selezionati in base alle diverse applicazioni. È consigliabile scegliere materiali relativamente più economici con prestazioni simili. Alcuni materiali plastici hanno riserve a lungo termine presso il fornitore, ma altri richiedono ordini speciali.
B. Considera la disponibilità dei materiali
Materiali come lastre, barre o tubi (ad esempio, utilizzati per Lavorazione CNC) o sono disponibili materiali stampabili utilizzati per FDM. In genere, le macchine FDM cercano di abbinare la scelta migliore del materiale di produzione finale. È possibile simulare alcune materie plastiche utilizzando altre opzioni di stampa 3D (come SLA o SLS), ma di solito non sono disponibili materiali che corrispondano completamente alla produzione finale. I materiali SLA iniziano come liquidi e vengono induriti dall'esposizione al laser, che può comportare alcune differenze intrinseche nel prodotto finale. Simile a SLA, la differenza con SLS è che la polvere viene utilizzata per fondere il materiale con un'altra polvere circostante attraverso l'impatto laser. SLS può essere una buona opzione se il materiale di produzione finale è il nylon.
C. Considerando la capacità di lavorazione della plastica
Allo stesso modo, alcune materie plastiche sono più adatte alla lavorazione CNC (come il polipropilene), mentre altre possono essere facilmente stampate in 3D, con diversi metodi di lavorazione. Il prezzo dei prototipi in plastica può variare.
D. Considera la riciclabilità della plastica
In tal caso, assicurati di utilizzare materiali termoplastici anziché termoindurenti.
4. Materiali plastici comunemente usati nella produzione di prototipi
I.PMMA
Potresti non aver mai sentito parlare di un nome di polimero dal suono complesso come PMMA, ma hai sentito parlare di vetro acrilico. È facile da capire, poiché è onnipresente nei fari delle auto, nei finestrini, nei display, nelle lampade e altro ancora.
io. vantaggio
La trasparenza e la resistenza alla corrosione del PMMA lo rendono ampiamente utilizzato nella nostra vita quotidiana. Inoltre, questo materiale è altamente lavorabile e può essere tagliato, colato o modellato tramite CNC. È forte, dimensionalmente stabile e può funzionare a temperature fino a 160 gradi Celsius.
ii. difetto
Nonostante sia più resistente del vetro, il PMMA è ancora relativamente fragile rispetto ad altre materie plastiche. Si gonfia anche a contatto con l'acqua e può essere sciolto dagli idrocarburi.
iii. Gamma di utilizzo
Il PMMA è ampiamente utilizzato come sostituto del vetro, che è soggetto a rotture. Gli esempi includono i semafori e le luci delle automobili. Il vetro acrilico è anche comunemente usato per esperimenti e dimostrazioni. Ha ampie applicazioni in medicina e molti dispositivi medici sono realizzati in PMMA per la sua trasparenza e durata. Alcune lenti sono addirittura realizzate in PMMA. Se stai cercando eccellenti parti trasparenti o prototipi che possono essere lucidati per sembrare proprio come il vetro, o se vuoi proiettare la luce in un involucro trasparente, dovresti assolutamente prendere in considerazione il PMMA.
II. Nylon
Il nylon ha flessibilità e resistenza e le sue eccellenti proprietà lo rendono adatto alla produzione di fibre. Sì, a volte indossi vestiti di plastica.
io. vantaggio
Il nylon è altamente flessibile e allo stesso tempo molto resistente, con un'eccellente resistenza all'abrasione e nessuna tendenza a frantumarsi. È anche molto leggero e ha una resistenza alle alte temperature, anche superiore al PMMA, con un massimo fino a 195 gradi Celsius.
ii. difetto
Il nylon non è così forte nel resistere agli agenti chimici e alla corrosione. Alcuni acidi, alcali e altri liquidi forti possono dissolverlo. È anche meno efficace alla luce solare, con le radiazioni ultraviolette che ne indeboliscono la microstruttura. Come il PMMA, si gonfia in acqua. Ha anche un alto tasso di restringimento.
iii. Gamma di utilizzo
L'applicazione più importante è nei pneumatici per auto. A causa della sua elevata resistenza e buona resistenza all'usura, il nylon viene spesso utilizzato in parti che subiscono attrito. Se hai bisogno di parti per cuscinetti o meccanismi a ingranaggi, il nylon è una buona scelta.
III. addominali
Con l'ascesa della produzione additiva, l'ABS è diventato molto popolare di recente grazie al suo basso tasso di restringimento, alle buone prestazioni di stampaggio e alla relativa convenienza. Attualmente l'ABS è una delle principali materie plastiche utilizzate per la prototipazione rapida.
io. vantaggio
L'ABS ha una resistenza alla maggior parte degli acidi e degli alcali, che è più debole in altre materie plastiche. È molto lucido, quindi se vuoi che il tuo prodotto sia lucido, dovresti considerare l'ABS. Inoltre, l'ABS ha anche resistenza agli urti.
ii. difetto
L'ABS non è resistente come altri materiali plastici. In secondo luogo, la temperatura di lavoro dell'ABS è molto bassa, inferiore a 90 gradi Celsius. È leggermente tossico, quindi usarlo per giocattoli o prodotti per bambini non è una buona idea.
iii. Gamma di utilizzo
È economico e si modella bene, rendendolo ideale per la stampa 3D o lo stampaggio a iniezione, quindi da esso vengono realizzate molte parti personalizzate o stampate in 3D. A causa della sua finitura lucida, alcuni dispositivi elettronici e telefoni lo utilizzano per realizzare l'involucro. Se non disponi del budget più generoso o non sei davvero sicuro del design, ti suggerisco di utilizzare l'ABS per la stampa 3D o la lavorazione CNC del tuo prototipo, in modo da non dover pagare molti soldi.
IV. POM
Rispetto ad altre materie plastiche, il POM possiede proprietà molto simili ai metalli, il che lo rende particolarmente adatto per parti di grandi volumi in quanto mantiene le sue caratteristiche di leggerezza.
io. vantaggio
Il POM ha un'elevata robustezza e resistenza alla fatica, nonché un'eccellente stabilità alle alte temperature (fino a 166 gradi Celsius). È estremamente duro, resistente alla corrosione e ha buone proprietà di attrito. È anche una delle poche materie plastiche con un'elevata resistenza all'umidità.
ii. difetto
L'aspetto più intimidatorio è il suo restringimento irregolare, che può essere difficile da prevedere e causare problemi quando viene colato o modellato. Inoltre, questa plastica è molto dura, il che può rendere opachi gli utensili da taglio CNC durante il taglio del materiale.
iii. Gamma di utilizzo
Il POM ha proprietà di trazione molto elevate ed è quindi spesso utilizzato in parti e macchinari di ingegneria. Ad esempio, le pompe in plastica, perché hanno una grande prestazione di attrito. Alcuni componenti che assorbono frequentemente l'umidità sono realizzati in POM, quindi non si espandono.
PC V
Il PC è stato in competizione con il vetro e il PMMA. Se stai realizzando parti trasparenti o prototipi, il PC è uno dei materiali plastici appropriati. Può anche essere colorato per realizzare vetri colorati e persino realizzare decorazioni opache.
io. vantaggio
La resistenza sismica del PC è molto superiore a quella del PMMA o del vetro. Questo materiale ha un'elevata resistenza al calore e può funzionare a temperature superiori a 150 ℃.
ii. difetto
Il PC funzionerà male sotto la luce ultravioletta e potrebbe perdere trasparenza in caso di esposizione a lungo termine. È anche facile da graffiare e il prototipo trasparente sarà coperto con una pellicola speciale. Il PC non deve essere utilizzato per alimenti o materia organica, poiché emette vapori nocivi nel tempo.
iii. Gamma di utilizzo
Eventuali parti trasparenti possono essere realizzate in PC e PMMA, come i fanali delle auto o i vetri rinforzati. È un materiale ampiamente utilizzato per la prototipazione rapida, molto più del PMMA. È relativamente più economico realizzare prototipi di PC. Se vuoi un prototipo in plastica trasparente o colorata davvero ad alta resistenza, dovresti puntare sul PC.
5. Trova il produttore di prototipi in plastica adatto
Quando non sei sicuro di quale materiale utilizzare per realizzare il tuo prototipo in plastica, ricordati di trovare un produttore professionista che ti aiuti a risolvere tutti i problemi. Forse sei confuso, come trovare un produttore di prototipi professionale? Ora è l'era dell'autostrada dell'informazione. Forse possiamo trovare la risposta usando “Google”, il più grande motore di ricerca del mondo. Alcuni produttori di prototipi professionali avranno i propri siti Web ufficiali. Determina se sono partner adatti esplorando la loro esperienza sul sito web.
DDPROTOTYPE si impegna a diventare un produttore e fornitore di prototipi in plastica professionale Lavorazione plastica CNC servizi con prestazioni ad alto costo per i clienti di tutto il mondo. Ulteriori informazioni sulla nostra prototipazione in plastica. Puoi caricare facilmente il tuo file CAD oggi stesso per ottenere un preventivo gratuito.
Sei interessato a: