Следуйте за мной на: 
Руководство по материалам для изготовления пластиковых прототипов
При изготовлении пластиковых прототипов сложно выбрать более подходящие материалы, особенно учитывая необходимость массового производства пластиковых деталей. Эта статья призвана прояснить основные типы доступных пластиковых материалов и применение каждого материала.
1. Различные виды пластиковых материалов
Пластик — это широко используемый синтетический материал, обычно изготавливаемый из нефтехимических продуктов, но он также может быть изготовлен из некоторых натуральных ингредиентов. Обычные пластмассы включают нейлон, ацеталь и полиэтилен высокой плотности. Пластмассы можно разделить на два основных типа: термопласты и термореактивные пластмассы, но мы сосредоточимся на их группировании на основе их механических свойств для обсуждения.
а. Жесткие пластики
Короче говоря, это пластмассы, которые мы используем для таких проектов, как электронные корпуса, футбольные шлемы и корпуса электроинструментов. Они не такие эластичные, как резиновые, но намного прочнее. Обычно они оцениваются по шкале Shore D. Некоторыми распространенными типами жесткого пластика являются ABS, нейлон, HDPE и поликарбонат.
б. эластомер
Они «эластичны». Некоторые распространенные эластомеры включают силиконовый каучук, HNBR, нитриловый каучук и полиуретановый каучук. Деталь, показанная на рисунке ниже, изготовлена из жидкого силиконового каучука.
в. Пластики, армированные волокном
Эти пластмассы имеют дисперсные армирующие волокна для повышения твердости, прочности и износостойкости. Общие примеры включают слои стекловолокна и углеродного волокна. Использование коротких рубленых волокон в литьевых пластмассах также распространено. На фото ниже представлен карманный нож с рукоятью из нейлонового пластика и наполнителей из стекловолокна. Нож ежедневно носят более двух лет, почти не изнашиваясь, во многом благодаря механическим свойствам стеклонаполненного пластика. Некоторые печатные детали SLS могут содержать нейлоновый порошок, наполненный стекловолокном, что приводит к гораздо более высокой твердости, чем стандартный нейлон.
д. Модифицированные пластики с добавками
Также обычно добавляют добавки к базовым пластмассам для получения различных желаемых характеристик. Некоторые распространенные добавки включают противомикробные препараты, антистатики, пластификаторы, пигменты, УФ-стабилизаторы, наполнители и антипирены.
2. Механические характеристики пластика
Независимо от типа пластика необходимо иметь общее представление о свойствах материала, чтобы выбрать лучший материал.
Это максимальное напряжение, которое может быть приложено до того, как произойдет остаточная деформация материала. Почти во всех случаях напряжение, прикладываемое к материалу во время его использования, должно быть ниже предела текучести материала. Если напряжение слишком велико, деталь будет испытывать необратимую деформацию.
Также известный как модуль упругости, это величина, на которую материал будет «растягиваться» при приложении силы. Если мы сохраним силу ниже предела текучести, деталь вернется к своей первоначальной форме после снятия силы. Эластичные материалы также широко используются для шайб и уплотнений, например, в крышках блендеров и кофейных чашек.
в. твердость
Различные пластмассы и каучуки имеют разные значения твердости, обычно измеряемые по шкале твердости по Шору. По шкале твердости Шора твердость делится на три категории в порядке возрастания твердости: 00, A и D. Твердость ластика составляет около 40 по шкале Шора А, а пластиковая защитная каска имеет твердость, близкую к 80. по шкале Шора D.
д. Коэффициент трения
Коэффициент трения — это термин, описывающий поведение материала при скольжении. Это особенно важно для проектов, в которых используется скользящий или динамический контакт. Некоторые подшипники, например, изготовлены из политетрафторэтилена (ПТФЭ) из-за его низкого коэффициента трения.
3.Определение назначения пластиковых деталей.
а. Разные пластики подходят для разных целей
Некоторые приложения являются механическими, износостойкими или эластичными. Различные материалы должны быть выбраны в соответствии с различными приложениями. Целесообразно выбирать относительно более дешевые материалы с аналогичными характеристиками. Одни пластмассы имеют долгосрочные запасы у поставщика, другие требуют специального заказа.
б. Учитывайте наличие материалов
Такие материалы, как листы, стержни или трубы (например, используемые для CNC-обработка) или материалы для печати, используемые для FDM. Как правило, машины FDM стараются подобрать наилучший выбор конечного производственного материала. Вы можете имитировать некоторые пластики, используя другие варианты 3D-печати (например, SLA или SLS), но материалы, которые полностью соответствуют конечному продукту, обычно недоступны. Материалы SLA начинаются как жидкость и отверждаются под воздействием лазера, что может привести к некоторым неотъемлемым различиям в конечном продукте. Подобно SLA, разница с SLS заключается в том, что порошок используется для сплавления материала с другим окружающим порошком посредством лазерного воздействия. SLS может быть хорошим вариантом, если конечным производственным материалом является нейлон.
в. С учетом перерабатывающей способности пластмасс
Точно так же некоторые пластики лучше подходят для обработки на станках с ЧПУ (например, полипропилен), в то время как другие можно легко напечатать в 3D с помощью различных методов обработки. Цена пластиковых прототипов может варьироваться.
д. Подумайте о возможности вторичной переработки пластика
Если это так, обязательно используйте термопласт вместо термореактивных материалов.
4. Пластиковые материалы, обычно используемые в производстве прототипов.
I. ПММА
Возможно, вы никогда не слышали о таком сложном названии полимера, как ПММА, но вы слышали об акриловом стекле. Это легко понять, так как он присутствует в автомобильных фарах, окнах, дисплеях, лампах и многом другом.
я. преимущество
Прозрачность и коррозионная стойкость ПММА делают его широко используемым в нашей повседневной жизни. Кроме того, этот материал легко обрабатывается, его можно резать, отливать или формовать на станках с ЧПУ. Он прочный, стабильный по размерам и может работать при температурах до 160 градусов Цельсия.
II. дефект
Несмотря на то, что ПММА прочнее стекла, он все же относительно хрупок по сравнению с другими пластиками. Он также набухает при контакте с водой и может растворяться в углеводородах.
III. Диапазон использования
ПММА широко используется в качестве заменителя стекла, которое склонно к поломке. Примеры включают светофоры и автомобильные огни. Акриловое стекло также широко используется для экспериментов и демонстраций. Он имеет широкое применение в медицине, и многие медицинские устройства изготавливаются из ПММА из-за его прозрачности и долговечности. Некоторые линзы даже сделаны из ПММА. Если вы ищете отличные прозрачные детали или прототипы, которые можно отполировать, чтобы они выглядели как стекло, или если вы хотите проецировать свет в прозрачный корпус, вам определенно следует рассмотреть ПММА.
II. Нейлон
Нейлон обладает гибкостью и прочностью, а его превосходные свойства делают его пригодным для производства волокон. Да, вы иногда носите пластиковую одежду.
я. преимущество
Нейлон очень гибкий и в то же время очень прочный, с отличной стойкостью к истиранию и отсутствием склонности к разрушению. Он также очень легкий и обладает высокой термостойкостью, даже выше, чем у ПММА, с максимальной температурой до 195 градусов по Цельсию.
II. дефект
Нейлон не так силен в сопротивлении химикатам и коррозии. Некоторые кислоты, щелочи и другие сильные жидкости могут растворять его. Он также менее эффективен при солнечном свете, поскольку ультрафиолетовое излучение ослабляет его микроструктуру. Как и ПММА, он набухает в воде. Он также имеет высокую степень усадки.
III. Диапазон использования
Наиболее важным применением являются автомобильные шины. Благодаря высокой прочности и хорошей износостойкости нейлон часто используется в деталях, испытывающих трение. Если вам нужны детали для подшипников или зубчатых механизмов, хорошим выбором будет нейлон.
III. АБС
С развитием аддитивного производства АБС в последнее время стал очень популярным из-за его низкой скорости усадки, хороших характеристик литья и относительной доступности. В настоящее время ABS является одним из основных пластиков, используемых для быстрого прототипирования.
я. преимущество
ABS обладает устойчивостью к большинству кислот и щелочей, которая слабее других пластиков. Он очень глянцевый, поэтому, если вы хотите, чтобы ваш продукт был глянцевым, вам следует подумать об АБС-пластике. Кроме того, ABS также обладает ударопрочностью.
II. дефект
ABS не такой прочный, как другие пластиковые материалы. Во-вторых, рабочая температура ABS очень низкая, менее 90 градусов по Цельсию. Он немного токсичен, поэтому использовать его для игрушек или детских товаров — не лучшая идея.
III. Диапазон использования
Он дешев и хорошо формуется, что делает его идеальным для 3D-печати или литья под давлением, поэтому из него изготавливается много нестандартных или 3D-печатных деталей. Из-за его глянцевого покрытия некоторые электронные устройства и телефоны используют его для изготовления корпуса. Если у вас не самый щедрый бюджет или вы действительно не уверены в дизайне, я предлагаю использовать ABS для 3D-печати или CNC-обработку вашего прототипа, чтобы вам не пришлось платить много денег.
IV. ПОМ
По сравнению с другими пластиками ПОМ обладает свойствами, наиболее близкими к металлам, что делает его очень подходящим для деталей большого объема, поскольку он сохраняет свои легкие характеристики.
я. преимущество
ПОМ обладает высокой прочностью и сопротивлением усталости, а также отличной термостойкостью (до 166 градусов Цельсия). Он чрезвычайно твердый, устойчивый к коррозии и обладает хорошими фрикционными свойствами. Также это один из немногих пластиков с высокой влагостойкостью.
II. дефект
Самым пугающим аспектом является его неравномерная усадка, которую трудно предсказать и которая может вызвать проблемы при литье или формовании. Кроме того, этот пластик очень твердый, что может затупить режущие инструменты с ЧПУ при резке материала.
III. Диапазон использования
POM обладает очень высокими свойствами растяжения и поэтому часто используется в инженерных деталях и машинах. Например, пластиковые насосы, потому что они обладают отличными характеристиками трения. Некоторые компоненты, которые часто впитывают влагу, изготовлены из полиоксиметилена, поэтому они не расширяются.
В. ПК
ПК конкурирует со стеклом и ПММА. Если вы делаете прозрачные детали или прототипы, ПК является одним из подходящих пластиковых материалов. Его также можно раскрасить, чтобы сделать цветное стекло, и даже сделать непрозрачное украшение.
я. преимущество
Сейсмостойкость ПК намного выше, чем у ПММА или стекла. Этот материал обладает высокой термостойкостью и может работать при температурах выше 150 ℃.
II. дефект
ПК будет плохо работать в ультрафиолетовом свете и может потерять прозрачность при длительном воздействии. Его также легко поцарапать, а прозрачный прототип будет покрыт специальной пленкой. ПК не следует использовать для пищевых продуктов или органических веществ, поскольку со временем он будет выделять вредные пары.
III. Диапазон использования
Любые прозрачные детали могут быть изготовлены из ПК и ПММА, например автомобильные лампы или армированное стекло. Это широко используемый материал для быстрого прототипирования, гораздо более широко используемый, чем ПММА. Относительно дешевле делать прототипы ПК. Если вам нужен действительно высокопрочный прозрачный или цветной пластиковый прототип, вам следует сосредоточиться на ПК.
5. Найдите подходящего производителя пластиковых прототипов.
Если вы не уверены, какой материал использовать для изготовления вашего пластикового прототипа, не забудьте найти профессионального производителя, который поможет вам решить все проблемы. Возможно, вы запутались, как найти профессионального производителя прототипов? Сейчас эпоха информационных супермагистралей. Возможно, мы сможем найти ответ, используя «Google», крупнейшую в мире поисковую систему. У некоторых профессиональных производителей прототипов есть свои официальные веб-сайты. Определите, являются ли они подходящими партнерами, просмотрев их опыт веб-сайта.
DDPROTOTYPE стремится стать профессиональным производителем пластиковых прототипов и предоставлять ЧПУ пластика услуги с высокой рентабельностью для клиентов по всему миру. Узнайте больше о нашем пластиковом прототипировании. Вы можете легко загрузить файл САПР сегодня, чтобы получить бесплатное предложение.
Вы заинтересованы в: