Як правильно вибрати пластиковий матеріал; 3D-друк
При розробці нового продукту існує так багато різних видів пластмас, що вибір правильного матеріалу залежить від конкретних критеріїв для кожного застосування.
З нашого досвіду інженери повинні визначити, для чого використовуватиметься пластик. Контакт із продуктами харчування, ударостійкість, гнучкість, вогнестійкість, механічні властивості, пожежна поведінка або біосумісність.
Ось наші рекомендації щодо найбільш часто використовуваних пластмас для кожного продукту.
Безпека харчових продуктів
Пластмаси, що використовуються для виробництва, варіння та зберігання продуктів, повинні відповідати кільком критеріям. Вони повинні бути стерильними та не надавати їжі ніякого смаку. Вони повинні бути не біологічно розкладаються в більшості випадків, не вбирати і не пропускати олії та їстівні кислоти.
ПЕТ (поліетилентерефталат) ідеально підходить майже для всіх цих категорій, що є частиною причини, чому це найпоширеніший пластик для упаковки харчових продуктів. Він є скрізь. Застосовується у пляшках з водою та газованою водою та інших харчових контейнерах. Він стійкий і не ламається, але також легкий і легко переробляється. ПЕТ у формі волокон називається поліефіром і є найпоширенішим видом штучних тканин для одягу та ізоляції. PELD (поліетилен низької щільності) використовується для виготовлення мішків для їжі та поліетиленової плівки, тоді як HDPE (поліетилен високої щільності) ідеально підходить для обробних пластикових дощок.
РР (поліпропілен) також міститься в харчових контейнерах, таких як каструлі для йогурту. Слід також зазначити, що багато пластмас технічного класу також вважаються безпечними для харчових продуктів, але використовуються лише в обладнанні для переробки харчових продуктів або інших довговічних виробів через їх більш високу вартість.
Ударостійкість
Пластик цього класу повинен протистояти багаторазовим ударам і повертатися до своєї первісної форми без вм'ятин і тріщин. АБС (акрилонітрил-бутадієн-стирол) та HIPS (високоефективний полістирол) використовуються для виготовлення корпусів електроінструментів, ящиків для інструментів, багажу, спортивних товарів та інших продуктів, які зазнають великих стресових впливів, але залишаються жорсткими. Ці смоляні сполуки можна зробити ще міцнішими за допомогою додавання скляних або вуглецевих волокон.
Існує також значний ринок прозорого пластику як заміни склу. ПК (полікарбонат) ідеально підходить для лобового скла мотоцикла, пластикових лінз для окулярів та полегшених захисних екранів.
Гнучкість
Всі пластмаси здатні до певної гнучкості. Багато виробів не потребують великої міцності, але повинні бути гнучкими, не втрачаючи повністю свою форму. ПП (поліпропілен) - це король пластмас для виготовлення рухомих петель, подібних до кришок шампуневих пляшок або дозаторів таблеток. Цей тип пластику можна зігнути тисячі разів до того, як він зламається, а також після закінчення терміну служби виробу.
HDPE є довговічнішим для інтенсивного використання, тому ви знайдете його у міцних сміттєвих контейнерах, які часто викидають.
TPU (термопластичний поліуретан) - це тип еластомеру. Він розтягується і гумовий, тому використовується для роликів, прокладок і прокладок, кабельних втулок та спортивних товарів. Ступінь м'якості та еластичності контролюється за допомогою варіювання хімічного складу.
Інженерна пластика
Інженерна пластмаса - це кристалічні полімери з механічними властивостями, подібними до властивостей металу. Вони міцні та довговічні, як їхні металеві аналоги, хоча вони легкі та дешевші у виробництві у великих обсягах виробництва, як це робимо у 3DPRINT.
Ця категорія включає такі пластмаси, як АБС, нейлон (поліамід), PEEK (поліетеретеркетон) та POM (поліоксиметилен). Всі вони жорсткі, напевно стійкі до температури та низького тертя. Крім того, PEEK, ABS та нейлон можуть бути надруковані 3D для свободи дизайну. PEEK залишається королем у цій галузі з високою стійкістю до температури і з чудовим коефіцієнтом тертя.
Деякі вироби, виготовлені з інженерних пластмас, можуть включати кулькові підшипники, шестерні та вали, такі як ручки ножів, пластмасові рукоятки пістолетів, перемикачі та інші деталі для зменшення ваги для автомобільної та космічної галузі.
Вогнестійкість
За наявності полум'я або іншого джерела тепла будь-який пластик розплавиться, а деякі навіть загоряться. Занепокоєння щодо вогнестійкості особливо важливо, коли пластик використовується в обмеженому просторі, наприклад, в салоні автомобіля або в салоні літака. Однак пластмаси різняться за своєю вогневою поведінкою. Деякі з них самозатухають при видаленні джерела тепла. Інші можуть поширювати полум’я вертикально або виробляти небезпечні пари. Найбільш природним вогнестійким пластиком є ПВХ (полівінілхлорид). Наявність хлору допомагає позбавити вогонь кисню, необхідного для горіння, але, звичайно, хлор є ще однією серйозною проблемою.
Секрет вогнестійкості полягає в тому, що або покриття пластмаси вогнезахисною хімічною речовиною, або додавання до неї домішок, що допоможе перервати цикл горіння. Деякі з цих добавок включають бор, сурму, хлор, бром, алюміній та фосфор.
Оскільки існує так багато змінних та формул, найкраще проконсультуватися з виробником, щоб підтвердити рівень пожежної безпеки UL матеріалу. Найвищий рейтинг - UL94-VO, що означає, що матеріал не буде горіти, самозатухає і не випускає на підлогу термоклей.
Біосумісність
За останні роки різко зросло використання пластикових деталей для медичних приладів та обладнання. Для захисту пацієнтів та регулювання галузі, стандарт ISO-10993 дозволяє кодифікувати різні види використання пластмас у медичних цілях.
Смоли можуть бути використані для виготовлення стентів крові, штучних суглобів та заміщення кісток, катетерів, протезів, інфузій, моніторів серця, клапанів, трубок, дозаторів таблеток та багатьох інших.
Важливо використовувати правильну смолу для кожного застосування. Керівні принципи ISO визначають оцінку "біологічної небезпеки" на основі взаємодії з тілом: постійно імплантований, в тимчасовому контакті зі шкірою або для використання в медичних виробах.
Виходячи з цих категорій, ми можемо запропонувати наступне:
Короткотерміновий контакт із шкірою: PE, PS, нейлон, ПВХ, тефлон, PEEK, PP, PPSU
Довготривалий контакт або внутрішня медицина: PPSU, HDPE, PMMA, епоксидна смола (для імплантації зубів)
Медичне обладнання та інструменти: PEEK, POM, PMMA, PC, PVC, PEHD.
Наша порада щодо вибору матеріалів
У 3DPRINT ми пропонуємо ряд власних послуг з прототипування та виробництва, включаючи лиття під тиском пластмас або обробку з ЧПУ.
Наші інженери можуть допомогти вам вибрати найкращий пластик (або метал) для використання для вашого наступного виробу, а також можуть порадити, як оптимізувати ваші конструкції для досягнення найкращих результатів.
Зв’яжіться з нами сьогодні, щоб дізнатись, як ми можемо допомогти вам задовольнити ваші потреби у швидкому оснащенні, прототипуванні та масовому виробництві.