Полное руководство по распространенным термопластикам: свойства, применения и преимущества

Термопластики — полимерные пластики с низкими температурами плавления, которые становятся расплавленными при нагревании, твердыми при охлаждении и могут быть переформованы или переплавлены после процесса отверждения. Они прочные, гибкие и легкие в использовании, поскольку пост-обработка часто минимальна или не требуется.

Более того, термопластики считаются одними из самых экологичных и нетоксичных материалов на рынке сегодня. Они идеальны для литья под давлением, экономичного производства деталей со сложными геометриями и производства повторяемых деталей в больших объемах. Термопластики можно использовать для создания широкого спектра распространенных бытовых продуктов, от механических деталей до детских игрушек.

Инженеры и продуктовые дизайнеры должны рассматривать использование термопластиков для отлитых под давлением деталей, но есть много видов для выбора. Вот руководство по самым распространенным термопластикам, плюс советы для продуктовых команд по выбору лучшего типа для их следующего проекта.

Разбор распространенных термопластиков

Термопластики можно разбить на две широкие категории — аморфные смолы и полукристаллические смолы. Аморфные смолы обычно хрупкие, но они очень точны и имеют хорошую размерную стабильность. Эти термопластики обычно находятся в пластиковых приборах, пенных чашках и пластиковых тарелках.

Полукристаллические смолы более гибкие и химически устойчивы, чем аморфные смолы, но могут быть сложными в работе. Однако этот материал хорошо работает для применений, включающих непрерывный износ, структурные нагрузки и трение.

Внутри категорий аморфных и полукристаллических смол, термопластики могут быть разбиты дальше по их производительному классу. Термопластики могут быть классифицированы как высокопроизводительные или специальные-, инженерные- или товарные-класса. Производительный класс увеличивается в тандеме с ценой. Вот шесть примеров самых распространенных термопластиков, вместе с их классификациями.

Полиэтеримид (PEI)

PEI — высокопроизводительная аморфная смола. Он прочный, химически устойчивый и способен выдерживать температуры выше 217°C. Аморфные смолы склонны трескаться при контакте с определенными жирами и маслами, но PEI выделяется тем, что он достаточно прочен, чтобы устоять против такого трескания. PEI используется для изготовления печатных плат, очков и стерилизационного оборудования, но он наиболее часто используется в авиакосмических применениях.

Поликарбонат (PC)

PC — инженерного класса аморфная смола. Этот естественно прозрачный материал теплоустойчив, гибок и хороший электрический изолятор. Он также прочнее и более жесткий, чем нейлон. Распространенные применения включают электрические компоненты, линзы, медицинские устройства и одноразовые пищевые контейнеры или бутылки для воды. Поликарбонат не считается пищевым безопасным для многоразовых контейнеров.

Полистирол (PS)

Полистирол — товарного класса аморфная смола. Он прозрачен как поликарбонат, но очень низок в прочности и теплоустойчивости. Как таковое, его варианты использования ограничены простыми продуктами вроде пенополистироловых арахисов, пенных тарелок и приборов.

Полиэтериэтеркетон (PEEK)

PEEK — высокопроизводительная полукристаллическая смола и один из самых прочных термопластиков на рынке — он устоен к высоким температурам, химикатам, коррозии и биодеградации. Механические свойства PEEK делают его идеальным выбором для подшипников, медицинских имплантов, поршневых деталей и широкого разнообразия применений в авиакосмической, автомобильной и химической отраслях.

Нейлон

Нейлон — инженерного класса полукристаллическая смола. Он высокостабилен, универсален и устоен ко многим внешним факторам вроде абразии и удара. Нейлон также обещает низкую усадку и деформацию. Его применения широкие. Он достаточно шелковист для использования в женских колготках и другой одежде, достаточно устоен для использования в промышленных подшипниках и достаточно безопасен для использования в медицинских устройствах.

Полипропилен (PP)

Полипропилен, термопластик, любимый инженерами, — товарного класса полукристаллическая смола. PP прочный и высоко устоен к напряжению, удару, коррозии и усталости, оставаясь при этом экстремально гибким. Инженеры любят работать с PP, потому что он предлагает им многие (если не все) химические и механические свойства, которые они требуют для их соответствующих вариантов использования, по очень низкой цене. Распространенные применения включают бытовые товары, автомобильные детали, многоразовые контейнеры и даже ковровое покрытие.

Ключевые соображения для выбора термопластика

Эти шесть распространенных термопластиков — только начало. Как инженерам и продуктовым дизайнерам возможно просеять через все доступные варианты и сделать правильный выбор?

Лучший способ выбрать термопластик — начать с рассмотрения инженерных требований детали. Цель — подобрать материал, который предложит все свойства, которые деталь нуждается, и сделать это максимально экономично. Как таковое, критично начать с обозначения ключевых инженерных требований, которые будут служить полезными ориентирами в оценке материальных вариантов. С этими руководящими принципами в уме, ищите лучший компромисс между желаемыми механическими свойствами и затратами.

Многие производители используют таблицы выбора материалов для упрощения процесса оценки. Указывая материалы, лежащие в точке пересечения двух желаемых переменных — скажем, плотности и стоимости — продуктовые команды сужают пул жизнеспособных кандидатов и получают ясность вокруг того, какие материалы, вероятно, докажутся наиболее эффективными. Выделите важные инженерные требования, зафиксируйте ценовой диапазон и выберите материал, который наиболее экономичен для нужной производительности.

Оптимизация жизненного цикла продукта с экспертным консультированием

Удобные таблицы выбора материалов, как показанные выше, полезны для сужения большого пула материалов до всего нескольких, но нет замены экспертному совету. Для выбора лучшего материала для данной детали, продуктовые команды сделали бы хорошо, проконсультировавшись с экспертным производственным партнером вроде Fast Radius.

Когда вы партнеритесь с Fast Radius, вы получаете доступ к выделенной команде экспертов, которые знают все, что есть знать об производственных инновациях. От выбора правильного термопластика для вашего проекта до ускорения времени выхода на рынок, наша команда преданных инженеров, технологов, дизайнеров и советников может помочь оптимизировать производственный процесс и весь жизненный цикл вашего продукта. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.

Для большего количества ключевых соображений для выбора лучших материалов для данного проекта, ознакомьтесь с нашими связанными статьями блога в ресурсном центре Fast Radius.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости