Wie sollten Hersteller Materialien für ihre Prototypen auswählen?

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Einführung

Wir leben in einer Plastikwelt. Wenn wir morgens aufwachen, stecken wir uns als erstes ein Stück Plastik in den Mund und putzen uns damit die Zähne. Dann nehmen wir Essen aus unseren Plastiktüten und kochen es mit Küchengeräten aus Plastik, wir nehmen einige Plastiksachen mit zur Arbeit und fahren in Autos, die zu 30 % aus Plastik bestehen. Ja, wir leben in einer Plastikwelt. Kunststoff ist günstig, gut verarbeitet und langlebig. Ideal, um Dinge daraus zu machen, ja? Nun, es gibt einige Nuancen.

Es gibt buchstäblich Tausende von Kunststoffarten für jeden Anlass. Aber wie wählen Sie das Material aus, das zu Ihrem Produkt passt? Sicher, Sie können viel Zeit damit verbringen, nach einer perfekten Übereinstimmung zu suchen und eine sehr komplexe Formel auszuwählen, die ideal für Ihr Design ist. Aber vorher sollten Sie einige gängige Kunststoffe in der Prototyping-Phase berücksichtigen. Ich meine, es wird einfacher sein, sie zu finden, und die Herstellungstechnologien für die am weitesten verbreiteten Materialien sind fortschrittlicher. Hier ist eine Liste beliebter Prototyping-Materialien, mit denen Sie aus jedem gewünschten Kunststoff-Prototyp-Hersteller wählen können und nicht irgendwo weit weg und teuer suchen müssen.

Polymethylmethacrylat (PMMA)

Übersicht . Sie haben vielleicht noch nie von einem so kompliziert klingenden Polymernamen wie PMMA gehört, aber ich bin sicher, Sie haben schon von Acrylglas gehört. Es wird buchstäblich überall verwendet. Autolichter, Fenster, Displays, Lampen.

Vorteile . PMMA ist transparent und bruchsicher. Zumindest viel mehr als Glas. Diese Eigenschaften zusammen mit seiner Korrosionsbeständigkeit ermöglichten es dem PMMA, in unser Leben einzutreten. Außerdem lässt sich dieses Material sehr gut verarbeiten. Es kann geschnitten, gegossen oder geformt werden. Es ist starr, formstabil und funktioniert bei Temperaturen bis 160 Grad C.

Nachteile . Obwohl dieses Material härter als Glas ist, ist es im Vergleich zu anderen Kunststoffen immer noch spröde. Es ist auch schwach gegenüber Wasser und einigen Kohlenwasserstoffen (Alkinelementen). Bei Kontakt mit Wasser quillt PMMA auf und Kohlenwasserstoffe lösen es auf.

Verwendung . PMMA wird häufig als Alternative zu Glas verwendet, wo ein Zerbrechen des letzteren sehr wahrscheinlich ist. Zum Beispiel Ampeln und Autolampen. Acrylglas wird auch häufig für Experimente und Demonstrationen verwendet (z. B. Kanaltests in der Luftfahrt). Eine andere Verwendung dafür ist in der Medizin. Viele medizinische Geräte werden aus PMMA hergestellt, da sie transparent und langlebig sind. Sogar einige Linsen bestehen aus PMMA. Wenn Sie nach etwas außergewöhnlich Transparentem suchen, das poliert werden kann, um genau wie Glas auszusehen, oder wenn Sie ein Objekt in ein transparentes Gehäuse gießen möchten, sollten Sie sich unbedingt mit PMMA befassen.

Nylon

Übersicht . Wo PMMA starr und spröde war, ist Nylon flexibel und stark. Das wirklich Interessante an Nylon ist, dass wir aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften Fasern daraus herstellen können. Also, ja, du trägst auch manchmal Plastikkleidung.

Vorteile . Nylon ist sehr flexibel und gleichzeitig stark, mit außergewöhnlicher Verschleißfestigkeit. Es zerbricht nicht. Nylon ist sehr leicht und seine Temperaturbeständigkeit ist mit bis zu 195 Grad C sogar höher als die von PMMA.

Nachteile. Nylon ist nicht so stark mit Chemikalien und Korrosion. Sie können es mit einigen Säuren, Laugen und anderen starken Flüssigkeiten auflösen. Bei Sonnenlicht wird es schlimmer. UV-Licht lässt es Moleküle bilden, die seine Mikrostruktur schwächen. Es quillt unter Wasser ebenso wie PMMA. Es hat auch eine hohe Schrumpfungsrate, was beim Spritzgießen des Materials schlecht ist.

Verwendungen. Das am weitesten verbreitete Nylon ist Faser. Viele unserer Sachen sind aus Nylon oder enthalten zumindest etwas davon, wie Kleider, Rucksäcke, manche Servietten und vor allem Autoreifen. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Verschleißfestigkeit wird es häufig für Teile verwendet, die aneinander reiben. Wenn Sie einige Lager oder Getriebemechanismen benötigen, ist Nylon eine gute Wahl.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Übersicht. ABS ist in letzter Zeit mit dem Aufkommen der additiven Fertigung sehr populär geworden. Es ist aufgrund seiner geringen Schrumpfung, seiner hervorragenden Umformeigenschaften und seines vergleichsweise günstigen Preises so geworden. Derzeit ist ABS der Hauptkunststoff für Rapid Prototyping.

Vorteile. Zunächst einmal ist ABS gegen die meisten Mittel beständig, andere Kunststoffe sind dagegen schwach. Dazu gehören Säuren, Laugen und andere. Es ist sehr glänzend, also sollten Sie es in Betracht ziehen, wenn Sie möchten, dass Ihr Produkt glänzend ist. Außerdem ist es stoßfest.

Nachteile . Erstens ist dieses Material im Vergleich zu anderen nicht sehr stark. Zweitens hat ABS eine sehr niedrige Arbeitstemperatur von weniger als 90 Grad C. Es ist leicht giftig, daher ist es keine gute Idee, es für Spielzeug oder Kinderkram zu verwenden. Es hat auch eine ziemlich beträchtliche Schrumpfungsrate.

Verwendung . Es ist billig und gut geformt, ideal für den 3D-Druck, daher werden viele kundenspezifische oder selbstgedruckte Teile daraus hergestellt. Aufgrund seines Glanzes wird es von einigen Geräten und Telefonen zum Erstellen von Gehäusen verwendet. Wenn Sie nicht das beste Budget haben oder sich bezüglich des Designs wirklich nicht sicher sind, empfehle ich Ihnen, Ihren Prototypen aus ABS in 3D zu drucken oder zu bearbeiten, damit Sie nicht viel bezahlen müssen.

Polyoxymethylen (POM)

Übersicht. Dieser Kunststoff hat unter anderen Kunststoffen die einer kristallinen Mikrostruktur am nächsten liegende Eigenschaften, die denen von Metallen am besten entsprechen, was ihn für eine große Anzahl von Teilen wirklich gut macht, da er sein geringes Gewicht beibehält.

Vorteile . Hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit sind charakteristisch für POM. Es hat auch eine große Hochtemperaturstabilität (bis zu 166 Grad C). Es ist sehr steif, korrosionsbeständig und hat gute Reibungseigenschaften. Es ist auch einer der wenigen Kunststoffe, die sehr widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit sind.

Nachteile . Unter den vielen ist eines der beängstigendsten seine ungleichmäßige Schrumpfung. Es ist sehr schwer vorherzusagen und bereitet Schwierigkeiten, wenn der Kunststoff gegossen oder geformt wird. Außerdem ist dieser Kunststoff aufgrund der verstärkenden Partikel ziemlich hart und stumpft das Instrument beim Schneiden dieses Materials stark ab.

Verwendung . Dieser Kunststoff hat so hohe Zugfestigkeitseigenschaften, dass er häufig für technische Teile und Maschinen verwendet wird. Zum Beispiel Kunststoffpumpen, da sie hervorragende Reibungseigenschaften haben. Einige Teile, die oft Feuchtigkeit aufnehmen, sind aus POM, damit sie nicht aufquellen.

Polycarbonat (PC)

Übersicht. PC konkurriert ständig mit Glas und PMMA. Wenn Sie etwas transparent machen, wählen Sie eines dieser Materialien. PC kann getönt werden, um ein farbiges Glas herzustellen, und es gibt sogar einige undurchsichtige Modifikationen.

Vorteile. PC hat eine wesentlich höhere Stoßfestigkeit als PMMA oder Glas. Dieses Material hat eine hohe Hitzebeständigkeit und funktioniert bei Temperaturen über 150 Grad C.

Nachteile. PC schneidet unter UV-Licht etwas schlechter ab. Es verliert über einen langen Zeitraum seine Transparenz. Außerdem lässt es sich leicht zerkratzen, sodass zum Beispiel klare Prototypen mit einer speziellen Folie abgedeckt werden. Das Material darf nicht mit Lebensmitteln oder organischen Dingen verwendet werden, da es mit der Zeit einige schädliche Dämpfe freisetzen kann.

Verwendungen. Alles, was transparent ist, kann aus PC ebenso wie aus PMMA hergestellt werden, zum Beispiel Autoleuchten oder verstärktes Glas. Es ist ein Material, das im Rapid Prototyping weit verbreitet ist, viel häufiger als PMMA, sodass die Herstellung von PC-Prototypen etwas billiger ist. Wenn Sie einen Prototyp eines wirklich hochfesten transparenten oder getönten Teils wünschen, sollten Sie sich nach PC umsehen.

Also, hier waren die am weitesten verbreiteten Kunststoffe für Ihre Wahl. Denken Sie daran, wählen Sie. Starr oder flexibel. Berücksichtigen Sie die Bedingungen, unter denen es funktioniert, und die Temperatur. Führen Sie eine Zuganalyse durch. Und schließlich entscheiden Sie, ob es transparent sein soll oder nicht.

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