Comment les fabricants doivent-ils choisir les matériaux pour leurs prototypes ?

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Présentation

Nous vivons dans un monde plastique. Lorsque nous nous réveillons le matin, la première chose que nous faisons est de mettre un morceau de plastique dans notre bouche et de nous brosser les dents avec. Ensuite, nous sortons la nourriture de nos sacs en plastique et la cuisons avec des appareils de cuisine en plastique, nous emmenons des choses en plastique avec nous pour travailler et conduire dans des voitures qui sont à 30% en plastique. Oui, nous sommes dans un monde plastique. Le plastique est bon marché, bien traité et durable. Idéal pour en faire des choses, non ? Eh bien, il y a quelques nuances.

Il existe littéralement des milliers de types de plastique pour chaque occasion. Mais comment choisir la matière qui conviendra à votre produit ? Bien sûr, vous pouvez passer beaucoup de temps à rechercher une correspondance parfaite, à choisir une formule très complexe, idéale pour votre conception. Mais avant cela, vous devriez considérer certains plastiques courants aux étapes de prototypage. Je veux dire, les trouver sera plus facile et les technologies de fabrication sont plus avancées pour les matériaux les plus répandus. Voici une liste de matériaux de prototypage populaires qui vous permettront de choisir parmi tous les fabricants de prototypes en plastique de votre choix et de ne pas avoir à chercher loin et cher.

Polyméthacrylate de méthyle (PMMA)

Aperçu . Vous n'avez peut-être jamais entendu parler d'un nom de polymère aussi compliqué que le PMMA, mais je suis sûr que vous avez entendu parler du verre acrylique. Il est utilisé littéralement partout. Feux de voiture, fenêtres, affichages, lampes.

Avantages . Le PMMA est transparent et incassable. Du moins, bien plus que du verre. Ces propriétés ainsi que sa résistance à la corrosion ont permis au PMMA d'entrer dans nos vies. En plus de cela, ce matériau est très facile à traiter. Il peut être coupé, coulé ou façonné. Il est rigide, indéformable et fonctionne à des températures allant jusqu'à 160 degrés C.

Inconvénients . Bien qu'il soit plus résistant que le verre, ce matériau reste fragile par rapport aux autres plastiques. Il est également faible à l'eau et à certains hydrocarbures (éléments alcynes). Au contact de l'eau, le PMMA gonfle et les hydrocarbures le dissolvent.

Utilisations . Le PMMA est largement utilisé comme alternative au verre où l'éclatement de ce dernier est très probable. Les feux de circulation et les lampes d'automobile, par exemple. Le verre acrylique est également souvent utilisé pour des expériences et des démonstrations (par exemple, des tests de canaux aéronautiques). Une autre utilisation est en médecine. De nombreux dispositifs médicaux sont fabriqués en PMMA car ils sont transparents et durables. Même certaines lentilles sont en PMMA. Si vous recherchez quelque chose d'exceptionnellement transparent qui peut être poli pour ressembler exactement au verre ou si vous souhaitez mouler un objet dans un boîtier transparent, vous devriez vraiment vous tourner vers le PMMA.

Nylon

Aperçu . Là où le PMMA était rigide et cassant, le nylon est flexible et solide. Ce qui est vraiment intéressant avec le nylon, c'est que ses propriétés exceptionnelles nous permettent d'en faire des fibres. Donc, oui, vous portez aussi parfois des vêtements en plastique.

Avantages . Le nylon est très flexible et en même temps solide, avec une résistance à l'usure exceptionnelle également. Il ne se brise pas. Le nylon est très léger et sa résistance à la température est encore plus élevée que celle du PMMA atteignant jusqu'à 195 degrés C.

Inconvénients. Le nylon n'est pas aussi résistant aux produits chimiques et à la corrosion. Vous pouvez le dissoudre avec des acides, des alcalins et d'autres liquides forts. Il fait pire au soleil. La lumière UV lui fait former des molécules qui affaiblissent sa microstructure. Il gonfle sous l'eau ainsi que le PMMA. Il a également un taux de retrait élevé, ce qui est mauvais lors du moulage par injection du matériau.

Utilisations. Le nylon le plus répandu est la fibre. Beaucoup de nos affaires sont faites de nylon ou en contiennent au moins une partie, comme des robes, des sacs à dos, des serviettes de table et, surtout, des pneus de voiture. En raison de sa grande résistance et de sa résistance à l'usure, il est souvent utilisé pour les pièces qui frottent les unes contre les autres. Si vous avez besoin de roulements ou de mécanismes d'engrenage, le nylon est un bon choix.

Acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

Aperçu. L'ABS est devenu très populaire récemment avec l'essor de la fabrication additive. Il l'est devenu en raison de son faible retrait, de ses excellentes propriétés de formage et de son prix relativement bas. À l'heure actuelle, l'ABS est le principal plastique pour le prototypage rapide.

Avantages. Tout d'abord, l'ABS résiste à la plupart des agents, contrairement aux autres plastiques. Cela inclut les acides, les alcalins et autres. Il est très brillant, vous devriez donc en tenir compte si vous voulez que votre produit soit brillant. Il est également résistant aux chocs.

Inconvénients . Tout d'abord, ce matériau n'est pas très solide par rapport aux autres. Deuxièmement, l'ABS a une température de fonctionnement très basse de moins de 90 degrés C. Il est légèrement toxique, donc l'utiliser pour des jouets ou des affaires pour enfants est une mauvaise idée. Il a également un taux de retrait assez considérable.

Utilisations . Il est bon marché et bien formé, idéal pour l'impression 3D, de sorte que de nombreuses pièces personnalisées ou auto-imprimées en sont fabriquées. En raison de sa brillance, certains appareils et téléphones l'utilisent pour créer des boîtiers. Si vous n'avez pas le budget le plus important ou si vous n'êtes vraiment pas sûr de la conception, je vous suggère d'imprimer en 3D ou d'usiner votre prototype à partir d'ABS afin que vous n'ayez pas à payer cher.

Polyoxyméthylène (POM)

Aperçu. Ce plastique a le plus proche d'une microstructure cristalline parmi les autres plastiques, il a donc les propriétés correspondant le mieux aux métaux, ce qui les rend vraiment bons pour un grand nombre de pièces car ils conservent leur nature légère.

Avantages . La haute résistance et la résistance à la fatigue sont caractéristiques du POM. Il a également une grande stabilité à haute température (jusqu'à 166 degrés C). Il est très rigide, résistant à la corrosion et possède de bonnes propriétés de frottement. C'est aussi l'un des rares plastiques très résistants à l'humidité.

Inconvénients . Parmi les nombreux, l'un des plus décourageants est son rétrécissement inégal. Il est très difficile à prévoir et devient un problème lorsque le plastique est coulé ou formé. De plus, ce plastique est assez dur à cause des particules de renforcement et elles émoussent beaucoup l'instrument lors de la coupe de ce matériau.

Utilisations . Ce plastique a des propriétés de résistance à la traction si élevées qu'il est souvent utilisé pour les pièces d'ingénierie et les machines. Par exemple, les pompes en plastique, car elles ont de grandes propriétés de friction. Certaines pièces qui absorbent souvent l'humidité sont en POM afin qu'elles ne gonflent pas.

Polycarbonate (PC)

Aperçu. Le PC est constamment en concurrence avec le verre et le PMMA. Si vous faites quelque chose de transparent, vous choisirez l'un de ces matériaux. Le PC peut être teinté pour faire un verre coloré et il y a même quelques modifications opaques.

Avantages. Le PC a une résistance aux chocs beaucoup plus élevée que le PMMA ou le verre. Ce matériau a une haute résistance à la chaleur et fonctionne à des températures supérieures à 150 degrés C.

Inconvénients. Le PC fait un peu moins bien sous la lumière UV. Il perd sa transparence sur une longue période de temps. Il se raye également facilement, de sorte que les prototypes clairs sont recouverts d'un film spécial, par exemple. Le matériau ne doit pas être utilisé avec de la nourriture ou des choses organiques car il peut émettre des vapeurs nocives au fil du temps.

Utilisations. Tout ce qui est transparent peut être en PC autant qu'en PMMA, par exemple des phares automobiles ou du verre renforcé. C'est un matériau largement utilisé dans le prototypage rapide, bien plus que le PMMA, donc la fabrication de prototypes de PC est un peu moins chère. Si vous voulez un prototype de pièce transparente ou teintée à très haute résistance, vous devriez vous tourner vers le PC.

Donc, voici les plastiques les plus répandus pour votre choix. Rappelez-vous, choisissez. Rigide ou Souple. Considérez les conditions dans lesquelles il fonctionnera et la température. Faire une analyse de traction. Et enfin, décidez si cela doit être transparent ou non.

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