Guide des thermoplastiques courants

Les thermoplastiques sont des polymères plastiques à bas point de fusion qui fondent lorsqu'ils sont chauffés, se solidifient lorsqu'ils sont refroidis et peuvent être remoulés ou refondus après le processus de durcissement. Ils sont solides, flexibles et faciles à utiliser car le post-traitement est souvent minime ou non requis.

De plus, les thermoplastiques sont considérés comme l'un des matériaux les plus écologiques et non toxiques sur le marché aujourd'hui. Ils sont idéaux pour le moulage par injection, la fabrication rentable de pièces aux géométries complexes et la production de pièces reproductibles en grands volumes. Les thermoplastiques peuvent être utilisés pour créer une large gamme de produits ménagers courants, des pièces mécaniques aux jouets pour enfants.

Les ingénieurs et les concepteurs de produits devraient envisager d'utiliser des thermoplastiques pour les pièces moulées par injection, mais il existe de nombreuses variétés parmi lesquelles choisir. Voici un guide des thermoplastiques les plus courants, ainsi que des conseils pour les équipes produit sur le choix du meilleur type pour leur prochain projet.

Une répartition des thermoplastiques courants

Les thermoplastiques peuvent être divisés en deux grandes catégories :les résines amorphes et les résines semi-cristallines. Les résines amorphes sont généralement cassantes, mais elles sont très précises et ont une bonne stabilité dimensionnelle. Ces thermoplastiques se trouvent couramment dans les ustensiles en plastique, les gobelets en mousse et les assiettes en plastique.

Les résines semi-cristallines sont plus flexibles et résistantes aux produits chimiques que les résines amorphes, mais peuvent être difficiles à travailler. Cependant, ce matériau fonctionne bien pour les applications impliquant une usure continue, des charges structurelles et des frottements.

Dans les catégories des résines amorphes et semi-cristallines, les thermoplastiques peuvent être décomposés en fonction de leur niveau de performance. Les thermoplastiques peuvent être classés comme haute performance ou de qualité spécialisée, technique ou de base. La note de performance augmente en tandem avec le prix. Voici six exemples des thermoplastiques les plus courants, ainsi que leurs classifications.

Polyétherimide (PEI)

Le PEI est une résine amorphe haute performance. Il est solide, résistant aux produits chimiques et capable de supporter des températures supérieures à 217 °C. Les résines amorphes ont tendance à se fissurer lorsqu'elles entrent en contact avec certaines graisses et huiles, mais le PEI se démarque car il est suffisamment résistant pour résister à de telles fissures. Le PEI est utilisé pour fabriquer des circuits imprimés, des lunettes et des équipements de stérilisation, mais il est le plus souvent utilisé dans les applications aérospatiales.

Polycarbonate (PC)

Le PC est une résine amorphe de qualité technique. Ce matériau naturellement transparent est résistant à la chaleur, flexible et un bon isolant électrique. Il est également plus solide et plus rigide que le nylon. Les applications courantes incluent les composants électriques, les lentilles, les dispositifs médicaux et les récipients alimentaires à usage unique ou les bouteilles d'eau. Le polycarbonate n'est pas considéré comme sans danger pour les aliments pour les contenants réutilisables.

Polystyrène (PS)

Le polystyrène est une résine amorphe de qualité commerciale. Il est transparent comme le polycarbonate, mais très faible en résistance et en résistance à la chaleur. En tant que tel, ses cas d'utilisation sont limités à des produits simples tels que des cacahuètes d'emballage, des assiettes en mousse et des couverts.

Polyétheréthercétone (PEEK)

Le PEEK est une résine semi-cristalline haute performance et l'un des thermoplastiques les plus résistants du marché - il résiste aux températures élevées, aux produits chimiques, à la corrosion et à la biodégradation. Les propriétés mécaniques du PEEK en font un choix idéal pour les roulements, les implants médicaux, les pièces de piston et une grande variété d'applications dans les industries aérospatiale, automobile et chimique.

Nylon

Le nylon est une résine semi-cristalline de qualité technique. Il est très stable, polyvalent et résistant à de nombreux facteurs externes tels que l'abrasion et les chocs. Le nylon promet également un faible retrait et un faible gauchissement. Ses applications sont très variées. Il est suffisamment soyeux pour être utilisé dans les bas et autres vêtements pour femmes, suffisamment résistant pour être utilisé dans les roulements industriels et suffisamment sûr pour être utilisé dans les dispositifs médicaux.

Polypropylène (PP)

Le polypropylène, un thermoplastique apprécié des ingénieurs, est une résine semi-cristalline de qualité marchande. Le PP est solide et très résistant aux contraintes, aux chocs, à la corrosion et à la fatigue tout en restant extrêmement flexible. Les ingénieurs aiment travailler avec le PP car il leur offre de nombreuses (sinon toutes) les propriétés chimiques et mécaniques dont ils ont besoin pour leurs cas d'utilisation respectifs à un prix très bas. Les applications courantes incluent les articles ménagers, les pièces automobiles, les conteneurs réutilisables et même la moquette.

Considérations clés pour choisir un thermoplastique

Ces six thermoplastiques courants ne sont que le début. Comment les ingénieurs et les concepteurs de produits peuvent-ils passer au crible toutes les options disponibles et faire le bon choix ?

La meilleure façon de choisir un thermoplastique est de commencer par tenir compte des exigences techniques de la pièce. L'objectif est de choisir un matériau qui offrira toutes les propriétés dont la pièce a besoin et de le faire de la manière la plus rentable possible. En tant que tel, il est essentiel de commencer par décrire les principales exigences techniques, qui serviront de repères utiles pour évaluer les options de matériaux. En gardant ces consignes à l'esprit, recherchez le meilleur compromis entre les propriétés mécaniques souhaitées et le coût.

De nombreux fabricants utilisent des tableaux de sélection des matériaux pour simplifier le processus d'évaluation. En identifiant les matériaux qui se situent au point de croisement entre deux variables souhaitées - par exemple, la densité et le coût - les équipes de produits réduisent le bassin de candidats viables et gagnent en clarté autour des matériaux susceptibles de s'avérer les plus efficaces. Mettez en évidence les exigences techniques importantes qui comptent, fixez une fourchette de prix et sélectionnez le matériau le plus rentable pour les performances requises.

Optimisez le cycle de vie du produit avec des conseils d'experts

Des tableaux de sélection de matériaux pratiques comme ceux illustrés ci-dessus sont utiles pour réduire un grand nombre de matériaux à quelques-uns, mais rien ne remplace les conseils d'experts. Pour sélectionner le meilleur matériau pour une pièce donnée, les équipes de produits feraient bien de consulter un partenaire de fabrication expert comme Fast Radius.

Lorsque vous vous associez à Fast Radius, vous avez accès à une équipe dédiée d'experts qui savent tout ce qu'il y a à savoir sur l'innovation manufacturière. Du choix du bon thermoplastique pour votre projet à l'accélération de la mise sur le marché, notre équipe d'ingénieurs, de technologues, de concepteurs et de conseillers dédiés peut vous aider à optimiser le processus de production et l'ensemble du cycle de vie de votre produit. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.

Pour plus de considérations clés pour choisir les meilleurs matériaux pour un projet donné, consultez nos articles de blog connexes dans le centre de ressources Fast Radius.

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