Comment choisir le bon plastique pour votre projet

Styles Gordon | 01 novembre 2017

Il existe des milliers de plastiques sur le marché qui peuvent être utilisés pour le prototypage rapide ou la fabrication à faible volume. Choisir le bon pour un projet donné peut être écrasant, en particulier pour les inventeurs débutants ou les nouveaux entrepreneurs. Chaque matériau a des compromis en termes de coût, de résistance, de flexibilité et de finition de surface. Il faut tenir compte non seulement de l'application de la pièce ou du produit, mais aussi de l'environnement dans lequel il sera utilisé.

Dans l'ensemble, les plastiques techniques ont des propriétés mécaniques avancées qui offrent une plus grande durabilité et qui ne seront pas compromises pendant le processus de fabrication. Des modifications peuvent également être apportées à certains types de plastiques pour améliorer leur résistance ainsi que leur résistance aux chocs et à la chaleur. Détaillons les différentes matières plastiques à considérer en fonction de la pièce finale ou de la fonction du produit.

Parties mécaniques

L'une des résines les plus couramment utilisées pour fabriquer des pièces mécaniques est le nylon, également appelé polyamide (PA). Lorsque le PA est mélangé avec du molybdène, il a une surface glissante pour un mouvement facile. Cependant, l'utilisation de trains d'engrenages nylon-nylon n'est pas recommandée, car des plastiques similaires ont tendance à coller ensemble. Le PA est très résistant à l'usure et à l'abrasion et possède de bonnes propriétés mécaniques à des températures élevées. Le nylon est idéal comme filament pour l'impression plastique 3D, mais il absorbe l'eau avec le temps.

Le polyoxyméthylène (POM) est également une excellente option pour les pièces mécaniques. Le POM est un type de résine acétal, utilisé pour fabriquer le Delrin de Dupont, un plastique précieux pour les engrenages, les vis, les roues et plus encore. Le POM a une résistance, une rigidité et une dureté élevées à la flexion et à la traction. Cependant, le POM peut se dégrader avec l'alcali, le chlore et l'eau chaude et peut être difficile à lier.

Conteneurs en plastique

Si votre projet est une sorte de navire, le polypropylène (PP) est le meilleur. Le PP est utilisé pour les récipients de stockage des aliments car il résiste à la chaleur, est imperméable aux huiles et aux solvants et ne libère pas de produits chimiques, ce qui le rend sans danger pour les aliments. Le PP présente également un équilibre supérieur entre rigidité et résistance aux chocs et peut être facilement transformé en une charnière qui peut être pliée à plusieurs reprises sans se casser. Il peut également être utilisé pour des applications dans des tuyaux et des flexibles.

Une autre option est le polyéthylène (PE). Le plastique le plus courant au monde, le PE a une résistance, une dureté et une rigidité faibles. Il a généralement une couleur blanc laiteux et est le plastique que l'on trouve dans les bouteilles de médicaments et les contenants de lait et de détergent. Le PE est très résistant à divers produits chimiques, mais a un point de fusion bas.

Mallettes à outils et quincaillerie

Pour tout projet nécessitant une résistance élevée aux chocs et une forte résistance à la déchirure et à la rupture, l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est idéal. L'ABS est léger et peut être renforcé en ajoutant des fibres de verre. Il est plus cher que le styrène, mais dure beaucoup plus longtemps en raison de sa dureté et de sa ténacité. L'ABS est utilisé pour la modélisation 3D par dépôt fondu de prototypes rapides.

Compte tenu de ses propriétés, l'ABS est une bonne option pour les appareils portables. Chez Star Rapid, nous avons créé un boîtier de montre intelligent pour E3design avec de la résine plastique ABS/PC pré-colorée noire en utilisant le moulage par injection de plastique. Ce choix de matériau permet à l'ensemble du dispositif de rester relativement léger, tout en fournissant une coque qui peut supporter des impacts accidentels, comme lorsque la montre heurte une surface dure. Si vous avez besoin de quelque chose de polyvalent et résistant aux chocs, le polystyrène à fort impact (HIPS) est une bonne option. Ce matériau convient à la création d'étuis robustes pour outils électriques et boîtes à outils. Bien que HIPS soit économique, il n'est pas considéré comme respectueux de l'environnement.

Caoutchouc

De nombreux projets nécessitent le moulage par injection de résines qui ont les propriétés souples et élastiques du caoutchouc. Le polyuréthane thermoplastique (TPU) est une excellente option, car il se décline dans de nombreuses formules spéciales pour obtenir une élasticité élevée, des performances à basse température et une durabilité. Le TPU est également utilisé dans les outils électriques, les roulettes, l'isolation des câbles et les articles de sport. Comme il résiste aux solvants, le TPU peut être trouvé dans de nombreux environnements industriels en raison de sa haute résistance à l'abrasion et au cisaillement. Cependant, il est connu pour absorber l'humidité de l'atmosphère, il peut donc être difficile à traiter pendant la fabrication. Pour le surmoulage, il existe du caoutchouc thermoplastique (TPR), qui est peu coûteux et facile à manipuler pour des applications telles que les poignées en caoutchouc rembourrées.

Parties transparentes

Si votre pièce nécessite des lentilles ou des fenêtres transparentes, l'acrylique (PMMA) est le meilleur. Ce matériau est utilisé pour fabriquer des fenêtres incassables comme le plexiglas en raison de sa rigidité et de sa résistance à l'abrasion. Le PMMA prend également un poli élevé, a une bonne résistance à la traction et est économique en grands volumes. Cependant, il n'est pas aussi résistant aux chocs ou aux produits chimiques que le polycarbonate (PC).

Si vous avez besoin de quelque chose de plus solide pour votre projet, le PC est plus durable que le PMMA et possède d'excellentes propriétés optiques, ce qui en fait un choix approprié pour les lentilles et les fenêtres pare-balles. Le PC peut également être plié et formé à température ambiante sans se briser. Il est utile pour les travaux de prototypage, car sa mise en forme ne nécessite pas d'outils de moulage coûteux. Le PC est plus cher que l'acrylique et peut libérer des produits chimiques nocifs lorsqu'il est exposé à de l'eau chaude pendant de longues périodes, il n'est donc pas sans danger pour les aliments. En raison de sa résistance aux chocs et de sa résistance aux rayures, le PC est idéal pour une variété d'applications. Chez Star Rapid, nous avons utilisé ce matériau pour créer des couvertures pour les terminaux de point de vente portables pour Muller Commercial Solutions. La pièce a été usinée CNC à partir de blocs solides de PC; comme il devait être complètement transparent, il a ensuite été poncé à la main et poli à la vapeur.

Ceci n'est qu'un bref aperçu de certains des plastiques les plus couramment utilisés pour la fabrication. La plupart peuvent être modifiés avec diverses fibres de verre, stabilisants UV, lubrifiants ou autres résines pour obtenir des propriétés techniques spécifiques en fonction des besoins du projet et du processus de fabrication utilisé, qu'il s'agisse de moulage par injection, de coulée sous vide ou d'impression 3D.

Gordon Styles est le fondateur et président de Star Rapid, un fournisseur de services de prototypage rapide, d'outillage rapide et de production à faible volume. Utilisant son expérience en ingénierie, Styles a fondé Star Rapid en 2005 et sous sa direction, l'entreprise s'est étendue à 250 employés. Avec une équipe internationale d'ingénieurs et de techniciens, Star Rapid combine des technologies de pointe, telles que l'impression 3D et l'usinage CNC multi-axes, avec des techniques de fabrication traditionnelles et des normes de qualité élevées. Avant Star Rapid, Styles possédait et gérait la plus grande société de prototypage rapide et d'outillage rapide du Royaume-Uni, STYLES RPD, qui a été vendue à ARRK Europe en 2000.

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