Esplorare le opzioni di produzione per i componenti elastomerici
Se siete alla ricerca di materiali che possiedano proprietà in grado di conferire flessibilità, durevolezza e resistenza, gli elastomeri rappresentano una scelta eccellente tanto per la realizzazione di prototipi quanto per la produzione di pezzi destinati all'uso finale.
Gli scienziati che si occupano dei materiali amano attribuire alle loro creazioni nomi complessi. Polietilene tereftalato (una forma di poliestere). Acrilonitrile butadiene stirene (questa termoplastico opaca è maggiormente conosciuta con il nome di ABS). Queste non sono che due esempi delle migliaia di polimeri attualmente utilizzati. Molti di essi hanno cambiato radicalmente la nostra vita. Un tipo di polimero, tuttavia, che non porta un nome così roboante, esiste da molto più tempo rispetto alle sue controparti polisillabiche. È durevole, flessibile, resistente alla temperatura, biocompatibile in molti casi e adatto ad una varietà di processi di produzione, inclusi lo stampaggio a iniezione e la stampa 3D. Di cosa si tratta? Probabilmente lo conoscerete meglio con il suo nome comune: stiamo parlando della gomma.
Tipi di elastomeri
La gomma è il materiale di cui sono fatti gli pneumatici, i tubi del motore e molti altri pezzi, ma in questo contesto parliamo specificatamente della gomma siliconica, che in termini tecnici è un polimero viscoelastico (possedendo caratteristiche di viscosità e di elasticità). Se tale termine viene "condensato" un po' di più, si otterrà un elastomero. Gli elastomeri sono resistenti e (solitamente) flessibili, e disponibili in una gamma di gradi che offrono proprietà meccaniche, chimiche e ottiche migliorate. Protolabs offre i seguenti tipi di materiali elastomerici:
| Stampaggio a iniezione |
|---|
| LSR (Gomma siliconica liquida) |
| LSR (Grado ottico) |
Questo suggerimento per la progettazione approfondisce i dettagli di utilizzo degli elastomeri per la progettazione di pezzi che richiedono flessibilità ed esplora anche quali processi di produzione sono più adatti a ciascun elastomero.
Elastomeri per lo stampaggio a iniezione
Se vi è già capitato di mischiare un piccolo quantitativo di resina epossidica bi-componente per eseguire una riparazione domestica, avrete già acquisito familiarità con la consistenza al tatto dei pezzi in gomma siliconica liquida (LSR). Utilizzando apparecchiature simili ma per alcuni aspetti totalmente diverse da quelle richieste per lo stampaggio a iniezione della plastica, lo stampaggio della LSR inietta in parti uguali un catalizzatore chimico e una gomma siliconica liquida all'interno di una camera di miscelazione raffreddata. Da qui il materiale viene iniettato nella cavità dello stampo che, nel caso della LSR, viene riscaldato per accelerare il processo di vulcanizzazione.
Gomma Siliconica Liquida (LSR)
In Protolabs, sono disponibili due tipi di LSR. Tutti devono soddisfare le stesse regole di progettazione di base, ma ciascuno offre caratteristiche alquanto distinte:
- LSR—La serie Elastosil LR 3003 è disponibile in 4 livelli di durometro, da 30 a 70 Shore A e, come la maggior parte delle LSR, risponde bene all'aggiunta di pigmenti. Tra le applicazioni idonee si citano la produzione di componenti elettrici destinati al settore automotive, tenute e guarnizioni per l'industria alimentare e ovunque sia richiesto un polimero flessibile, durevole e resistente alla temperatura.
- LSR (Grado ottico)—Dovete realizzare una lente trasparente ma durevole o un altro pezzo trasparente? Molti stampatori a iniezione potrebbero optare in prima istanza per il policarbonato, ma la LSR di grado ottico è molto più idonea allo stampaggio e vanta migliori qualità ottiche, posizionandosi subito dopo al vetro. È anche biocompatibile e con i suoi 72 Shore A si classifica tra le LSR più dure.
I materiali TPE e TPV sono usati regolarmente da chi richiede pezzi elastomerici stampati ma brillano in particolar modo durante i processi di stampaggio con due materiali come il costampaggio. Per esempio, quando siete pronti per sottoporre il vostro prototipo in PolyJet (stampa 3D) alla fase di sviluppo successiva, Protolabs offre molti gradi di materiali elastomerici appartenenti tutti alla famiglia TPE/TPV (termoplastico vulcanizzato/elastomero termoplastico). Per esempio, il Santoprene 111-45 TPV offre un'eccellente resistenza alla fatica e funge da ottima cover per gli smartphone. Allo stesso modo, il Santoprene 101-73 viene usato come copertura del piantone dello sterzo e per realizzare gli speaker surround.
Per quanto riguarda i materiali TPE, Versaflex OM 1040X-1 è morbido al tatto, presenta un'estetica eccellente (può essere colorato) e si lega bene al policarbonato o all'ABS, presentandosi come ottima scelta di materiale per le superfici di presa dei dispositivi medicali. Un altro TPE color abile è il Versaflex OM 6240-1, conosciuto per la sua affinità al nylon. E c'è poi l'Hytrel 3078, considerato da alcuni come l'equivalente elastomerico del coniglietto Eveready per la sua capacità di flettersi, piegarsi e allungarsi, di gran lunga superiore a quella dei materiali standard in gomma.
Le linee guida per la progettazione di tutti questi materiali si collocano a metà strada tra gli orientamenti alquanto generici relativi alla LSR e quelli associati alle termoplastiche tradizionali. Nel dubbio, caricate il vostro file CAD nel sistema di preventivazione automatizzata di Protolabs e prestate estrema attenzione al design ottenuto in seguito all'analisi di stampabilità.
Come sempre, sentitevi liberi di contattare uno dei nostri tecnici specializzati, per qualsiasi domanda, al numero (+39) 321 381211 o all'indirizzo [email protected]