使用弹性材料的基础知识

汽车轮胎、防水垫圈、鞋底、橡皮筋和橡皮擦都有什么共同点？其中许多物体是我们每天与之互动的东西，但它们也是使用弹性体或“弹性聚合物”制成的。

弹性体材料是类似于橡胶的柔韧合成聚合物。虽然两者具有相似的特征，但它们在几个关键方面有所不同。例如，橡胶是一种从乳胶中提取的天然化合物。虽然是一种非常有用且用途广泛的材料，但橡胶的化学成分会带来一定的制造限制，并且还会使零件容易发生臭氧开裂。另一方面，弹性体是一类石油基聚合物，其作用与橡胶非常相似，但具有更好的材料性能。

本文将简要介绍如何使用弹性材料进行制造。

定义弹性体的特性和机械性能

弹性体是能够拉伸然后反弹回其原始形状的材料。弹性体提供一系列其他优点，包括高弹性、耐磨和抗撕裂、不渗透、质地柔软和防滑。它们还可以承受显着的温度波动，是温度和电气绝缘的理想选择。

弹性体可以针对广泛的应用进行化学调整。例如，可以调整弹性材料以改善鞋底等产品的回弹力，或调整低回弹、阻尼产品（如握把）。它们还可以提供吸力和密封。根据应用的不同，选择合适的材料可以改善最终部件的所需特性。

热塑性塑料与热固性塑料

需要注意的是，有两种主要的弹性体：热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料在加热时液化，在冷却时固化——这一过程可以重复，从而延长材料的生命周期。这种质量使它们特别适用于大批量制造注塑成型零件。这些坚固的聚合物材料通常具有抗收缩、减震和可回收性。

相比之下，热固性塑料在零件凝固后不能熔化并重新使用。固化过程引发化学反应，促使聚合物内分子之间形成难以置信的强三维交联——即使在极端温度下，这些键也几乎不可能断裂。由于这些粘合剂提供的高耐久性、强度和抗翘曲性，热固性塑料通常用于增强其他材料的抗冲击和变形能力。

设计和制造弹性体零件的四个重要因素

为了最大限度地发挥弹性部件所需的材料特性，产品团队需要牢记一些关键的考虑因素。

1。以明确的要求领导

给定应用的特定要求应推动部件的材料选择和设计。通过清楚地了解这些要求，制造商可以快速确定哪种弹性体材料具有最显着的优势。

使用物料需求计划 (MRP) 系统通常证明对产品团队有益。这些系统从生产计划和时间表追溯工作，生成组件和材料要求列表，提供对所需材料、数量和时间范围的可见性——所有这些都可以帮助制造商按时并获得适当的资源。

2。达到适当的草案

拔模是指结合到零件设计中的锥形角，有助于确保零件从模具中顺利脱模。拔模不足不仅使零件更难移除，而且随着塑料冷却，还会导致弯曲、断裂、翘曲和表面光洁度不佳。

弹性体部件通常需要大量的拔模力以防止材料粘在模具本身上。为顶针添加纹理以赋予它们额外的抓地力是另一种提高从模具中取出零件效率的方法。

3。根据特定要求校准壁厚

通常，零件壁厚应保持在 1.5 至 3 毫米之间，并应尽可能均匀。这有助于零件更快冷却（从而减少循环时间），并防止不规则收缩和难看的缩痕。如果零件应用需要不同的壁厚，则应采用渐变过渡以保持设计完整性。

弹性体材料的柔韧特性允许设计具有更高壁厚以及壁厚变化的零件。通过在生产过程中施加压力，工程师可以以注塑成型或使用更刚性材料制造时无法实现的方式对材料进行成型或成型。

4。最大限度地提高包覆成型的效率

包覆成型是指创建弹性体层的过程，然后将其连接到刚性的非弹性体部件上。一个常见的例子是在许多手动工具上发现的柔韧手柄，它提供了防滑性并防止用户抓住硬塑料或金属——这两者都提高了工具的安全性和效率。

为了最大限度地提高包覆成型握把的有效性，工程师需要设计产品，以通过化学和机械方法在弹性体和刚性材料之间实现良好的粘合强度。化学连接尤其重要，因为这两种材料之间形成的粘合得到改善部件的耐用性和寿命，同时也无需额外的表面预处理或粘合剂。

高效的弹性体制造——以及更多

弹性体是一种用途广泛的类橡胶热塑性塑料，可显着改善材料质量。热塑性弹性体独特的化学和物理耐受性，以及高柔韧性和强度，使制造商能够生产我们日常接触的许多物品，包括从自行车内胎到潜水服的所有物品。

与 Fast Radius 等经验丰富的制造合作伙伴合作，使产品团队能够充分利用任何材料或零件设计。我们经验丰富的协作工程师和设计师团队擅长谈论弹性体原型，因为它们是增材制造的最新工艺，我们与每个客户密切合作，以确保生产过程的每个阶段都针对特定设计、可制造性、和时间要求。立即联系我们，了解 Fast Radius 带来的对细节、效率和成本效益的关注。