Guia Completo de Termoplásticos Comuns: Propriedades, Aplicações e Benefícios

Termoplásticos são polímeros plásticos com pontos de fusão baixos que se tornam fundidos quando aquecidos, sólidos quando resfriados, e podem ser remoldados ou refundidos após o processo de cura. São fortes, flexíveis e fáceis de usar já que pós-processamento é frequentemente mínimo ou não requerido.

Além disso, termoplásticos são considerados alguns dos materiais mais ecológicos e não tóxicos no mercado hoje. São ideais para injeção, fabricando peças com geometrias complexas de forma custo-efetiva, e produzindo peças repetíveis em grandes volumes. Termoplásticos podem ser usados para criar uma ampla gama de produtos domésticos comuns, de peças mecânicas a brinquedos infantis.

Engenheiros e designers de produto devem considerar usar termoplásticos para peças moldadas por injeção, mas existem muitas variedades para escolher. Aqui está um guia para os termoplásticos mais comuns, mais dicas para equipes de produto sobre como escolher o melhor tipo para seu próximo projeto.

Uma análise dos termoplásticos comuns

Termoplásticos podem ser divididos em duas categorias amplas — resinas amorfas e resinas semicristalinas. Resinas amorfas são tipicamente quebradiças, mas são muito precisas e têm boa estabilidade dimensional. Estes termoplásticos são comumente encontrados em utensílios plásticos, copos de espuma e pratos plásticos.

Resinas semicristalinas são mais flexíveis e quimicamente resistentes que resinas amorfas, mas podem ser desafiadoras para trabalhar. No entanto, este material funciona bem para aplicações envolvendo desgaste contínuo, cargas estruturais e atrito.

Dentro das categorias de resinas amorfas e semicristalinas, termoplásticos podem ser divididos further por seu grau de desempenho. Termoplásticos podem ser classificados como alto desempenho ou grau especialidade, engenharia ou commodity. Grau de desempenho aumenta em tandem com o preço. Aqui estão seis exemplos dos termoplásticos mais comuns, junto com suas classificações.

Polietermida (PEI)

PEI é uma resina amorfa de alto desempenho. É forte, resistente a químicos e capaz de suportar temperaturas acima de 217°C. Resinas amorfas tendem a trincar quando entram em contato com certas gorduras e óleos, mas PEI se destaca porque é resistente o suficiente para resistir a tais trincas. PEI é usado para fabricar placas de circuito, óculos e equipamentos de esterilização, mas é mais frequentemente usado em aplicações aeroespaciais.

Policarbonato (PC)

PC é uma resina amorfa de grau de engenharia. Este material naturalmente transparente é resistente ao calor, flexível e um bom isolante elétrico. Também é mais forte e mais rígido que nylon. Aplicações comuns incluem componentes elétricos, lentes, dispositivos médicos e recipientes de alimentos ou garrafas de água de uso único. Policarbonato não é considerado seguro para alimentos para recipientes reutilizáveis.

Poliestireno (PS)

Poliestireno é uma resina amorfa de grau commodity. É transparente como policarbonato, mas muito baixo em resistência e resistência ao calor. Como tal, seus casos de uso são limitados a produtos simples como amendoins de embalagem, pratos de espuma e talheres.

Polietereetercetona (PEEK)

PEEK é uma resina semicristalina de alto desempenho, e um dos termoplásticos mais resistentes no mercado — é resistente a altas temperaturas, químicos, corrosão e biodegradação. As propriedades mecânicas do PEEK o tornam uma escolha ideal para mancais, implantes médicos, peças de pistão e uma ampla variedade de aplicações nas indústrias aeroespacial, automotiva e química.

Nylon

Nylon é uma resina semicristalina de grau de engenharia. É altamente estável, versátil e resistente a muitos fatores externos como abrasão e impacto. Nylon também promete baixa retração e empenamento. Suas aplicações são amplas. É sedoso o suficiente para ser usado em meias femininas e outros vestuários, resistente o suficiente para ser usado em mancais industriais, e seguro o suficiente para ser usado em dispositivos médicos.

Polipropileno (PP)

Polipropileno, um termoplástico amado por engenheiros, é uma resina semicristalina de grau commodity. PP é forte e altamente resistente a estresse, impacto, corrosão e fadiga enquanto permanece extremamente flexível. Engenheiros gostam de trabalhar com PP porque oferece a eles muitas (se não todas) das propriedades químicas e mecânicas que requerem para seus respectivos casos de uso a um ponto de preço muito baixo. Aplicações comuns incluem bens domésticos, peças automotivas, recipientes reutilizáveis e até carpetes.

Considerações-chave para escolher um termoplástico

Estes seis termoplásticos comuns são apenas o começo. Como engenheiros e designers de produto podem possivelmente filtrar todas as opções disponíveis e fazer a escolha certa?

A melhor maneira de escolher um termoplástico é começar considerando os requisitos de engenharia da peça. O objetivo é escolher um material que ofereça todas as propriedades que a peça precisa e fazê-lo da forma mais custo-efetiva possível. Como tal, é crítico começar delineando requisitos-chave de engenharia, que servirão como guias úteis na avaliação de opções de material. Com estas diretrizes em mente, busque o melhor compromisso entre propriedades mecânicas desejadas e custo.

Muitos fabricantes usam gráficos de seleção de material para simplificar o processo de avaliação. Identificando os materiais que estão no ponto de cruzamento entre duas variáveis desejadas — digamos, densidade e custo — equipes de produto reduzem o pool de candidatos viáveis e ganham clareza sobre quais materiais provavelmente provarão mais eficazes. Destaque os requisitos de engenharia importantes que importam, defina uma faixa de preço, e selecione um material que seja mais custo-efetivo para o desempenho necessário.

Otimize o ciclo de vida do produto com assessoria especializada

Gráficos práticos de seleção de material como os ilustrados acima são úteis para reduzir um grande pool de materiais para apenas alguns, mas não há substituto para conselho especializado. Para selecionar o melhor material para uma determinada peça, equipes de produto fariam bem em consultar um parceiro de fabricação especialista como a Fast Radius.

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Para mais considerações-chave para escolher os melhores materiais para um determinado projeto, confira nossos artigos relacionados do blog no centro de recursos da Fast Radius.

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