Наиболее распространённые полимерные материалы по объёму производства и сфере применения.
Наиболее производимый пластик в мире. Существует в нескольких форматах: LDPE (низкой плотности), HDPE (высокой плотности), LLDPE. Химически инертен, гибок, дёшев.
Лёгкий, жёсткий полимер с хорошей усталостной прочностью. Выдерживает температуры до 130 °C. Легко окрашивается, перерабатывается литьём под давлением.
Третий по объёму производства пластик. Без пластификаторов – жёсткий (uPVC), с пластификаторами – гибкий. Самозатухающий, атмосферостойкий.
Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола. Ударопрочен, хорошо обрабатывается, легко склеивается и окрашивается. Популярен в 3D-печати (FDM).
Отверждается при реакции с отвердителем. После полимеризации – необратимо твёрдый. Отличная адгезия к металлам, высокая электроизоляция, термостойкость до 180 °C.
Кремнийорганический полимер. Сохраняет эластичность в диапазоне –55…+250 °C. Физиологически инертен, биосовместим, устойчив к УФ-излучению и озону.
ISO 472 разделяет полимеры по реакции на нагрев: обратимость плавления определяет способ переработки и область применения.
Плавятся при нагреве, затвердевают при охлаждении. Повторно перерабатываемы.
Необратимо отверждаются при реакции. Не плавятся повторно – разлагаются.
Высокоэластичны, сшиты поперечными связями. Возвращаются к исходной форме.
Выбор материала зависит от технологии печати (FDM, SLA, SLS), требований к прочности и условий эксплуатации детали.
Биоразлагаемый термопласт на основе молочной кислоты. Самый популярный материал для FDM — легко печатается, не требует закрытой камеры, минимальная усадка. Хрупкий при ударных нагрузках.
Ударопрочный инженерный термопласт. Выдерживает до 100 °C, хорошо обрабатывается и склеивается ацетоном. Требует закрытой камеры – при открытой печати коробится и расслаивается.
Компромисс между PLA и ABS: лёгкость печати первого и прочность второго. Прозрачный или полупрозрачный, химически стойкий, слабая усадка. Популярен для корпусов и функциональных деталей.
Гибкий эластомер для 3D-печати. Твёрдость варьируется: Shore 85A (мягкий) до Shore 95A (жёсткий). Устойчив к истиранию, маслам, химии. Используется для прокладок, протекторов, корпусов гаджетов.
Основной материал SLS-печати. Высокая прочность, скользкость, усталостная стойкость. В FDM требует сушки перед печатью. Порошок PA12 для SLS даёт детали без поддержек и с изотропными свойствами.
Жидкий фотополимер, отверждаемый УФ-излучением (405 нм). Даёт точность до 25 мкм, идеально гладкую поверхность. Типы: стандартная, ABS-like, прозрачная, гибкая, инженерная (высокотемпературная, водостойкая).
| Материал | Технология | Прочность | Гибкость | Термостойкость | Сложность печати | Цена нити / кг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PLA | FDM | Средняя | Низкая | ~60 °C | Низкая | 500–1500 руб. |
| ABS | FDM | Высокая | Средняя | ~100 °C | Средняя | 600–1500 руб. |
| PETG | FDM | Высокая | Средняя | ~80 °C | Низкая | 700–1800 руб. |
| TPU | FDM | Средняя | Высокая | ~80 °C | Средняя | 1000–2500 руб. |
| PA12 (SLS) | SLS | Высокая | Средняя | ~150 °C | Промышл. | 2000–5000 руб./кг |
| Resin (стандарт) | SLA/MSLA | Средняя | Низкая | ~60–200 °C* | Средняя | 1500–4000 руб./л |
* Термостойкость смол сильно варьируется от типа: стандартная ~60 °C, высокотемпературная инженерная до 200 °C. Цены – ориентировочные, рынок РФ 2024–2025.
Программное обеспечение для моделирования, анализа и подготовки пластиковых изделий к производству: от концепции до CAM и симуляции впрыска.
Встроенный модуль симуляции литья под давлением прямо в SolidWorks. Анализирует заполнение формы, усадку, коробление, расположение точек впрыска. Интегрирован с CAD – нет необходимости экспортировать геометрию.
Лидер рынка симуляции литья под давлением. Используется в автомобильной, электронной и потребительской промышленности. Продвинутые модели реологии расплава, анализ многокомпонентного литья (2K), газового литья.
Универсальная FEA-платформа. Для пластиков особенно важна: нелинейная механика (ползучесть, релаксация), термо-механический анализ, симуляция разрушения. Модуль Workbench позволяет импортировать поле усадки из Moldflow.
Облачная CAD/CAM/CAE-платформа. Содержит базовый FEA (Static Stress), генеративный дизайн и CAM для фрезеровки прототипов. Встроенный слайсер для FDM-печати. Популярен у малого производства и 3D-энтузиастов.
Creo – мощная CAD-система для сложных пластиковых изделий. Модуль Mold Analysis (интеграция Moldex3D) позволяет запускать симуляцию литья без выхода из среды. Creo Expert Moldbase Extension – проектирование оснастки.
FreeCAD – параметрическое CAD с модулями FEM (Calculix), Path (CAM) и Part Design для корпусных пластиковых деталей. OpenSCAD – программное CSG-моделирование: геометрия описывается кодом, идеально для параметрических деталей под 3D-печать.
Российская CAD/CAM-система с полным набором инструментов для твёрдотельного и поверхностного моделирования пластиковых изделий. Полностью локализована, поддерживает ГОСТ и ЕСКД. Включена в реестр отечественного ПО Минцифры. Интегрируется с российскими PDM/PLM-системами.
Российская CAD-платформа, совместимая с форматом DWG. Базовая версия бесплатна для некоммерческого использования. Платформа NanoCAD Plus и Механика включают 3D-моделирование, библиотеки деталей по ГОСТ и инструменты для проектирования пластиковых изделий и оснастки.
* Autodesk Fusion бесплатен для личного некоммерческого использования и стартапов с выручкой до $1000/год. Для коммерческого использования – платная подписка.
Данные по плотности: ASTM D792. Tпл – типовые диапазоны, варьируются в зависимости от марки.
| Материал | Класс | Плотность, г/см³ | Tпл / Tраб, °C | Прочность на разрыв | УФ-стойкость | Перераб. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Полиэтилен HDPE |
Термопласт | 0,94–0,96 | 130–137 | 20–37 МПа | Слабая | ✓ |
| Полипропилен PP |
Термопласт | 0,90–0,91 | 160–166 | 30–40 МПа | Слабая | ✓ |
| Поливинилхлорид uPVC |
Термопласт | 1,30–1,45 | 100–260* | 40–60 МПа | Хорошая | ✓ |
| АБС-пластик ABS |
Термопласт | 1,02–1,05 | 220–250 | 38–50 МПа | Низкая | ✓ |
| Эпоксидная смола EP |
Реактопласт | 1,10–1,40 | до 180 (раб.) | 60–90 МПа | Средняя | ✗ |
| Силикон SI |
Эластомер | 1,10–1,25 | –55…+250 (раб.) | 5–10 МПа | Отличная | ✗ |
* PVC разлагается при ~260 °C, рабочая T ниже. ✗ – вторичная переработка затруднена или невозможна.
Расчёт массы заготовки по геометрии и плотности материала, а также проверка сечения на разрыв по заданной нагрузке.
Расчёт кинетической энергии шарика на дистанции с учётом аэродинамического торможения, давления удара на стенку ячейки и сравнение с прочностью материала.
Изменение одного поля пересчитывает второе автоматически.