Muovimateriaalit kopterinrakennuksessa

[trosendahl]

Mitä oikestaan onkaan se "pala pleksiä"?

Alumiinin, puun ja komposiitin ohella varteenotettava vaihtoehto kopterinrakennukseen ovat erilaiset muovimateriaalit. Vaikka kestävyys suhteessa painoon jää esimerkiksi hiilikuidulle, harrastajan näkökulmasta muovimateriaaleilla on muutamia mukavia ominaisuuksia. Ne ovat muovista riippuen helpohkoja työstää, kestävät pääsääntöisesti hyvin säätä ja kosteutta, eivätkä tuota oikein käsiteltäessä terveydelle haitallista pölyä. Haittapuolena esimerkiksi puuhun verrattuna on korkeahko hinta sekä se, että muovirakenteesta on kovin helppo tehdä painava.

Eri muovit soveltuvat eri käyttötarkoituksiin. Muovimateriaaleja on lukuisia erilaisia, mutta tähän ajattelin listata helpoiten saatavilla olevien, kopterien rakenteluun soveltuvien materiaalien ominaisuuksia.

Polyasetaali
Polyasetaali, POM, kauppanimeltään Delrin jossakin päin maailmaa. Koneenrakennusmuovina käytetty, kova ja helposti työstettävä materiaali. Tästä valmistetaan usein koneenosia, kuten rattaita, pyöriä, liukupintoja ja vastaavia kovalle kuormitukselle joutuvia osia.

POM soveltuu eri muovimateriaaleista parhaiten lastuavaan työstöön. Materiaali ei ole nirso koneellisessa työstössä työstöarvoille, eikä se sula kovinkaan helposti. Hyvä pinnanlaatu on saavutettavissa helposti. Suositeltavimmat työkalut materiaalin käsittelyyn ovat jyrsin ja sorvi, mutta "korkea sulamispiste" tekee myös käsityökaluilla, kuten pisto- ja vannesahalla tai sirkkelillä työstämisen jokseenkin mahdolliseksi. Erittäin mittatarkkojen kappaleiden yhteydessä on huomioitava materiaalin ominaisuus laajentua kastuessa vähän. POM ei kuitenkaan ole mikään pullataikina.

Liimaaminen ja maalaaminen on käytännössä mahdotonta ilman kalliita erikoiskemikaaleja - kokoonpano on tehtävä useimmiten ruuviliitoksin. Syanoakrylaattipohjaiset pikaliimat, epoksit, tai oikein mitkään muutkaan eivät siihen tartu. Mutta muutoin polyasetaali soveltuu erinomaisesti kopterin rungon osien valmistamiseen.

Saatavilla levyinä ja tankoina. Yleisimpiä värejä valkoinen ja musta.

Nylon
Challenge accepted! Nylon on yksi kovimmista ja sitkeimmistä teknisistä muoveista, mutta nämä muutoin toivotut ominaisuudet tekevät siitä hyvin ikävän työstettävän. Nylonin työstäminen on jokseenkin hanurista jyrsimillä ja sorveilla ja käsityökaluilla se on vielä ikävämpää. Hyvän pinnanlaadun saavuttaminen nylonilla edellyttää sopivia terän kierroksia, sopivaa syöttöä ja kärsivällisyyttä. Sekä hyviä teriä. Muovi on erittäin helppo saada sulamaan, ja vastaavasti hankala saada leikkautumaan nätisti. Käytä nylonia kun haluat todella vahvoja rasitukselle joutuvia osia esimerkiksi laskutelineissä, haluat nähdä niiden eteen vähän enemmän vaivaa ja käytettävissäsi on metallisorvi tai työkalujyrsin, joko manuaalikäyttöisenä tai NC-ohjauksella. Käsityökalujen kanssa odotettavissa on paha mieli. Käytä kovalle rasituksille joutuvissa osissa. Ei liimattavissa tai maalattavissa normaalein menetelmin.

Saatavana yleisimmin levyinä ja tankoina. Väriltään vaalean harmaata, aavistuksen verran läpikuultavaa.

Polykarbonaatti
Kulkee myös nimellä Lexan. Sitkeä ja helposti työstettävä, levymäinen muovimateriaali. Soveltuu osiin, joilta edellytetään suurta kestävyyttä. Polykarbonaatti ei sula työstettäessä kovinkaan helposti ja sen työstäminen käsityökaluilla on verrattain helppoa. Materiaali on pehmeää ja naarmuuntuu helposti, mutta kestää rasitusta sitkeytensä ansiosta. Tunnetuimpia polykarbonaatista valmistettuja tuotteita ovat esimerkiksi luodinkestävä lasi, suojalasit, CD-levyt sekä RC-autojen korit. Polykarbonaatti on polyasetaalin ohella materiaali, jota käytän itse paljon.

Kirkas, eri paksuisina levyinä saatava materiaali soveltuu hyvin kopterin rungon osiin.

Akryyli
PMMA, kauppanimeltään pleksilasi. Kovapintainen, hauraahko mutta hyvin naarmuuntumista sietävä muovi. Käytä osissa, joilta edellytät kaunista ulkonäköä, hyvää optista laatua, mutta jolta et vaadi sitkeyttä. Muistuttaa ominaisuuksiltaan jossain määrin lasia, ei kuitenkaan yhtä haurasta. Hieman vaativa koneistettava, sillä se sulaa helposti nopeasti pyöriviä työkaluja käytettäessä. Soveltuu laserleikattavaksi ja mekaanisesti leikatut reunat voidaan kiillottaa täysin kirkkaiksi liekillä.

Käytä akryyliä, kun haluat esimerkiksi kansia laitekoteloihin, ikkunoihin, tai vastaaviin paikkoihin, joiden haluat kestävän hyvin naarmuuntumista tai josta haluat nähdä virheettä läpi. En suosittele kuormaa kantaviin rakenteisiin. Akryylin liimaaminen on mahdollista sille tarkoitetun liiman avulla, pikaliima pitää jotenkuten.

Saatavissa yleisimmin levymateriaalina, kirkkaana sekä värjättynä.

Polyeteeni
Niinsanottu ämpärimuovi. Polyeteeni on pehmeä, mutta sitkeä muovimateriaali. Polyeteeniä saa eri tiheyksisinä ja suuritiheyksinen PE-HD -muovi on koneenrakennukseen soveltuvin. PE-HD on helppoa työstää käsityökaluilla ja syntyvät kappaleet kestävät kurmootusta hyvin. Kappaleet eivät ole välttämättä kovia, mutta ne voi melkeinpä vääntää solmuun ilman vaurioita. Muoviset leikkuulaudat on varmaan helpoiten tunnistettava, tästä materiaalista valmistettu tuote. Saa levyinä ja tankoina, useimmiten valkoisena, mustana ja vihreänä, eri tiheyksisinä. Soveltuva runkomateriaaliksi koptereihin.

Materiaali on tiettävästi yleisimmin käytetty tekninen muovi ja siten edullisin edellämainituista. Joka tarkoittaa vastaavasti sitä että ellei nyt aivan hätätilanne sen projektin kanssa ole, niin emännän leikkuulaudan sabotoinnin sijaan kannattaa ehkä hakea se muovilevy kaupasta.. 

Muovimateriaalien hankinta
Tekniset muovit ovat verrattain helppoja hankkia. Muovi- ja kumimateriaaleja myyvät rautakaupat ovat hyvä lähtökohta ja tällainen löytyy melkeinpä jokaiselta vähänkään suuremmalta paikkakunnalta. Teollisuusetola, Etra, on yksi esimerkki tällaisesta. K-Raudasta ei näitä löydy. Pienemmät jämäpalat ovat kaupoille usein riesa, josta ne hankkiutuvat mielellään eroon kokonaisista ns. priimatavaralevyistä sahattua muovia edukkaammilla hinnoilla. Osa kaupoista sahaa materiaalia pienempiin paloihin tai jopa muotoon ilmaiseksi, jotkut veloittavat palvelustaan jokusen euron. Kuten materiaalien ja osien hankinnan yhteydessä yleensäkin, erikoisemman käyttökohteen mainitseminen saa usein myyjän kiinnostumaan projektista joka voi parhaassa tapauksessa vaikuttaa positiivisesti tuotteen hintaan... ;-)

[Ves@]

Yks esimerkki PolyCarbonaatin käytöstä, heksan runkolevyt, s=5mm, putkenkiinnikkeet muoviset hydrauliikkaputken kannakkeita. Totaalista käsityötä nuo levyt.

[lordjw]

Nyt kun 3D tulostus yleistyy vauhdilla, niin lisätäänpäs tänne vielä tulostimissa yleisesti käytetty PLA.  Materiaalina PLA on PET muovin tyyppinen. Jos rakenteet suunnitellaan huolellisesti, on mahdollista tulostaa PLA:lla erittäin keveitä ja silti kestäviä rakenteita. Tulostimen koko rajaa tehtävän kappaleen maksimikoon. Isoilla kappaleilla myös tulostusajat ovat hyvin pitkiä. Ei ehkä vielä kantaviin tai rasittuviin rakenteisiin, mutta mahdollisesti keveitä korttikehikoita, suojakoppia tai kamerajalkoja.

Tässä on yksi esimerkki prosessista: http://finslot.net/45-uncategorised/374-suunnitellaan-ja-tulostetaan-kevyt-etuvanne.html