Что такое Делрин и почему он уникален? Делрин, или POM-H (гомополимер ацеталь), представляет собой полукристаллический инженерный термопласт, используемый для обработки на станках с ЧПУ, 3D-печати и литья под давлением для производства прочных и прецизионных компонентов. В этой статье рассматриваются ключевые свойства Делрина и рекомендации по максимально эффективному использованию этого материала.
Делрин — это инженерный термопласт, который обеспечивает низкое трение, высокую жесткость и исключительную стабильность размеров. Он позволяет производить высокоточные детали благодаря высокой прочности и широкому диапазону рабочих температур (от -40 до 120 градусов Цельсия). Делрин также обеспечивает высокие механические характеристики и более прочный, чем ABS.
В этой статье рассматриваются свойства материала делрин и предлагаются практические советы по работе с этим прочным конструкционным термопластом. Независимо от того, планируете ли вы использовать станок с ЧПУ, литьевую форму или 3D-печать нестандартных деталей, этот ресурс объясняет, из чего сделан делрин и когда его использовать.
Как производится Делрин?
Делрин, или ПОМ-Н (гомополимер ацеталь), является частью семейства ПОМ, в которое также входит сополимер ацеталь (ПОМ-С). Химический состав полимера, лежащего в основе делрина, был впервые идентифицирован немецким химиком Германом Штаудингером в 1920 году. Позже компания DuPont разработала и коммерциализировала делрин, производя его с 1956 года.
Делрин производится путем перегонки углеводородов на фракции и объединения этих фракций с катализаторами посредством полимеризации с образованием готового пластика. Название Делрин относится конкретно к гомополимеру ацеталя, впервые произведенному компанией DuPont.
Как используется Делрин? Что можно сделать с Делрином?
Многие механики предпочитают делрин, поскольку он легко обрабатывается в 3- и 5-осевых центрах, подобно металлическим деталям. Он также подходит для 3D-печати и литья под давлением, что делает его универсальным выбором для широкого спектра применений.
Компоненты из делрина широко распространены в автомобильной и бытовой электронике, а также в любой отрасли, где требуются высокопроизводительные инженерные детали. Типичные области применения включают шестерни, корпуса, винты, гайки и компоненты насосов.
Детали электротехники, такие как разъемы, крышки и изоляторы, часто изготавливаются из делрина. Он также используется в компонентах транспортных средств, таких как дверные замки и шарнирные корпуса, а также в медицинских устройствах, таких как инсулиновые ручки и дозированные ингаляторы. Делрин часто выбирают в качестве пластиковой замены металлических деталей.
Каковы преимущества изготовления деталей из делрина?
Делрин обладает сочетанием свойств, которые делают его лучшим выбором по сравнению со многими пластиками и некоторыми металлами. Высокая прочность и жесткость позволяют деталям выдерживать большие нагрузки, сохраняя при этом стабильность размеров при изменении влажности и температуры.
Делрин также демонстрирует отличную устойчивость к ударам, ползучести, топливу и растворителям, поэтому он подходит для нефтехимических сред и других сложных условий.
Эти свойства делают Делрин хорошим вариантом для промышленного, автомобильного, аэрокосмического, энергетического, медицинского и потребительского применения. Обычное использование включает компоненты насосов и клапанов, кухонную технику, средства управления водным хозяйством, спортивное оборудование и контейнеры для пищевых продуктов. Делрин также часто используется для замены металлических деталей.
С производственной точки зрения Делрин хорошо обрабатывает. Его можно разрезать на изделия различной геометрии с помощью стандартных инструментов, и он хорошо подходит для литья под давлением и экструзии.
Как собирать детали из Делрина?
Детали из делрина можно собирать с помощью саморезов, защелок и запрессовок для съемных соединений. Сварка, клей и клепка обеспечивают прочную сборку.
Для прототипов или небольших партий можно использовать клеи, но им обычно не хватает прочности, необходимой для конечного использования. Клеевые соединения рекомендуются, когда производительность имеет решающее значение.
Очистите и обезжирьте сопрягаемые поверхности наждачной бумагой или соответствующими химикатами, чтобы улучшить результаты сборки.
В чем разница между Делрином и ацеталем?
Существует два основных варианта ПОМ: ПОМ-C (сополимер) и ПОМ-H (гомополимер). Делрин — коммерческое название ПОМ-Н, а ПОМ-С обычно называют ацеталем. Ключевым отличием является температура плавления: ПОМ-C размягчается при температуре от 160 до 175 градусов по Цельсию, а ПОМ-H плавится при температуре от 172 до 184 градусов по Цельсию.
В целом, POM-H обладает превосходными механическими и физическими свойствами по сравнению с POM-C, что делает его более подходящим для применений, требующих высокой стойкости к истиранию и низкого коэффициента трения. POM-C не такой прочный и жесткий, как Делрин, но его легче обрабатывать, и он хорошо работает в условиях низкого трения.
Каковы свойства материала делрина?
Делрин — это высокоэффективный инженерный термопласт, обладающий несколькими примечательными свойствами:
Отличная размерная и геометрическая стабильность.
Надежная обрабатываемость
Устойчивость к износу и усталости
Хорошая термостойкость и химическая стойкость
Блестящая поверхность и матовый белый цвет (естественная форма)
Во многих случаях Делрин может заменить металлы и использоваться в 3D-печати. Эти свойства обусловлены его химическим составом и высокой степенью кристалличности. Некоторые из химических преимуществ Делрина включают в себя:
Прочность при более низких температурах (до -40 градусов Цельсия)
Высокая механическая прочность
Высокая жесткость
Выносливость против усталости
Ударопрочность и влагостойкость
Простота изготовления
Изоляционные характеристики для электрического использования
Устойчивость к растворителям и нейтральным химическим веществам
Однако, хотя делрин более устойчив к быстрому разрушению под воздействием органических соединений, чем другие пластики, он восприимчив к сильным кислотам, сильным основаниям, а также горячей воде или пару.
Механические свойства Делрина
Предельная прочность на разрыв: 60–89,6 МПа.
Предел текучести: 48,6 – 72,4 МПа.
Модуль Юнга (модуль упругости): 2,5 – 4 ГПа.
Удлинение при разрыве: 15 - 75 %
Твердость: 14,6–24,8 HV.
Термические свойства Делрина
Максимальная рабочая температура: 76,9–96,9 градусов Цельсия.
Коэффициент теплового расширения: 75,7 - 202 10^-6/градусы Цельсия.
Теплопроводность: 0,221 – 0,35 Вт/(м – градус Цельсия)
Физические свойства Делрина
Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: Плохая
Электрические свойства Делрина
ESD-безопасность: Да
Делрин можно обрабатывать с помощью стандартного производственного оборудования, такого как сверление, фрезерование, токарная обработка, нарезание резьбы, распиловка и нарезание резьбы. Свойства его материала следует учитывать во время обработки: более низкая жесткость требует поддержки тонких стенок для предотвращения прогиба, а более низкая теплопроводность и температура плавления требуют минимизации подвода тепла.
Какая обработка поверхности подходит для Делрина?
Детали из делрина обычно обрабатываются одним из двух способов в зависимости от косметических потребностей и функций. Детали, обработанные после механической обработки, обычно приемлемы, но на них будут видны следы обработки и слегка шероховатая поверхность. Дробеструйная очистка обеспечивает равномерную матовую поверхность и повышает долговечность поверхности.
Для деталей Delrin доступно несколько вариантов индивидуальной настройки поверхности, включая горячую штамповку, шелкографию, покраску, лазерную маркировку, металлизацию и тампопечать.
Окрашенные детали из делрина можно запекать при температуре до 160 градусов Цельсия. Поверхности также можно металлизировать медным, хромовым или алюминиевым покрытием для улучшения внешнего вида и долговечности. Детали из делрина допускают лазерную маркировку и могут быть предварительно обработаны слабокислыми растворами для улучшения адгезии.
Как ведут себя геометрические допуски для крупных деталей из делрина?
Делрин легко обрабатывается и имеет стабильные размеры, что обеспечивает жесткие допуски. Однако крупные детали могут иметь усадку примерно ±0,05 мм.
Сколько стоит обработка деталей из Делрина?
Делрин является одним из наиболее поддающихся механической обработке пластиков, что делает его более дорогим, чем многие альтернативы, но часто оно того стоит. Он сохраняет свою форму во время механической обработки и с меньшей вероятностью сломается из-за своей высокой жесткости.
Каковы недостатки Делрина?
Хотя делрин является прочным материалом для многих применений, у него есть недостатки. Его трудно склеить, поскольку многие клеи и клеи на основе растворителей не растворяют должным образом его поверхность. Делрин также воспламеняется при повышенных температурах и может деформироваться во время обработки, если температура не контролируется.
Существуют ли конструктивные ограничения для деталей Delrin?
Делрин следует многим общим правилам проектирования, применимым к конструкционным пластикам. Ограничений по конкретным материалам немного, но стандартные передовые методы по-прежнему важны для соблюдения жестких допусков и предотвращения деформации или разрушения. Обратите внимание на толщину стенок, поддержку тонких элементов, управление температурным режимом во время обработки и соответствующие скругления при концентрациях напряжений.
При проектировании деталей для обработки на станке с ЧПУ указывайте внутренние радиусы в углах, а не под углами 90 градусов. Фрезы имеют цилиндрическую форму и не могут создавать острые внутренние углы без дополнительной оснастки или операций. Использование радиусов сокращает время и стоимость обработки, а также упрощает производство для машинистов.
Избегайте жестких допусков, если это не требуется. Не каждый компонент требует жестких допусков, а указание только критических размеров снижает затраты и время обработки.
Избегайте тонких стенок и глубоких полостей в ваших проектах. Тонкие стенки увеличивают время обработки и могут привести к повреждению детали во время производства. Для реализации этих функций могут потребоваться специализированные машины, что увеличивает стоимость. Глубина резьбы должна быть не более чем в три раза больше диаметра отверстия, поскольку более глубокая нарезка увеличивает время и стоимость обработки.
