Знай свои материалы:нейлон

Нейлоны представляют собой семейство прочных инженерных пластиков. Нейлоны представляют собой пластмассы с низким коэффициентом трения, что делает их идеальными для замены металлических компонентов, таких как подшипники или втулки. Кроме того, нейлон создает меньший рабочий шум и меньше изнашивает сопрягаемые детали, что часто позволяет полностью удалить внешнюю смазку из компонентов.

Нейлоны представляют собой термопласты (в отличие от реактопластов) или синтетические полимеры, которые чрезвычайно пригодны для обработки при нагревании до высоких температур, но прочно затвердевают при охлаждении. Многие нейлоны имеют как аморфную, так и кристаллическую микроструктуру при охлаждении, что придает материалу эластичность, а также жесткость и жесткость.

Универсальный класс материалов, нейлоны также могут сочетаться с рядом добавок для создания конкретных материалов и химических свойств, что привело к их широкому использованию в коммерческих целях, начиная от тканей и заканчивая автомобильным и электрическим формованием. Эта универсальность также распространяется на производство, поскольку нейлоны совместимы как с аддитивными, так и с традиционными методами производства.

Как производится нейлон?

Подобно другим пластикам, нейлоны создаются путем перегонки углеводородного топлива, которое затем вводится в катализаторы, производящие пластиковые полимеры. Нейлоны обычно создаются одним из двух процессов:полимеризацией и поликонденсацией.

Полимеризация создает нейлоновый материал путем взаимодействия мономеров амина (группы молекул NH2) с карбоновой кислотой (COOH), тогда как поликонденсация включает реакцию диамина (молекулы с двумя группами NH2) с дикарбоновой кислотой (которая имеет две группы COOH).

Нейлоны, созданные путем поликонденсации, имеют тенденцию быть более биоразлагаемыми, чем изготовленные из аддитивных полимеров. Нейлоны также могут быть созданы из биомассы, что также может способствовать повышению биоразлагаемости материала.

Свойства и механические характеристики

Полукристаллическая микроструктура нейлоновых материалов обеспечивает как жесткость, так и прочность, а также хорошую химическую стойкость. Нейлоны также устойчивы к нагреву и поэтому идеально подходят для применений, связанных с трением. Как и термопласты, нейлоны можно многократно нагревать, формовать и охлаждать.

Важно отметить, что нейлон поглощает влагу из окружающей среды, что может отрицательно сказаться на стабильности размеров компонента. Нейлоны с большей ударопрочностью и гибкостью также имеют тенденцию поглощать больше влаги, хотя это зависит от кристалличности материала, толщины детали и температуры окружающей среды.

Нейлон также может быть предварительно обработан, чтобы смягчить последствия поглощения влаги. Кроме того, стоит отметить, что нейлон по своей природе не устойчив к ультрафиолетовому излучению, хотя в материал могут быть включены стабилизаторы для уменьшения повреждений.

Химические и физические характеристики материала, конечно, будут варьироваться в зависимости от конкретного типа нейлона, но вот некоторые из ключевых механических характеристик неармированного нейлона 6:

• Удельный вес:1,13
• Влагопоглощение:1,900 %, 24 часа при 73,4 °F (23 °C)
• Стандартная усадка пресс-формы:1,3 %
• Прочность на растяжение:76 МПа.
• Модуль растяжения:2758 МПа
• Прочность на изгиб:110 МПа.
• Модуль изгиба:2965 МПа
• Твердость:116 по Роквеллу.
• Ударная вязкость с надрезом:5,0 кДж/м²
• Температура плавления:428 °F (220 °C)
• Температура прогиба при 1820 кПа (264 фунта на кв. дюйм):160 °F (71 °C)
• Температура прогиба при 455 кПа (66 фунтов на кв. дюйм):340 °F (171 °C)

Распространенные типы нейлона

Нейлоны идентифицируются по номеру, например 6 или 66, который относится к числу атомов углерода между аминогруппой и кислотной группой, а также к тому, как был создан полимер. Нейлон 6, например, создается полностью из одного мономера, тогда как нейлон 66 создается из комбинаций различных мономеров (называемых сомономерами). Нейлон также можно армировать добавками, такими как стекло, или комбинировать его с другими конструкционными пластиками для повышения производительности и характеристик материала.

Тремя наиболее распространенными типами нейлона являются нейлон 6, нейлон 66 и полиамид 12. Нити нейлона 6 представляют собой высокоэластичные волокна, которые часто используются в текстиле и в высокопрочных промышленных изделиях, включая одежду, канаты и промышленные шнуры. Эти волокна имеют гладкую поверхность, похожую на стекло, которая обеспечивает исключительную стойкость к истиранию. Нейлон 6 обычно дает более надежные окончательные размеры детали.

Нейлон 66 является более кристаллическим материалом, чем нейлон 6, и поэтому обеспечивает большую жесткость, модуль упругости и модуль упругости при изгибе. Это делает его идеальным материалом для изделий, требующих прочности, жесткости и химической стойкости, таких как ковры, подушки безопасности и чемоданы. Несмотря на то, что нейлон 66 является более поддающимся обработке материалом, чем нейлон 6, он имеет более высокую температуру плавления, что делает его более восприимчивым к усадке формы. Нейлон 66 часто используется в литье под давлением.

PA 12 (также известный как Nylon 12) представляет собой хороший пластик общего назначения с широким спектром применения добавок и известен своей ударной вязкостью, прочностью на растяжение, ударной вязкостью и способностью изгибаться без разрушения. Благодаря своим механическим свойствам PA 12 уже давно используется производителями литья под давлением. А совсем недавно PA 12 был принят в качестве обычного материала в процессах аддитивного производства для создания функциональных деталей и прототипов.

Почему нейлон?

Нейлон высоко ценится за сочетание природных свойств с низким коэффициентом трения и сильных механических, химических и термических свойств. Это универсальное и высокопроизводительное семейство материалов, хорошо подходящее для применений, подвергающихся большому износу, таких как компоненты топливной системы, коллекторы, кронштейны, шестерни и других применений, для которых требуются пластмассы с высокими температурами плавления. Нейлоны также можно комбинировать с добавками и стабилизаторами, что обеспечивает большую степень специфичности и контроля при оптимизации свойств материала различных компонентов.

Кроме того, поскольку нейлоны могут быть преобразованы в нити, волокна, пленки, листы, а также могут использоваться в сочетании с рядом производственных процессов, включая литье под давлением, обработку с ЧПУ и 3D-печать, эти материалы часто используются для целей прототипирования.

Популярные приложения

Нейлон широко используется во многих секторах рынка. Текстиль и ковры часто включают нейлоновые нити, а нейлоновая пленка, соответствующая требованиям FDA, часто используется в упаковке пищевых продуктов, поскольку она обеспечивает долговечность, низкую газопроницаемость и термостойкость.

Нейлоновые детали часто заменяют алюминиевые компоненты в двигателях, так как они дешевле (не считая затрат на инструменты) и легче. Нейлон обладает хорошей электроизоляцией и коррозионной стойкостью, что, особенно в сочетании с естественной прочностью нейлона, делает его полезным материалом для электрических устройств, таких как кабельные стяжки, изоляторы и корпуса переключателей.

Начало работы с нейлоном

Нейлоны представляют собой универсальное семейство термопластичных материалов, которые обеспечивают уникальное сочетание сопротивления трению, химической и термической стойкости, прочности и гибкости. Эти свойства сделали нейлон популярным выбором для применения в самых разных отраслях промышленности. Однако, несмотря на то, что нейлоны имеют некоторые общие характеристики, они представляют собой невероятно модифицируемые материалы, поэтому важно, чтобы группы разработчиков знали точные свойства материала, необходимые для данной детали. Надежный партнер-производитель может помочь упростить этот процесс.

Fast Radius – это цифровое производство по запросу, предлагающее услуги как традиционного, так и аддитивного производства, а наш опыт работы с широким спектром материалов, включая нейлон, делает нас предпочтительным производственным партнером для групп разработчиков во всем мире.

Наша команда преданных своему делу инженеров и дизайнеров обеспечивает постоянную поддержку на каждом этапе жизненного цикла производства, гарантируя, что клиенты получат детали высшего качества по конкурентоспособным ценам, доставленные вовремя, каждый раз. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь воплотить ваше видение в жизнь.

Вы можете посетить наш сайт, чтобы узнать больше о предлагаемых нами услугах. Ресурсный центр Fast Radius также предоставляет информацию обо всем:от того, как цифровое производство меняет глобальные поставки, до других особенностей различных материалов, с которыми мы работаем.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату