Дерин (Полиоксиметилен): ключевые свойства и руководство по выбору для инженерных применений

Полиоксиметилен (POM), более известный как ацетал или его торговое название Delrin®, — инженерный пластик с низким трением, высокой жесткостью и отличной размерной стабильностью. Полиоксиметилен — категория термопластиков, включающая множество различных формулировок материала, все они немного отличаются. Поэтому важно узнать как можно больше о каждом типе перед выбором для следующего проекта.

Delrin® — полукристаллический инженерного качества термопластик, широко используемый для создания высокоточных деталей. В целом, Delrin® обеспечивает впечатляющую размерную стабильность и скользящие свойства. Известен своей высокой прочностью, широким рабочим температурным диапазоном (-40 °C до 120 °C) и отличными механическими свойствами. Вот всё, что нужно знать об этом материале: от производства до лучших применений.

Внутри производственного процесса полиоксиметилена

Ацетал был впервые открыт немецким химиком Германом Штаудингером в 1920 году перед тем, как был коммерчески синтезирован исследовательскими химиками в DuPont, оригинальными производителями пластика Delrin®, в 1956 году. Как и все остальные пластики, ацетал создается путем перегонки углеводородного топлива в более легкие группы, называемые «фракциями», которые затем могут комбинироваться с другими катализаторами через полимеризацию или поликонденсацию для получения готового пластика.

Для производства ацетального гомополимера вроде Delrin® необходимо получить безводный формальдегид, вызвав реакцию между водным формальдегидом и спиртом для образования гемиформала. Гемиформал затем нагревают для выделения формальдегида, и формальдегид полимеризуется анионной катализацией. Полученный полимер стабилизируется при реакции с ангидридом уксусного, создавая гомополимер полиоксиметилена.

Ацетал существует во многих коммерческих видах и формулировках, каждая со своими преимуществами и недостатками. Например, Delrin® 500 — средней вязкости, универсальный полиоксиметилен с хорошим балансом текучести и физических свойств. Его можно использовать для производства деталей через ЧПУ-обработку и литье под давлением, и часто применяется для изготовления механических деталей, топливных систем и крепежа. Delrin® 1700P, с другой стороны, — очень низкой вязкости, быстрая формовочная смола, лучше всего подходящая для деталей со сложными формами, тонкими стенками, длинными путями течения или многокавитарными инструментами. Также предлагает лучшую термическую стабильность формовки для формовки без отложений в требовательных условиях.

Поскольку существует десятки различных формулировок ацетала, важно провести исследование и убедиться, что ваш потенциальный пластик предлагает все свойства, необходимые для вашего приложения.

Свойства и механические характеристики пластика Delrin®

Отличные механические свойства ацетала делают его экстремально универсальным, предлагая уникальное сочетание свойств, которых не найдете в большинстве металлов или других пластиков. Пластик Delrin® прочен, жесток и устоен к удару, ползучести, абразиву, трению и усталости. Также хорошо известен своей отличной размерной стабильностью при высокоточной обработке. Ацетал также выдерживает влагу, бензин, растворители и широкий спектр других нейтральных химикатов при комнатной температуре. С дизайнерской точки зрения, детали из экструдированного POM естественно имеют глянцевое покрытие поверхности.

Поскольку ацетал совместим с ЧПУ-обработкой, литьем под давлением, экструзией, прессованием, ротационным литьем и др., команды продуктов свободны выбирать производственный процесс, лучше всего подходящий для их бюджета и потребностей. Однако стоит отметить, что пластик Delrin® обычно очень трудно склеивать.

Свойства материала ацетала варьируются по формулировкам, но механические свойства для Delrin® 100 NC010, одной из самых популярных формулировок, включают:

• Модуль упругости на растяжение: 2900 МПа
• Напряжение текучести: 71 МПа
• Относительное удлинение при текучести: 26%
• Плотность: 1420 кг/м³
• Ударная вязкость по Шарпи с надрезом, +23 °C: 15 кДж/м²
• Коэффициент линейного теплового расширения, нормальный: 110 Е-6/К
• Впитывание воды: 0,9%

У Delrin® есть несколько ограничений. Например, хотя Delrin® устоен к многим химикатам и растворителям, он не очень устоен к сильным кислотам, окисляющим агентам или УФ-излучению. Длительное воздействие излучения может деформировать цвет и заставить деталь потерять прочность. Также этот материал не легко доступен в огнеупорном грейде, что ограничивает его полезность для определенных высокотемпературных применений.

Почему выбирают пластик Delrin®?

Несмотря на эти ограничения, есть много причин выбирать ацетал над другими материалами. По сравнению с другими пластиками, ацетал предлагает лучшую устойчивость к ползучести, удару и химикатам, лучшую размерную стабильность и более высокую прочность. Также имеет более низкий коэффициент трения.

Ацетал опереживает определенные металлы. Детали из этого материала имеют более высокое отношение прочности к весу, лучшую коррозионную стойкость и больше возможностей для консолидации деталей. Вы можете строить более тонкие и легкие детали быстрее и по более низкой цене с ацеталом, чем с сопоставимым металлом.

Пластик Delrin® можно найти почти в каждой основной производственной отрасли. В автомобильной промышленности частые применения: шестерни высоких нагрузок, компоненты топливных систем, решетки динамиков, компоненты систем безопасности вроде крепежа ремней безопасности. Delrin® также можно найти в универсальном промышленном оборудовании: подшипники, шестерни, насосы, счетчики. В сфере потребительских товаров и бытовых приборов этот материал можно использовать для всего: от молний и ручек до ручек ножей и садовых распылителей.

Начало работы с Delrin®

Есть много причин для команд продуктов любить Delrin®. Он прочен, стабилен, универсален, и его отличные механические свойства делают его хорошим выбором для широкого спектра применений в ряде отраслей. Однако с десятками различных формулировок ацетала на рынке может быть очень сложно определить, какая из них может быть лучшей для вашего уникального проекта. Опытный производственный партнер может помочь разобраться в процессе выбора материала.

Когда вы партнерите с Fast Radius, вы партнерите с командой экспертов по спросу производства, у которых годы опыта помощи командам продуктов в навигации по выбору материалов. Мы хорошо знаем широкий спектр материалов, которые можно использовать для традиционного и аддитивного производства — включая Delrin®. После того как вы выбрали формулировку Delrin®, подходящую для вашего приложения, наша команда экспертов может помочь облегчить весь производственный процесс — от дизайна и прототипирования до производства и выполнения заказов. С полным набором производственных услуг, включая ЧПУ-обработку и литье под давлением, Fast Radius может оживить ваше видение быстро и легко. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать.

Чтобы узнать больше о распространенных материалах, ознакомьтесь с нашими руководствами по коррозионностойким материалам, химически стойким пластикам, распространенным пластикам в автомобильной промышленности и многому другому в центре ресурсов Fast Radius.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости