Mikä Delrin on ja miksi se on ainutlaatuinen? Delrin tai POM-H (homopolymeeriasetaali) on puolikiteinen tekninen kestomuovi, jota käytetään CNC-koneistukseen, 3D-tulostukseen ja ruiskuvaluun kestävien, tarkkojen komponenttien tuottamiseksi. Tässä artikkelissa tarkastellaan Delrinin tärkeimpiä ominaisuuksia ja ohjeita materiaalin hyödyntämiseen.
Delrin on tekninen kestomuovi, joka tarjoaa alhaisen kitkan, suuren jäykkyyden ja poikkeuksellisen mittavakauden. Se mahdollistaa erittäin tarkkojen osien valmistuksen korkean lujuutensa ja laajan käyttölämpötila-alueensa (−40 - 120 celsiusastetta) ansiosta. Delrin tarjoaa myös vahvan mekaanisen suorituskyvyn ja on sitkeämpi kuin ABS.
Tässä artikkelissa tarkastellaan Delrinin materiaaliominaisuuksia ja annetaan käytännön vinkkejä työskentelyyn tämän kestävän teknisen kestomuovin kanssa. Suunnitteletpa sitten CNC-koneistamista, ruiskumuottia tai 3D-tulostusta mukautettuja osia, tämä resurssi selittää, mistä Delrin on valmistettu ja milloin sitä tulee käyttää.
Miten Delrin valmistetaan?
Delrin tai POM-H (homopolymeeriasetaali) on osa POM-perhettä, joka sisältää myös kopolymeeriasetaalin (POM-C). Saksalainen kemisti Hermann Staudinger tunnisti Delrinin taustalla olevan polymeerikemian ensimmäisen kerran vuonna 1920. DuPont kehitti ja kaupallisti myöhemmin Delrinin ja valmisti sitä vuodesta 1956 lähtien.
Delriiniä valmistetaan tislaamalla hiilivedyt fraktioiksi ja yhdistämällä nämä jakeet katalyyttien kanssa polymeroinnilla valmiin muovin muodostamiseksi. Delrinin nimi viittaa nimenomaan asetaalihomopolymeeriin, jonka DuPont valmistaa ensimmäisenä.
Miten Delriniä käytetään? Mitä voit tehdä Delrinillä?
Monet koneistajat pitävät Delriniä parempana, koska se työstää helposti 3- ja 5-akselisia keskuksia, kuten metalliosat. Se soveltuu myös 3D-tulostukseen ja ruiskuvaluun, mikä tekee siitä monipuolisen valinnan monenlaisiin sovelluksiin.
Delrinin komponentit ovat yleisiä auto- ja kulutuselektroniikassa ja kaikilla toimialoilla, jotka vaativat korkealaatuisia teknisiä osia. Tyypillisiä käyttökohteita ovat hammaspyörät, kotelot, ruuvit, mutterit ja pumpun komponentit.
Sähkötekniikan osat, kuten liittimet, kannet ja eristimet, valmistetaan usein Delrinistä. Sitä käytetään myös ajoneuvojen osissa, kuten ovien lukoissa ja nivelkuorissa, sekä lääketieteellisissä laitteissa, kuten insuliinikynissä ja annossumuttimissa. Delrin valitaan usein metalliosien muovikorvikkeena.
Mitä hyötyä on osien valmistamisesta Delrinillä?
Delrin tarjoaa yhdistelmän ominaisuuksia, jotka tekevät siitä vahvan valinnan verrattuna moniin muoveihin ja joihinkin metalleihin. Suuri lujuus ja jäykkyys sallivat osien kantaa raskaita kuormia säilyttäen samalla mittojen vakauden kosteuden ja lämpötilan muutoksilla.
Delrin kestää myös erinomaisesti iskuja, virumista, polttoaineita ja liuottimia, joten se soveltuu petrokemiallisiin ympäristöihin ja muihin vaativiin olosuhteisiin.
Nämä ominaisuudet tekevät Delrinistä hyvän vaihtoehdon teollisuus-, auto-, ilmailu-, energia-, terveydenhuolto- ja kuluttajasovelluksiin. Yleisiä käyttökohteita ovat pumppu- ja venttiilikomponentit, keittiökoneet, vedenhallintalaitteet, urheiluvälineet ja ruoka-astiat. Delriniä käytetään usein myös metalliosien korvaamiseen.
Valmistuksen näkökulmasta Delrin koneistaa hyvin. Se voidaan leikata useisiin eri geometrisiin vakiotyökaluilla ja se sopii hyvin ruiskupuristukseen ja suulakepuristukseen.
Kuinka kokoat Delrinin osat?
Delrinin osat voidaan koota itseporautuvilla ruuveilla, napsautusliittimillä ja puristusliittimillä irrotettaville liitoksille. Hitsaus, liimat ja niittaus tarjoavat pysyvän kokoonpanon.
Prototyypeissä tai pienissä erissä liimat ovat vaihtoehto, mutta niistä ei yleensä ole loppukäytön suorituskyvyn edellyttämää lujuutta. Liimattuja liitoksia suositellaan, kun suorituskyky on kriittinen.
Puhdista ja poista rasva hiekkapaperilla tai sopivilla kemikaaleilla kokoonpanotuloksen parantamiseksi.
Mitä eroa on Delrinillä ja asetaalilla?
POM:sta on kaksi pääversiota: POM-C (kopolymeeri) ja POM-H (homopolymeeri). Delrin on POM-H:n kaupallinen nimi, kun taas POM-C:tä kutsutaan yleisesti asetaaliksi. Keskeinen ero on sulamispiste: POM-C pehmenee noin 160-175 celsiusastetta, kun taas POM-H sulaa 172-184 celsiusastetta.
Kaiken kaikkiaan POM-H tarjoaa erinomaiset mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet POM-C:hen verrattuna, joten se sopii paremmin sovelluksiin, jotka vaativat suurta kulutuskestävyyttä ja pientä kitkakerrointa. POM-C ei ole yhtä vahva tai jäykkä kuin Delrin, mutta sitä on helpompi käsitellä ja se toimii hyvin matalakitkaisissa sovelluksissa.
Mitkä ovat Delrinin materiaaliominaisuudet?
Delrin on korkean suorituskyvyn tekninen kestomuovi, jolla on useita merkittäviä ominaisuuksia:
Erinomainen mitta- ja geometrinen vakaus
Luotettava työstettävyys
Kestää kulutusta ja väsymystä
Hyvä lämmön- ja kemikaalinkestävyys
Kiiltävä pinta ja läpinäkymätön valkoinen väri (luonnollinen muoto)
Monissa tapauksissa Delrin voi korvata metalleja ja sitä voidaan käyttää 3D-tulostuksessa. Nämä ominaisuudet johtuvat sen kemiallisesta koostumuksesta ja korkeasta kiteisyysasteesta. Joitakin Delrinin kemiallisia etuja ovat:
Sitkeys alemmissa lämpötiloissa (jopa -40 astetta)
Korkea mekaaninen lujuus
Korkea jäykkyys
Kestävyys väsymystä vastaan
Iskun- ja kosteudenkestävyys
Valmistuksen helppous
Eristysominaisuudet sähkökäyttöön
Liuottimen ja neutraalin kemikaalin kestävyys
Vaikka Delrin kestää orgaanisille yhdisteille altistumisesta johtuvaa nopeaa hajoamista paremmin kuin muut muovit, se on kuitenkin herkkä vahvoille hapoille, vahvoille emäksille ja kuumalle vedelle tai höyrylle.
Delrinin mekaaniset ominaisuudet
Lopullinen vetolujuus: 60 - 89,6 MPa
Syötön lujuus: 48,6 - 72,4 MPa
Youngin moduuli (kimmomoduuli): 2,5 - 4 GPa
Murtovenymä: 15 - 75 %
Kovuus: 14,6 - 24,8 HV
Delrinin lämpöominaisuudet
Maksimi käyttölämpötila: 76,9 - 96,9 celsiusastetta
Lämpölaajenemiskerroin: 75,7 - 202 10^-6 / celsiusastetta
Lämmönjohtavuus: 0,221 - 0,35 W / (m - Celsius-astetta)
Delrinin fysikaaliset ominaisuudet
UV-kestävyys: Huono
Delrinin sähköiset ominaisuudet
ESD-turvallisuus: Kyllä
Delriniä voidaan työstää tavallisilla konepajalaitteilla, kuten porauksella, jyrsinnällä, sorvauksella, kierteittämisellä, sahauksella ja kierteityksellä. Sen materiaaliominaisuudet tulee huomioida koneistuksen aikana: pienempi jäykkyys vaatii tukea ohuille seinille taipuman estämiseksi ja alhaisempi lämmönjohtavuus ja sulamispiste vaativat lämmöntuoton minimoimista.
Mikä on oikea pintakäsittely Delrinille?
Delrinin osat viimeistellään yleensä kahdella tavalla kosmeettisten tarpeiden ja toiminnan mukaan. Koneistetut osat ovat yleensä hyväksyttäviä, mutta niissä on koneistusjälkiä ja hieman karhea pinta. Helmipuhallus antaa tasaisen mattapinnan ja voi parantaa pinnan kestävyyttä.
Delrinin osille on saatavana useita pinnan mukautusvaihtoehtoja, mukaan lukien kuumaleimaus, silkkipainatus, maalaus, lasermerkintä, metallointi ja tampotulostus.
Maalatut Delrin-osat voidaan paistaa jopa 160 celsiusasteessa. Pinnat voidaan myös metalloida kupari-, kromi- tai alumiinipinnoitteilla ulkonäön ja kestävyyden parantamiseksi. Delrinin osat hyväksyvät lasermerkinnät ja ne voidaan esikäsitellä miedosti happamilla liuoksilla tarttuvuuden parantamiseksi.
Miten geometriset toleranssit käyttäytyvät suurille Delrin-osille?
Delrin koneistaa helposti ja on mitoiltaan vakaa, mikä tukee tiukkoja toleransseja. Suuret osat voivat kuitenkin kutistua noin ±0,05 mm.
Kuinka paljon Delrinin osien koneistus maksaa?
Delrin on yksi koneistettavimpia muoveja, mikä tekee siitä kalliimman kuin monet vaihtoehdot, mutta usein hintansa arvoinen. Se säilyttää muotonsa koneistuksen aikana ja on vähemmän todennäköistä, että se murtuu sen suuren jäykkyyden vuoksi.
Mitkä ovat Delrinin haitat?
Vaikka Delrin on vankka materiaali moniin sovelluksiin, sillä on haittoja. Liimaus on vaikeaa, koska monet liimat ja liuotinpohjaiset liimat eivät liukene kunnolla sen pintaa. Delrin on myös syttyvä korkeissa lämpötiloissa ja voi muuttaa muotoaan koneistuksen aikana, jos lämpötiloja ei valvota.
Onko Delrinin osille suunnittelurajoituksia?
Delrin noudattaa monia yleisiä suunnittelusääntöjä, jotka koskevat teknisiä muoveja. Materiaalikohtaisia rajoituksia on vähän, mutta tavanomaiset parhaat käytännöt ovat edelleen tärkeitä tiukkojen toleranssien säilyttämiseksi ja muodonmuutosten tai murtumien välttämiseksi. Kiinnitä huomiota seinämän paksuuteen, ohuiden ominaisuuksien tukemiseen, lämmönhallintaan koneistuksen aikana ja sopiviin fileisiin jännityspitoisuuksilla.
Kun suunnittelet osia CNC-työstöön, määritä sisäsäteet kulmiin 90 asteen kulmien sijaan. Jyrsimet ovat sylinterimäisiä, eivätkä ne voi tuottaa teräviä sisäkulmia ilman lisätyökaluja tai -toimenpiteitä. Säteiden käyttö vähentää koneistusaikaa ja -kustannuksia sekä yksinkertaistaa koneistajien tuotantoa.
Vältä tiukkoja toleransseja, ellei niitä vaadita. Kaikki komponentit eivät tarvitse läheisiä toleransseja, ja vain kriittisten mittojen määrittäminen vähentää kustannuksia ja koneistusaikaa.
Vältä suunnitelmissasi ohuita seiniä ja syviä onteloita. Ohuet seinät pidentävät koneistusaikaa ja voivat aiheuttaa osien vaurioita tuotannon aikana. Nämä ominaisuudet saattavat vaatia erikoiskoneita, mikä nostaa kustannuksia. Pidä kierteen syvyys alle kolminkertaisena reiän halkaisijaan verrattuna, koska syvemmälle kierteitys lisää koneistusaikaa ja -kustannuksia.
