Bạn bước vào bất kỳ cửa hàng máy móc nào và hỏi về nhựa kỹ thuật, cuộc trò chuyện luôn bắt đầu theo cùng một cách: "Bạn đang sử dụng vật liệu gì?" Và khi bạn nói nylon, một nửa câu trả lời là "Bạn đã cân nhắc Delrin chưa?" Cả hai đều có màu trắng, đều được cắt trên máy tiện CNC, cả hai đều xuất hiện ở ống bọc ổ trục, bánh răng và miếng đệm chống mòn. Nhưng chúng hoạt động không giống nhau một khi bạn đưa chúng vào một ứng dụng thực sự.

Chúng tôi gia công hàng nghìn bộ phận bằng nhựa mỗi tháng và nylon và Delrin là hai vật liệu chúng tôi thấy nhiều nhất. Sau hơn 20 năm theo dõi điều gì hiệu quả và điều gì thất bại trong lĩnh vực này, đây là bảng phân tích rõ ràng về thời điểm nên chọn điều gì.

Sự khác biệt thực sự: Độ ẩm là yếu tố quyết định

Delrin (POM homopolymer, điển hình là nhãn hiệu DuPont) không hút nước. Giai đoạn. Bạn có thể để ống lót Delrin trong xô nước cả tuần, kéo nó ra mà kích thước vẫn không thay đổi. Nylon 6/6 hấp thụ 1,5% trọng lượng của nó ở độ ẩm tương đối 50% - và lên đến 8-10% khi bão hòa hoàn toàn. Khả năng hấp thụ độ ẩm 8% đó tương đương với sự thay đổi kích thước khoảng 0,3%, tức là 0,15mm trên ống lót có đường kính 50mm.

0,15mm đó là sự khác biệt giữa ổ trục vừa vặn và ổ trục cẩu thả. Đó là sự khác biệt giữa một thiết bị ăn khớp với phản ứng ngược 0,02mm và một thiết bị có phản ứng ngược 0,17mm. Đó là sự khác biệt giữa một bộ phận có thể sử dụng được và một bộ phận phải được sấy khô trong lò 4 giờ trước khi lắp ráp.

Nếu bộ phận của bạn hoạt động trong môi trường khô ráo, được kiểm soát - bên trong vỏ thiết bị điện tử, trong phòng sạch, trên sàn nhà máy có HVAC - nylon có thể phù hợp. Nhưng nếu có bất kỳ nguy cơ tiếp xúc với nước, thay đổi độ ẩm hoặc lắp đặt ngoài trời thì Delrin là lựa chọn an toàn hơn.

Khi Nylon Thắng (Có, Nó Sẽ Xảy Ra)

Nylon không phải là rác. Nó thực sự tốt hơn Delrin trong ba tình huống cụ thể.

Thứ nhất: khả năng chống va đập. Nylon 6/6 có cường độ va đập Izod khoảng 80 J/m, trong khi Delrin ở mức 120 J/m - chờ đã, đó là Delrin thắng. Trên thực tế, nylon 6/6 khô khoảng 80 J/m, nhưng nylon 6 (đúc) có thể đạt hơn 150 J/m. Điều đáng chú ý là độ bền va đập của nylon giảm từ 50% trở lên khi nó bão hòa độ ẩm. Vì vậy, câu trả lời phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của bạn.

Thứ hai: khả năng chống mài mòn trong các ứng dụng chạy khô. Nylon có hệ số ma sát với thép thấp hơn Delrin - khoảng 0,20 so với 0,30 - có nghĩa là vòng bi nylon chạy mát hơn và tồn tại lâu hơn khi không có chất bôi trơn. Chúng tôi đã thấy miếng đệm chống mòn nylon trong hệ thống băng tải chạy lâu hơn Delrin 2-3 lần trong cùng một ứng dụng chạy khô. Sự đánh đổi: nylon mòn nhanh hơn Delrin khi nó bị ướt hoặc được bôi trơn, vì độ ẩm hoạt động như chất làm dẻo và làm mềm bề mặt.

Thứ ba: chi phí. Cổ thanh nylon 6/6 có giá khoảng 60-70% giá mỗi kg của Delrin. Đối với ống lót 2,50 đô la, chênh lệch chi phí vật liệu là 0,15 đô la - có lẽ không đáng để chuyển đổi vật liệu. Nhưng đối với một ống lót nguyên mẫu nặng 50kg thì tiết kiệm được 400-500 USD vật liệu. Khi khối lượng đủ lớn, lợi thế về chi phí của nylon bắt đầu trở nên quan trọng.

Khi Delrin thắng (Hầu hết thời gian)

Đối với các bộ phận gia công CNC trong ứng dụng công nghiệp, Delrin chiếm ưu thế hơn nylon. Đây là lý do tại sao.

Sự ổn định kích thước là một vấn đề lớn. Độ hấp thụ độ ẩm của Delrin là 0,25% ở mức bão hòa - khoảng 1/30 của nylon. Nếu bạn đang gia công ổ trục, lỗ vừa khít hoặc bất kỳ tính năng nào cần có dung sai +/- 0,01mm, Delrin sẽ mang đến cho bạn cơ hội chiến đấu. Nylon khiến bạn phải chiến đấu vì nó.

Khả năng gia công thậm chí không gần. Delrin có xếp hạng về khả năng gia công gần bằng đồng thau gia công tự do - các con chip thoát ra sạch sẽ, độ hoàn thiện bề mặt đạt Ra 0,8 mà không cần cố gắng và độ mòn dụng cụ là tối thiểu. Nylon là chất dẻo. Nó tan chảy nếu tốc độ cắt của bạn quá cao, nó tạo ra các chip dạng sợi dài quấn quanh dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt tốt nhất là Ra 1.6 mà không cần dụng cụ đặc biệt. Chúng tôi chạy Delrin với tốc độ nạp nylon gấp 3-4 lần, điều đó có nghĩa là các bộ phận Delrin có chi phí gia công thấp hơn mặc dù chi phí vật liệu cao hơn.

Sự cứng nhắc có lợi cho Delrin trong hầu hết các so sánh. Acet (Delrin) có mô đun kéo khoảng 3,1 GPa, trong khi nylon 6/6 là khoảng 2,9 GPa - gần, nhưng Delrin cứng hơn khi cả hai đều khô. Nylon 6/6 trở nên mềm hơn khi hấp thụ độ ẩm (mô đun giảm xuống khoảng 1,0 GPa khi bão hòa), trong khi Delrin hầu như không thay đổi. Đối với các bánh răng, ống bọc ổ trục và bất kỳ bộ phận chịu tải nào, độ cứng ổn định của Delrin là một lợi thế thực sự.

Dữ liệu trực tiếp

Các con số trong bảng này là gần đúng và thay đổi tùy theo loại và nhà sản xuất.

Điều gì về các biến thể chứa đầy thủy tinh?

Cả hai vật liệu đều có loại chứa đầy thủy tinh - thường là 30% sợi thủy tinh. Nylon chứa đầy thủy tinh trở nên cứng hơn đáng kể (mô đun lên tới 9 GPa) và mất phần lớn độ nhạy với độ ẩm, nhưng nó trở nên mài mòn và phá hủy các dụng cụ cacbua nhanh hơn 3-4 lần so với nylon không chứa đầy. Delrin chứa đầy thủy tinh (POM-GF) cũng cứng hơn nhưng ít bị mài mòn hơn khi sử dụng máy. Nếu bạn cần độ cứng của một bộ phận kim loại có trọng lượng bằng nhựa, Delrin chứa đầy thủy tinh thường là lựa chọn gia công tốt hơn.

Nhược điểm của các loại chứa đầy thủy tinh: chúng không phù hợp với bề mặt chịu lực. Sợi thủy tinh lộ ra trên bề mặt đóng vai trò là chất mài mòn chống lại các thành phần kim loại giao phối. Chúng tôi đã chứng kiến ​​các ống lót nylon chứa đầy thủy tinh đã phá hủy trục mà lẽ ra chúng phải bảo vệ. Nếu bạn cần một bộ phận chứa đầy thủy tinh có bề mặt chịu lực, hãy chỉ định một ống bọc kim loại hoặc kế hoạch đánh bóng sau gia công để lộ ra nền nhựa.

Chú thích trong thế giới thực mà chúng tôi thấy trong cửa hàng

Một công ty chế tạo robot đã gửi cho chúng tôi bản vẽ ống bọc vòng bi nylon - ID 25 mm, OD 30 mm, dài 40 mm, vừa khít với vỏ nhôm. Họ đã sử dụng nylon trong ba lần lặp lại thiết kế và lần nào vòng bi cũng quá chặt hoặc quá lỏng tùy thuộc vào thời tiết. Chúng tôi đã đề xuất chuyển sang Delrin, họ đã chấp thuận và khả năng phù hợp với báo chí đã nhất quán trên hơn 10.000 sản phẩm trong hai năm. Cùng một bản vẽ, chất liệu khác nhau, vấn đề đã được giải quyết.

Mặt khác, một nhà sản xuất băng tải công nghiệp đang sử dụng miếng đệm chống mòn Delrin trên máy phân loại chạy bằng dây chuyền chạy 24/7. Các miếng đệm bị mòn 3 tháng một lần — nhanh hơn dự kiến. Chúng tôi chuyển chúng sang loại nylon đúc 6 (không phải 6/6) và thời gian sử dụng tăng gấp đôi lên 6 tháng. Điều quan trọng là ứng dụng này chạy khô và khả năng chống mài mòn cao hơn của nylon (trong điều kiện khô ráo) vượt trội hơn lợi thế về độ ổn định kích thước của Delrin.

Cả hai câu chuyện đều không chứng minh được chất liệu nào tốt hơn trên toàn cầu. Cả hai đều chứng minh rằng câu trả lời đúng phụ thuộc vào điều kiện hoạt động thực tế của bạn.

Khuyến nghị của chúng tôi

Đối với các bộ phận được gia công CNC mà bạn có thể kiểm soát môi trường vận hành: nylon vẫn ổn và rẻ hơn. Đối với những nơi quan trọng về độ ẩm, độ ẩm hoặc độ ổn định kích thước: hãy chọn Delrin. Khi nghi ngờ: Delrin. Phí bảo hiểm chi phí vật liệu nhỏ, chi phí gia công thấp hơn và bạn sẽ không mất 6 tháng để sửa lỗi trôi chiều do độ ẩm.

Hãy gửi cho chúng tôi bản vẽ của bạn cùng với các điều kiện vận hành được ghi chú — phạm vi nhiệt độ, độ ẩm, tải trọng, tốc độ và vật liệu tiếp xúc — và chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn đề xuất về vật liệu dựa trên trải nghiệm thực tế tại xưởng chứ không phải bảng sách giáo khoa.