Wat is Delrin en waarom is het uniek? Delrin, of POM-H (homopolymeeracetaal), is een semi-kristallijn technisch thermoplastisch materiaal dat wordt gebruikt voor CNC-bewerking, 3D-printen en spuitgieten om duurzame, precisiecomponenten te produceren. Dit artikel onderzoekt de belangrijkste eigenschappen en richtlijnen van Delrin om het meeste uit het materiaal te halen.
Delrin is een technisch thermoplastisch materiaal dat lage wrijving, hoge stijfheid en uitzonderlijke maatvastheid biedt. Het maakt de productie van zeer nauwkeurige onderdelen mogelijk vanwege de hoge sterkte en het brede bedrijfstemperatuurbereik (−40 tot 120 graden Celsius). Delrin levert ook sterke mechanische prestaties en is sterker dan ABS.
Dit artikel onderzoekt de materiaaleigenschappen van Delrin en biedt praktische tips voor het werken met dit robuuste technische thermoplastisch materiaal. Of u nu van plan bent om aangepaste onderdelen te CNC-machines, spuitgieten of 3D-printen, deze bron legt uit waar Delrin van is gemaakt en wanneer u het moet gebruiken.
Hoe wordt Delrin gemaakt?
Delrin, of POM-H (homopolymeeracetaal), maakt deel uit van de POM-familie, waartoe ook copolymeeracetaal (POM-C) behoort. De polymeerchemie achter Delrin werd voor het eerst geïdentificeerd door de Duitse chemicus Hermann Staudinger in 1920. DuPont ontwikkelde en commercialiseerde Delrin later en produceerde het vanaf 1956.
Delrin wordt gemaakt door koolwaterstoffen in fracties te destilleren en die fracties door polymerisatie met katalysatoren te combineren om het uiteindelijke plastic te vormen. De naam Delrin verwijst specifiek naar het acetaalhomopolymeer dat voor het eerst door DuPont werd vervaardigd.
Hoe wordt Delrin gebruikt? Wat kun je maken met Delrin?
Delrin heeft de voorkeur van veel machinisten omdat het gemakkelijk op 3- en 5-assige centra bewerkt, vergelijkbaar met metalen onderdelen. Het is ook geschikt voor 3D-printen en spuitgieten, waardoor het een veelzijdige keuze is voor een breed scala aan toepassingen.
Delrin-componenten zijn gebruikelijk in de auto- en consumentenelektronica en in elke sector die hoogwaardige technische onderdelen vereist. Typische toepassingen zijn onder meer tandwielen, behuizingen, schroeven, moeren en pompcomponenten.
Elektrotechnische onderdelen zoals connectoren, afdekkingen en isolatoren worden vaak gemaakt van Delrin. Het wordt ook gebruikt voor voertuigonderdelen zoals deursloten en scharnierende schalen, en in medische apparaten zoals insulinepennen en inhalatoren met afgemeten dosis. Delrin wordt vaak gekozen als kunststofvervanger voor metalen onderdelen.
Wat zijn de voordelen van het maken van onderdelen met Delrin?
Delrin biedt een combinatie van eigenschappen die het een sterke keuze maken in vergelijking met veel kunststoffen en sommige metalen. Dankzij de hoge sterkte en stijfheid kunnen onderdelen zware lasten dragen, terwijl de maatvastheid bij vochtigheid en temperatuurveranderingen behouden blijft.
Delrin vertoont ook een uitstekende weerstand tegen schokken, kruip, brandstoffen en oplosmiddelen, waardoor het geschikt is voor petrochemische omgevingen en andere veeleisende omstandigheden.
Deze eigenschappen maken Delrin een goede optie voor industriële, automobiel-, ruimtevaart-, energie-, gezondheidszorg- en consumententoepassingen. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer pomp- en klepcomponenten, keukenapparatuur, waterbeheerbedieningen, sportuitrusting en voedselcontainers. Delrin wordt ook veelvuldig gebruikt ter vervanging van metalen onderdelen.
Vanuit productieperspectief draait Delrin goed. Het kan met standaardgereedschappen in een breed scala aan geometrieën worden gesneden en is zeer geschikt voor spuitgieten en extrusie.
Hoe assembleer je Delrin-onderdelen?
Delrin-onderdelen kunnen worden gemonteerd met zelftappende schroeven, klikpassingen en perspassingen voor verwijderbare verbindingen. Lassen, lijmen en klinken zorgen voor een permanente montage.
Voor prototypes of kleine series zijn lijmen een optie, maar deze missen doorgaans de sterkte die nodig is voor prestaties bij eindgebruik. Gelijmde verbindingen worden aanbevolen wanneer de prestaties van cruciaal belang zijn.
Reinig en ontvet de pasvlakken met schuurpapier of geschikte chemicaliën om de montageresultaten te verbeteren.
Wat is het verschil tussen Delrin en acetaal?
Er zijn twee hoofdvarianten van POM: POM-C (copolymeer) en POM-H (homopolymeer). Delrin is de commerciële naam voor POM-H, terwijl POM-C gewoonlijk acetaal wordt genoemd. Een belangrijk verschil is het smeltpunt: POM-C wordt zacht rond de 160 tot 175 graden Celsius, terwijl POM-H smelt tussen de 172 en 184 graden Celsius.
Over het geheel genomen biedt POM-H superieure mechanische en fysieke eigenschappen vergeleken met POM-C, waardoor het beter geschikt is voor toepassingen die een hoge slijtvastheid en een lage wrijvingscoëfficiënt vereisen. POM-C is niet zo sterk of zo stijf als Delrin, maar is gemakkelijker te verwerken en presteert goed in toepassingen met lage wrijving.
Wat zijn de materiaaleigenschappen van Delrin?
Delrin is een hoogwaardige technische thermoplast met een aantal opmerkelijke eigenschappen:
Uitstekende dimensionale en geometrische stabiliteit
Betrouwbare bewerkbaarheid
Weerstand tegen slijtage en vermoeidheid
Goede hitte- en chemische resistentie
Glanzend oppervlak en ondoorzichtige witte kleur (natuurlijke vorm)
In veel gevallen kan Delrin metalen vervangen en worden gebruikt bij 3D-printen. Deze eigenschappen vloeien voort uit de chemische samenstelling en de hoge mate van kristalliniteit. Enkele van de chemische voordelen van Delrin zijn onder meer:
Taaiheid bij lagere temperaturen (tot -40 graden Celsius)
Hoge mechanische sterkte
Hoge stijfheid
Uithoudingsvermogen tegen vermoeidheid
Impact- en vochtbestendigheid
Gemak van fabricage
Isolerende eigenschappen voor elektrisch gebruik
Oplosmiddel- en neutrale chemische bestendigheid
Hoewel Delrin beter bestand is tegen snel falen als gevolg van blootstelling aan organische verbindingen dan andere kunststoffen, is het gevoelig voor sterke zuren, sterke basen en heet water of stoom.
Mechanische eigenschappen van Delrin
Ultieme treksterkte: 60 - 89,6 MPa
Vloeigrens: 48,6 - 72,4 MPa
Young's modulus (elasticiteitsmodulus): 2,5 - 4 GPa
Rek bij breuk: 15 - 75%
Hardheid: 14,6 - 24,8 HV
Thermische eigenschappen van Delrin
Maximale bedrijfstemperatuur: 76,9 - 96,9 graden Celsius
Thermische uitzettingscoëfficiënt: 75,7 - 202 10^-6 / graden Celsius
Thermische geleidbaarheid: 0,221 - 0,35 W / (m - graden Celsius)
Fysische eigenschappen van Delrin
UV-bestendigheid: slecht
Elektrische eigenschappen van Delrin
ESD-veiligheid: Ja
Delrin kan worden bewerkt met standaard werkplaatsapparatuur zoals boren, frezen, draaien, draadsnijden, zagen en tappen. Tijdens de bewerking moet rekening worden gehouden met de materiaaleigenschappen: een lagere stijfheid vereist ondersteuning van dunne wanden om doorbuiging te voorkomen, en een lagere thermische geleidbaarheid en een lager smeltpunt vereisen een minimale warmte-inbreng.
Wat is de juiste oppervlakteafwerking voor Delrin?
Delrin-onderdelen worden doorgaans op twee manieren afgewerkt, afhankelijk van de cosmetische behoeften en functie. Onderdelen zoals machinaal bewerkt zijn meestal acceptabel, maar vertonen bewerkingssporen en een enigszins ruw oppervlak. Parelstralen zorgt voor een uniforme, matte afwerking en kan de duurzaamheid van het oppervlak verbeteren.
Er zijn verschillende opties voor oppervlakteaanpassing beschikbaar voor Delrin-onderdelen, waaronder hot stamping, zeefdruk, schilderen, lasermarkeren, metalliseren en tampondruk.
Gelakte Delrin onderdelen kunnen gebakken worden bij temperaturen tot 160 graden Celsius. Oppervlakken kunnen ook worden gemetalliseerd met koper-, chroom- of aluminiumcoatings om het uiterlijk en de duurzaamheid te verbeteren. Delrin-onderdelen zijn geschikt voor lasermarkering en kunnen worden voorbehandeld met lichtzure oplossingen om de hechting te verbeteren.
Hoe gedragen geometrische toleranties zich voor grote Delrin-onderdelen?
Delrin verspaant gemakkelijk en is maatvast, wat nauwe toleranties ondersteunt. Grote onderdelen kunnen echter een krimp vertonen van ongeveer ±0,05 mm.
Hoeveel kost het om Delrin-onderdelen te bewerken?
Delrin behoort tot de meest bewerkbare kunststoffen, waardoor het duurder is dan veel alternatieven, maar vaak de kosten waard is. Het behoudt zijn vorm tijdens de bewerking en zal minder snel breken vanwege de hoge stijfheid.
Wat zijn de nadelen van Delrin?
Hoewel Delrin voor veel toepassingen een robuust materiaal is, heeft het nadelen. Het is moeilijk te verlijmen omdat veel lijmen en lijmen op oplosmiddelbasis het oppervlak niet goed oplossen. Delrin is ook ontvlambaar bij hoge temperaturen en kan tijdens de bewerking vervormen als de temperatuur niet onder controle wordt gehouden.
Zijn er ontwerpbeperkingen voor Delrin-onderdelen?
Delrin volgt veel algemene ontwerpregels die van toepassing zijn op technische kunststoffen. Er zijn weinig materiaalspecifieke beperkingen, maar standaard best practices blijven belangrijk om nauwe toleranties te handhaven en vervorming of breuk te voorkomen. Besteed aandacht aan de wanddikte, ondersteuning voor dunne delen, thermisch beheer tijdens de bewerking en geschikte afrondingen bij spanningsconcentraties.
Geef bij het ontwerpen van onderdelen voor CNC-bewerkingen interne radiussen op bij hoeken in plaats van hoeken van 90 graden. Frezen zijn cilindrisch en kunnen zonder extra gereedschap of bewerkingen geen scherpe interne hoeken produceren. Het gebruik van radii vermindert de bewerkingstijd en -kosten en vereenvoudigt de productie voor machinisten.
Vermijd nauwe toleranties, tenzij dit vereist is. Niet elk onderdeel heeft nauwe toleranties nodig, en door alleen de kritische afmetingen te specificeren, worden de kosten en de bewerkingstijd verlaagd.
Vermijd dunne wanden en diepe holtes in uw ontwerpen. Dunne wanden verlengen de bewerkingstijd en kunnen tijdens de productie schade aan onderdelen veroorzaken. Deze functies vereisen mogelijk gespecialiseerde machines, wat de kosten verhoogt. Houd de draaddiepte beperkt tot minder dan drie keer de gatdiameter, omdat dieper draadsnijden de bewerkingstijd en -kosten verhoogt.
