Cos'è Delrin e perché è unico? Delrin, o POM-H (omopolimero acetale), è un materiale termoplastico tecnico semicristallino utilizzato per la lavorazione CNC, la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione per produrre componenti durevoli e di precisione. Questo articolo esamina le proprietà chiave di Delrin e le indicazioni per ottenere il massimo dal materiale.
Delrin è un materiale termoplastico tecnico che offre basso attrito, elevata rigidità ed eccezionale stabilità dimensionale. Consente la produzione di parti altamente precise grazie alla sua elevata resistenza e all'ampio intervallo di temperature operative (da −40 a 120 gradi Celsius). Il Delrin offre anche ottime prestazioni meccaniche ed è più resistente dell'ABS.
Questo articolo esamina le proprietà del materiale Delrin e offre suggerimenti pratici per lavorare con questo robusto materiale termoplastico tecnico. Che si tratti di pianificare una macchina CNC, uno stampo a iniezione o stampare parti personalizzate in 3D, questa risorsa spiega di cosa è fatto Delrin e quando utilizzarlo.
Come è fatto il Delrin?
Delrin, o POM-H (omopolimero acetale), fa parte della famiglia POM, che comprende anche il copolimero acetale (POM-C). La chimica del polimero alla base del Delrin fu identificata per la prima volta dal chimico tedesco Hermann Staudinger nel 1920. DuPont successivamente sviluppò e commercializzò Delrin, producendolo dal 1956.
Il Delrin viene prodotto distillando idrocarburi in frazioni e combinando tali frazioni con catalizzatori attraverso la polimerizzazione per formare la plastica finita. Il nome Delrin si riferisce specificamente all'omopolimero acetale prodotto per la prima volta da DuPont.
Come viene utilizzato Delrin? Cosa puoi fare con Delrin?
Il Delrin è preferito da molti operatori perché lavora facilmente su centri a 3 e 5 assi, in modo simile alle parti metalliche. È adatto anche per la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione, il che lo rende una scelta versatile per un'ampia gamma di applicazioni.
I componenti Delrin sono comuni nel settore automobilistico e dell'elettronica di consumo e in qualsiasi settore che richieda componenti tecnici ad alte prestazioni. Gli usi tipici includono ruote dentate, alloggiamenti, viti, dadi e componenti di pompe.
Le parti di ingegneria elettrica come connettori, coperture e isolanti sono spesso realizzate in Delrin. Viene utilizzato anche per componenti di veicoli come serrature di porte e gusci articolati e in dispositivi medici come penne per insulina e inalatori a dose controllata. Il Delrin viene spesso scelto come sostituto della plastica per le parti metalliche.
Quali sono i vantaggi di realizzare parti con Delrin?
Il Delrin offre una combinazione di proprietà che lo rendono una scelta vincente rispetto a molte plastiche e ad alcuni metalli. L'elevata resistenza e rigidità consentono alle parti di sopportare carichi pesanti pur mantenendo la stabilità dimensionale in caso di variazioni di umidità e temperatura.
Il Delrin mostra anche un'eccellente resistenza agli urti, allo scorrimento viscoso, ai carburanti e ai solventi, quindi è adatto per ambienti petrolchimici e altre condizioni impegnative.
Queste proprietà rendono Delrin una buona opzione per applicazioni industriali, automobilistiche, aerospaziali, energetiche, sanitarie e di consumo. Gli usi comuni includono componenti di pompe e valvole, elettrodomestici da cucina, controlli per la gestione dell'acqua, attrezzature sportive e contenitori per alimenti. Delrin viene spesso utilizzato anche per sostituire le parti metalliche.
Dal punto di vista produttivo, Delrin lavora bene. Può essere tagliato in un'ampia gamma di geometrie con strumenti standard ed è particolarmente adatto allo stampaggio a iniezione e all'estrusione.
Come si assemblano le parti in Delrin?
Le parti in Delrin possono essere assemblate con viti autofilettanti, accoppiamenti a scatto e accoppiamenti a pressione per giunti rimovibili. Saldatura, adesivi e rivettatura forniscono un assemblaggio permanente.
Per i prototipi o le piccole serie, gli adesivi sono un'opzione, ma in genere non hanno la resistenza necessaria per le prestazioni finali. I giunti incollati sono consigliati quando le prestazioni sono critiche.
Pulire e sgrassare le superfici di accoppiamento con carta vetrata o prodotti chimici appropriati per migliorare i risultati dell'assemblaggio.
Qual è la differenza tra Delrin e acetale?
Esistono due varianti principali di POM: POM-C (copolimero) e POM-H (omopolimero). Delrin è il nome commerciale di POM-H, mentre POM-C è comunemente indicato come acetale. Una differenza fondamentale è il punto di fusione: il POM-C si ammorbidisce tra i 160 e i 175 gradi Celsius, mentre il POM-H si scioglie tra i 172 e i 184 gradi Celsius.
Nel complesso, POM-H offre proprietà meccaniche e fisiche superiori rispetto a POM-C, rendendolo più adatto per applicazioni che richiedono elevata resistenza all'abrasione e un basso coefficiente di attrito. Il POM-C non è resistente o rigido come il Delrin, ma è più facile da lavorare e funziona bene in applicazioni a basso attrito.
Quali sono le proprietà del materiale Delrin?
Delrin è un materiale termoplastico tecnico ad alte prestazioni con diverse proprietà notevoli:
Eccellente stabilità dimensionale e geometrica
Lavorabilità affidabile
Resistenza all'usura e alla fatica
Buone resistenze al calore e agli agenti chimici
Superficie lucida e colore bianco opaco (forma naturale)
In molti casi Delrin può sostituire i metalli ed essere utilizzato nella stampa 3D. Queste proprietà derivano dalla sua composizione chimica e dall'alto grado di cristallinità. Alcuni dei vantaggi chimici di Delrin includono:
Resistenza a temperature più basse (fino a -40 gradi Celsius)
Elevata resistenza meccanica
Elevata rigidità
Resistenza alla fatica
Resistenza agli urti e all'umidità
Facilità di fabbricazione
Caratteristiche di isolamento per uso elettrico
Resistenza ai solventi e agli agenti chimici neutri
Tuttavia, mentre il Delrin è più resistente ai guasti rapidi dovuti all'esposizione a composti organici rispetto ad altre plastiche, è suscettibile agli acidi forti, alle basi forti e all'acqua calda o al vapore.
Proprietà meccaniche del Delrin
Resistenza alla trazione massima: 60 - 89,6 MPa
Carico di snervamento: 48,6 - 72,4 MPa
Modulo di Young (modulo di elasticità): 2,5 - 4 GPa
Allungamento a rottura: 15 - 75%
Durezza: 14,6 - 24,8 HV
Proprietà termiche del Delrin
Temperatura massima di servizio: 76,9 - 96,9 gradi Celsius
Coefficiente di dilatazione termica: 75,7 - 202 10^-6 / gradi Celsius
Conduttività termica: 0,221 - 0,35 W/(m - gradi Celsius)
Proprietà fisiche del Delrin
Resistenza ai raggi UV: scarsa
Proprietà elettriche del Delrin
Sicurezza ESD: sì
Il Delrin può essere lavorato con attrezzature standard da officina come foratura, fresatura, tornitura, filettatura, segatura e maschiatura. Le proprietà del materiale dovrebbero essere prese in considerazione durante la lavorazione: una rigidità inferiore richiede un supporto per pareti sottili per evitare la deflessione, mentre una conduttività termica e un punto di fusione inferiori richiedono la riduzione al minimo dell'apporto di calore.
Qual è la giusta finitura superficiale per Delrin?
Le parti in Delrin vengono generalmente rifinite in due modi a seconda delle esigenze estetiche e della funzione. Le parti lavorate sono generalmente accettabili ma mostreranno segni di lavorazione e una superficie leggermente ruvida. La sabbiatura fornisce una finitura opaca uniforme e può migliorare la durabilità della superficie.
Sono disponibili diverse opzioni di personalizzazione della superficie per le parti Delrin, tra cui stampa a caldo, serigrafia, verniciatura, marcatura laser, metallizzazione e tampografia.
Le parti verniciate in Delrin possono essere cotte a temperature fino a 160 gradi Celsius. Le superfici possono anche essere metallizzate con rivestimenti in rame, cromo o alluminio per migliorare l'aspetto e la durata. Le parti in Delrin accettano la marcatura laser e possono essere pretrattate con soluzioni leggermente acide per migliorare l'adesione.
Come si comportano le tolleranze geometriche per le parti in Delrin di grandi dimensioni?
Delrin si lavora facilmente ed è dimensionalmente stabile, il che supporta tolleranze strette. Tuttavia, i pezzi di grandi dimensioni possono presentare un ritiro di circa ±0,05 mm.
Quanto costa lavorare le parti in Delrin?
Il Delrin è tra le plastiche più lavorabili, il che lo rende più costoso di molte alternative, ma spesso ne vale la pena. Mantiene la sua forma durante la lavorazione ed è meno probabile che si rompa grazie alla sua elevata rigidità.
Quali sono gli svantaggi del Delrin?
Sebbene il Delrin sia un materiale robusto per molte applicazioni, presenta degli inconvenienti. È difficile da incollare perché molti adesivi e colle a base solvente non ne dissolvono adeguatamente la superficie. Il Delrin è anche infiammabile a temperature elevate e può deformarsi durante la lavorazione se le temperature non vengono controllate.
Esistono restrizioni di progettazione per le parti in Delrin?
Delrin segue molte regole di progettazione comuni che si applicano ai tecnopolimeri. Esistono poche restrizioni specifiche per i materiali, ma le migliori pratiche standard rimangono importanti per mantenere tolleranze strette ed evitare deformazioni o fratture. Prestare attenzione allo spessore delle pareti, al supporto per elementi sottili, alla gestione termica durante la lavorazione e ai raccordi appropriati alle concentrazioni di sollecitazione.
Quando si progettano parti per la lavorazione CNC, specificare i raggi interni agli angoli anziché gli angoli di 90 gradi. Le frese sono cilindriche e non possono produrre angoli interni acuti senza utensili o operazioni aggiuntive. L'utilizzo dei raggi riduce i tempi e i costi di lavorazione e semplifica la produzione per gli operatori.
Evitare tolleranze strette se non richiesto. Non tutti i componenti necessitano di tolleranze strette e specificare solo le dimensioni critiche riduce i costi e i tempi di lavorazione.
Evita pareti sottili e cavità profonde nei tuoi progetti. Le pareti sottili aumentano i tempi di lavorazione e possono causare danni ai pezzi durante la produzione. Queste funzionalità possono richiedere macchine specializzate, il che aumenta i costi. Mantenere la profondità della filettatura a meno di tre volte il diametro del foro, poiché una filettatura più profonda aumenta i tempi e i costi di lavorazione.
