기계 공장에 가서 엔지니어링 플라스틱에 대해 물어보면 대화는 항상 같은 방식으로 시작됩니다. "어떤 재료를 사용하고 있습니까?" 그리고 나일론이라고 하면 응답의 절반은 "Delrin을 고려해 보셨나요?"입니다. 둘 다 흰색을 띠고 둘 다 CNC 선반에서 절단되었으며 둘 다 베어링 슬리브, 기어 및 마모 패드에 나타납니다. 그러나 실제 애플리케이션에 적용하면 서로 전혀 유사하게 작동하지 않습니다.

우리는 한 달에 수천 개의 플라스틱 부품을 가공하는데, 나일론과 델린이 우리가 가장 많이 보는 두 가지 재료입니다. 20년 이상 현장에서 무엇이 효과가 있고 무엇이 실패하는지 관찰한 후, 언제 무엇을 선택해야 하는지에 대한 간결한 분석이 여기에 있습니다.

실제 차이점: 수분이 결정적인 요소입니다

Delrin(POM 단독중합체, 일반적으로 DuPont 브랜드)은 물을 흡수하지 않습니다. 기간. 델린 부싱을 일주일 동안 물통에 넣어 두었다가 빼내도 치수는 변하지 않습니다. 나일론 6/6은 상대습도 50%에서 무게의 1.5%의 수분을 흡수하며, 완전히 포화되면 최대 8-10%의 수분을 흡수합니다. 8%의 수분 흡수는 대략 0.3%의 치수 변화로 해석되며, 이는 50mm 직경 부싱에서 0.15mm입니다.

그 0.15mm가 압입 베어링과 엉성한 베어링의 차이입니다. 백래시가 0.02mm인 기어와 백래시가 0.17mm인 기어의 차이입니다. 상자에서 꺼내서 작동하는 부품과 조립 전 오븐에서 4시간 동안 건조해야 하는 부품의 차이입니다.

부품이 전자 인클로저 내부, 클린룸, HVAC가 있는 공장 바닥 등 건조하고 통제된 환경에서 작동하는 경우 나일론이 아마도 괜찮을 것입니다. 그러나 물 노출, 습도 순환 또는 실외 설치 가능성이 있는 경우 Delrin이 더 안전한 선택입니다.

나일론이 승리할 때(예, 그런 일이 일어납니다)

나일론은 쓰레기가 아닙니다. 세 가지 특정 상황에서 Delrin보다 훨씬 낫습니다.

첫째: 충격 저항. 나일론 6/6의 Izod 충격 강도는 약 80J/m인 반면 Delrin은 120J/m입니다. 잠깐, Delrin이 승리했습니다. 실제로 나일론 6/6의 건조 강도는 약 80 J/m이지만 나일론 6(캐스트)의 경우 150 J/m 이상에 도달할 수 있습니다. 문제는 나일론이 수분에 젖으면 충격강도가 50% 이상 떨어진다는 점이다. 따라서 대답은 작동 조건에 따라 다릅니다.

둘째: 공회전 응용 분야에서 내마모성이 뛰어납니다. 나일론은 강철에 대한 마찰 계수가 Delrin보다 낮습니다(대략 0.20 대 0.30). 이는 나일론 베어링이 윤활이 없을 때 더 시원하게 작동하고 더 오래 지속된다는 것을 의미합니다. 동일한 건식 작동 응용 분야에서 Delrin보다 2~3배 더 오래 작동하는 컨베이어 시스템의 나일론 마모 패드를 본 적이 있습니다. 단점: 나일론은 젖거나 윤활 처리되었을 때 델린보다 빨리 마모됩니다. 수분이 가소제 역할을 하고 표면을 부드럽게 하기 때문입니다.

셋째: 비용. 나일론 6/6 로드 스톡의 가격은 킬로그램당 Delrin 가격의 약 60-70%입니다. $2.50 부싱의 경우 재료비 차이는 $0.15입니다. 아마도 재료를 바꿀 가치가 없을 것입니다. 그러나 부싱의 50kg 프로토타입 실행의 경우 재료 절감액이 $400-500입니다. 생산량이 충분히 커지면 나일론의 비용 이점이 중요해지기 시작합니다.

Delrin이 승리할 때(대부분의 경우)

산업 응용 분야의 CNC 가공 부품의 경우 Delrin이 나일론보다 더 자주 승리합니다. 이유는 다음과 같습니다.

치수 안정성이 가장 중요합니다. Delrin의 수분 흡수율은 포화 상태에서 0.25%로 나일론의 약 1/30입니다. 베어링 시트, 압입 구멍 또는 +/-0.01mm 공차를 유지해야 하는 모든 기능을 가공하는 경우 Delrin이 싸울 기회를 제공합니다. 나일론은 당신이 그것을 위해 싸우게 만듭니다.

가공성은 가깝지도 않습니다. Delrin은 쾌삭 황동에 가까운 가공성 등급을 갖고 있습니다. 즉, 칩이 깨끗하게 떨어져 나가고 표면 조도가 시도 없이 Ra 0.8에 도달하며 공구 마모가 최소화됩니다. 나일론은 고무질입니다. 절삭 속도가 너무 높으면 녹고, 공구 주위를 감싸는 길고 실 같은 칩이 생성되며, 표면 조도는 특별한 툴링 없이 기껏해야 Ra 1.6입니다. 우리는 나일론 공급 속도의 3-4배로 Delrin을 작동합니다. 이는 재료 비용이 더 들더라도 Delrin 부품을 가공하는 데 드는 비용이 더 저렴하다는 것을 의미합니다.

강성은 대부분의 비교에서 Delrin을 선호합니다. 아세탈(Delrin)의 인장 탄성률은 약 3.1GPa이고 나일론 6/6은 약 2.9GPa입니다. 둘 다 건조되면 Delrin이 더 뻣뻣해집니다. 나일론 6/6은 수분을 흡수하면 부드러워지는 반면(포화 상태에서 모듈러스는 약 1.0GPa로 떨어짐) 델린은 거의 변하지 않습니다. 기어, 베어링 슬리브 및 모든 하중 지지 부품의 경우 Delrin의 일관된 강성은 진정한 이점입니다.

일대일 데이터

이 표의 숫자는 대략적인 수치이며 등급과 제조업체에 따라 다릅니다.

유리로 채워진 변형은 어떻습니까?

두 재료 모두 유리 충전 등급(일반적으로 30% 유리 섬유)으로 제공됩니다. 유리 충전 나일론은 극적으로 더 단단해지고(최대 9 GPa 모듈러스) 수분 민감도를 대부분 잃습니다. 그러나 연마성이 강해지고 충전되지 않은 나일론보다 3~4배 더 빨리 초경 공구를 파괴합니다. 유리 충전 델린(POM-GF)은 더 단단하지만 기계 마모성이 적습니다. 플라스틱 무게와 함께 금속 부품의 강성이 필요한 경우 일반적으로 유리 충전 Delrin이 더 나은 가공 선택입니다.

유리 충전 등급의 단점: 베어링 표면에 적합하지 않습니다. 표면에 노출된 유리 섬유는 짝을 이루는 금속 부품에 대한 연마제 역할을 합니다. 우리는 보호해야 할 샤프트를 파괴한 유리로 채워진 나일론 부싱을 본 적이 있습니다. 베어링 표면이 있고 유리로 채워진 부품이 필요한 경우 금속 슬리브 인서트를 지정하거나 가공 후 연마를 계획하여 수지 매트릭스를 노출시키십시오.

매장에서 볼 수 있는 실제 콜아웃

한 로봇 회사에서 나일론 베어링 슬리브(ID 25mm, OD 30mm, 길이 40mm, 알루미늄 하우징에 압입식)에 대한 도면을 보냈습니다. 그들은 세 번의 설계 반복에 나일론을 사용했는데 매번 날씨에 따라 베어링이 너무 빡빡하거나 너무 느슨했습니다. 우리는 Delrin으로 전환할 것을 제안했고 그들은 승인했으며, 프레스 핏은 2년 동안 10,000개 이상의 부품에 걸쳐 일관되게 유지되었습니다. 같은 그림, 다른 재료, 문제가 해결되었습니다.

반면, 한 산업용 컨베이어 제조업체는 연중무휴로 작동하는 체인 구동 분류기에 Delrin 마모 패드를 사용하고 있었습니다. 패드는 예상보다 빨리 3개월마다 마모되었습니다. 우리는 이를 나일론 6(6/6이 아님) 주조로 전환했고 마모 수명은 6개월로 두 배 늘어났습니다. 핵심은 적용 분야가 건식 작동이고 나일론의 더 높은 내마모성(건조 조건에서)이 Delrin의 치수 안정성 이점보다 중요하다는 것입니다.

어느 이야기도 한 가지 재료가 보편적으로 더 낫다는 것을 증명하지 못합니다. 두 가지 모두 정답은 실제 작동 조건에 따라 다르다는 것을 증명합니다.

우리의 추천

작동 환경을 제어할 수 있는 CNC 가공 부품의 경우 나일론이 좋고 가격도 저렴합니다. 수분, 습도 또는 치수 안정성이 중요한 부품의 경우 Delrin을 선택하세요. 의심스러울 때: 델린. 재료비 프리미엄이 적고 가공 비용이 낮으며 습도로 인한 치수 드리프트를 디버깅하는 데 6개월이 소요되지 않습니다.

온도 범위, 습기 노출, 하중, 속도, 결합 재료 등 작동 조건을 기록한 도면을 보내주시면 교과서 표가 아닌 실제 작업 현장 경험을 바탕으로 재료 권장 사항을 제공해 드리겠습니다.