Delrin คืออะไร และเหตุใดจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะ? Delrin หรือ POM-H (อะซีตัลโฮโมโพลีเมอร์) เป็นเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรมกึ่งผลึกที่ใช้สำหรับการตัดเฉือน CNC การพิมพ์ 3 มิติ และการฉีดขึ้นรูปเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่ทนทานและแม่นยำ บทความนี้จะตรวจสอบคุณสมบัติหลักและคำแนะนำของ Delrin เพื่อการใช้ประโยชน์สูงสุดจากเนื้อหา
Delrin เป็นเทอร์โมพลาสติกเชิงวิศวกรรมที่ให้แรงเสียดทานต่ำ ความแข็งสูง และความเสถียรของมิติที่ยอดเยี่ยม ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงได้ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง (-40 ถึง 120 องศาเซลเซียส) Delrin ยังให้สมรรถนะทางกลที่แข็งแกร่งและทนทานกว่า ABS
บทความนี้จะตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุของ Delrin และเสนอเคล็ดลับที่เป็นประโยชน์สำหรับการทำงานกับเทอร์โมพลาสติกทางวิศวกรรมที่แข็งแกร่งนี้ ไม่ว่าจะวางแผนสำหรับเครื่องจักร CNC แม่พิมพ์ฉีด หรือชิ้นส่วนสั่งทำพิเศษจากการพิมพ์ 3 มิติ แหล่งข้อมูลนี้จะอธิบายว่า Delrin ทำมาจากอะไรและควรใช้งานเมื่อใด
Delrin ผลิตขึ้นมาได้อย่างไร?
Delrin หรือ POM-H (homopolymer acetal) เป็นส่วนหนึ่งของตระกูล POM ซึ่งรวมถึงโคโพลีเมอร์อะซีตัล (POM-C) ด้วย เคมีโพลีเมอร์ที่อยู่เบื้องหลัง Delrin ได้รับการระบุครั้งแรกโดยนักเคมีชาวเยอรมัน Hermann Staudinger ในปี 1920 ต่อมา DuPont ได้พัฒนาและจำหน่าย Delrin ในเชิงพาณิชย์ โดยผลิตจากปี 1956
เดลรินทำโดยการกลั่นไฮโดรคาร์บอนออกเป็นเศษส่วนและรวมเศษส่วนเหล่านั้นเข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยาผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างเป็นพลาสติกสำเร็จรูป ชื่อ Delrin อ้างอิงถึงอะซีตัลโฮโมโพลีเมอร์ที่ผลิตโดยดูปองท์เป็นครั้งแรกโดยเฉพาะ
เดลรินใช้อย่างไร? คุณทำอะไรกับเดลรินได้บ้าง?
ช่างเครื่องจำนวนมากเลือกใช้ Delrin เนื่องจากสามารถตัดเฉือนบนศูนย์กลาง 3 และ 5 แกนได้อย่างง่ายดาย คล้ายกับชิ้นส่วนโลหะ นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการพิมพ์ 3 มิติและการฉีดขึ้นรูป ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ส่วนประกอบของ Delrin นั้นพบได้ทั่วไปในยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และในทุกภาคส่วนที่ต้องการชิ้นส่วนทางวิศวกรรมประสิทธิภาพสูง การใช้งานทั่วไปได้แก่ ล้อเฟือง ตัวเรือน สกรู น็อต และส่วนประกอบของปั๊ม
ชิ้นส่วนทางวิศวกรรมไฟฟ้า เช่น ขั้วต่อ ฝาครอบ และฉนวน มักทำจากเดลริน นอกจากนี้ยังใช้สำหรับส่วนประกอบของยานพาหนะ เช่น ล็อคประตูและโครงแบบประกบ และในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น ปากกาอินซูลิน และเครื่องพ่นยาแบบมิเตอร์ เดลรินมักถูกเลือกให้ใช้แทนพลาสติกสำหรับชิ้นส่วนโลหะ
การทำชิ้นส่วนด้วย Delrin มีประโยชน์อย่างไร?
Delrin นำเสนอคุณสมบัติที่ผสมผสานกันทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีเมื่อเทียบกับพลาสติกและโลหะบางชนิด ความแข็งแรงและความแข็งสูงช่วยให้ชิ้นส่วนรับน้ำหนักได้มาก ในขณะเดียวกันก็รักษาความเสถียรของมิติผ่านการเปลี่ยนแปลงของความชื้นและอุณหภูมิ
นอกจากนี้ Delrin ยังแสดงความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อแรงกระแทก การคืบ เชื้อเพลิง และตัวทำละลาย ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมปิโตรเคมีและสภาวะที่มีความต้องการอื่นๆ
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ Delrin เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ยานยนต์ การบินและอวกาศ พลังงาน การดูแลสุขภาพ และผู้บริโภค การใช้งานทั่วไป ได้แก่ ส่วนประกอบของปั๊มและวาล์ว เครื่องใช้ในครัว การควบคุมการจัดการน้ำ อุปกรณ์กีฬา และภาชนะบรรจุอาหาร นอกจากนี้ Delrin ยังมักใช้เพื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะอีกด้วย
จากมุมมองด้านการผลิต เครื่องจักรของ Delrin ทำได้ดี สามารถตัดเป็นรูปทรงต่างๆ ได้หลากหลายด้วยเครื่องมือมาตรฐาน และเหมาะอย่างยิ่งกับการฉีดขึ้นรูปและการอัดขึ้นรูป
คุณจะประกอบชิ้นส่วน Delrin ได้อย่างไร?
ชิ้นส่วน Delrin สามารถประกอบได้ด้วยสกรูเกลียวปล่อย ตัวยึดแบบ snap fit และตัวยึดแบบกดสำหรับข้อต่อแบบถอดได้ การเชื่อม การติดกาว และการตอกหมุดทำให้สามารถประกอบได้อย่างถาวร
สำหรับต้นแบบหรือการทำงานขนาดเล็ก กาวเป็นทางเลือกหนึ่ง แต่โดยทั่วไปแล้วจะขาดความแข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพการใช้งานขั้นสุดท้าย แนะนำให้ใช้ข้อต่อแบบผูกมัดเมื่อประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ
ทำความสะอาดและขจัดไขมันพื้นผิวผสมพันธุ์ด้วยกระดาษทรายหรือสารเคมีที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงผลการประกอบ
ความแตกต่างระหว่าง Delrin และอะซีตัลคืออะไร?
POM มีสองสายพันธุ์หลัก: POM-C (โคโพลีเมอร์) และ POM-H (homopolymer) Delrin เป็นชื่อทางการค้าของ POM-H ในขณะที่ POM-C โดยทั่วไปเรียกว่าอะซีตัล ความแตกต่างที่สำคัญคือจุดหลอมเหลว: POM-C อ่อนตัวลงประมาณ 160 ถึง 175 องศาเซลเซียส ในขณะที่ POM-H ละลายระหว่าง 172 ถึง 184 องศาเซลเซียส
โดยรวมแล้ว POM-H มีคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับ POM-C ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความต้านทานการเสียดสีสูงและมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ POM-C ไม่แข็งแรงหรือแข็งเท่ากับ Delrin แต่ประมวลผลได้ง่ายกว่าและทำงานได้ดีในการใช้งานที่มีแรงเสียดทานต่ำ
คุณสมบัติของวัสดุของเดลรินคืออะไร?
Delrin เป็นเทอร์โมพลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงพร้อมคุณสมบัติเด่นหลายประการ:
ความเสถียรของมิติและเรขาคณิตที่ยอดเยี่ยม
ความสามารถในการแปรรูปที่เชื่อถือได้
ทนทานต่อการสึกหรอและความเมื่อยล้า
ทนความร้อนและสารเคมีได้ดี
ผิวมันเงาและสีขาวขุ่น (รูปแบบธรรมชาติ)
ในหลายกรณี Delrin สามารถเปลี่ยนโลหะและใช้ในการพิมพ์ 3D ได้ คุณสมบัติเหล่านี้เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีและความเป็นผลึกในระดับสูง ประโยชน์ทางเคมีบางประการของ Delrin ได้แก่:
ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำถึง -40 องศาเซลเซียส)
ความแข็งแรงทางกลสูง
มีความแข็งแกร่งสูง
ความอดทนต่อความเหนื่อยล้า
ทนต่อแรงกระแทกและความชื้น
ความง่ายในการผลิต
ลักษณะความเป็นฉนวนสำหรับการใช้ไฟฟ้า
ทนต่อตัวทำละลายและสารเคมีที่เป็นกลาง
อย่างไรก็ตาม แม้ว่า Delrin จะทนทานต่อความล้มเหลวอย่างรวดเร็วจากการสัมผัสกับสารประกอบอินทรีย์ได้ดีกว่าพลาสติกอื่นๆ แต่ก็ไวต่อกรดแก่ เบสแก่ และน้ำร้อนหรือไอน้ำ
สมบัติทางกลของเดลริน
ความต้านทานแรงดึงสูงสุด: 60 - 89.6 MPa
ความแข็งแรงของผลผลิต: 48.6 - 72.4 MPa
โมดูลัสของ Young (โมดูลัสความยืดหยุ่น): 2.5 - 4 GPa
การยืดตัวเมื่อขาด: 15 - 75%
ความแข็ง: 14.6 - 24.8 HV
สมบัติทางความร้อนของเดลริน
อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด : 76.9 - 96.9 องศาเซลเซียส
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: 75.7 - 202 10^-6 / องศาเซลเซียส
ค่าการนำความร้อน: 0.221 - 0.35 W / (ม. - องศาเซลเซียส)
คุณสมบัติทางกายภาพของเดลริน
ความต้านทานรังสียูวี: แย่
สมบัติทางไฟฟ้าของเดลริน
ความปลอดภัยของ ESD: ใช่
สามารถตัดเฉือน Delrin ได้ด้วยอุปกรณ์มาตรฐานของร้านค้า เช่น การเจาะ การกัด การกลึง การทำเกลียว การเลื่อย และการต๊าป ควรพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุในระหว่างการตัดเฉือน: ความแข็งที่ต่ำกว่าต้องได้รับการรองรับสำหรับผนังบางเพื่อป้องกันการโก่งตัว และค่าการนำความร้อนและจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าจะต้องใช้ความร้อนที่ป้อนให้น้อยที่สุด
การตกแต่งพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับ Delrin คืออะไร?
โดยปกติแล้วชิ้นส่วน Delrin จะถูกทำให้เสร็จด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี ขึ้นอยู่กับความต้องการและฟังก์ชันด้านความงาม โดยทั่วไปชิ้นส่วนที่กลึงแล้วมักจะยอมรับได้ แต่จะแสดงรอยการตัดเฉือนและพื้นผิวที่ขรุขระเล็กน้อย การพ่นด้วยลูกปัดจะให้พื้นผิวด้านที่สม่ำเสมอและสามารถปรับปรุงความทนทานของพื้นผิวได้
มีตัวเลือกการปรับแต่งพื้นผิวหลายแบบสำหรับชิ้นส่วน Delrin รวมถึงการปั๊มความร้อน การพิมพ์ซิลค์สกรีน การลงสี การมาร์กด้วยเลเซอร์ การทำโลหะ และการพิมพ์แพด
ชิ้นส่วนเดลรินที่ทาสีแล้วสามารถอบได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 160 องศาเซลเซียส พื้นผิวยังสามารถเคลือบโลหะด้วยการเคลือบทองแดง โครเมียม หรืออลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์และความทนทาน ชิ้นส่วน Delrin ยอมรับการมาร์กด้วยเลเซอร์และสามารถปรับสภาพล่วงหน้าด้วยสารละลายที่มีความเป็นกรดอ่อน ๆ เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะ
ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตมีพฤติกรรมอย่างไรสำหรับชิ้นส่วน Delrin ขนาดใหญ่
เครื่องจักร Delrin ง่ายดายและมีมิติคงที่ ซึ่งรองรับพิกัดความเผื่อที่แคบ อย่างไรก็ตาม ชิ้นส่วนขนาดใหญ่สามารถแสดงการหดตัวได้ประมาณ ±0.05 มม.
ค่าใช้จ่ายในการตัดเฉือนชิ้นส่วน Delrin มีราคาเท่าไหร่?
Delrin เป็นหนึ่งในพลาสติกที่สามารถแปรรูปได้มากที่สุด ซึ่งทำให้มีราคาแพงกว่าพลาสติกทางเลือกอื่นๆ มากมาย แต่มักจะคุ้มค่ากับราคา มันคงรูปร่างไว้ในระหว่างการตัดเฉือนและมีโอกาสแตกหักน้อยกว่าเนื่องจากมีความแข็งเกร็งสูง
ข้อเสียของ Delrin คืออะไร?
แม้ว่า Delrin จะเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งสำหรับการใช้งานหลายประเภท แต่ก็มีข้อเสียอยู่ การติดกาวเป็นเรื่องยากเนื่องจากกาวและกาวที่มีตัวทำละลายหลายชนิดไม่สามารถละลายพื้นผิวได้อย่างเหมาะสม นอกจากนี้ Delrin ยังติดไฟได้ที่อุณหภูมิสูง และสามารถเปลี่ยนรูปได้ในระหว่างการตัดเฉือนหากไม่ได้ควบคุมอุณหภูมิ
มีข้อจำกัดในการออกแบบชิ้นส่วน Delrin หรือไม่?
Delrin ปฏิบัติตามกฎการออกแบบทั่วไปหลายประการที่ใช้กับพลาสติกวิศวกรรม มีข้อจำกัดเฉพาะด้านวัสดุบางประการ แต่แนวทางปฏิบัติที่เป็นมาตรฐานยังคงมีความสำคัญในการรักษาพิกัดความเผื่อที่เข้มงวด และหลีกเลี่ยงการเสียรูปหรือการแตกหัก ให้ความสำคัญกับความหนาของผนัง การรองรับคุณสมบัติบาง การจัดการความร้อนระหว่างการตัดเฉือน และการตัดเฉือนที่เหมาะสมที่ความเข้มข้นของความเค้น
เมื่อออกแบบชิ้นส่วนสำหรับการกลึง CNC ให้ระบุรัศมีภายในที่มุมมากกว่ามุม 90 องศา หัวกัดมีลักษณะทรงกระบอกและไม่สามารถสร้างมุมภายในที่คมได้หากไม่มีเครื่องมือหรือการทำงานเพิ่มเติม การใช้รัศมีช่วยลดเวลาและต้นทุนในการตัดเฉือน และทำให้การผลิตสำหรับช่างเครื่องง่ายขึ้น
หลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดเว้นแต่จำเป็น ไม่ใช่ทุกส่วนประกอบที่ต้องการพิกัดความเผื่อที่ใกล้เคียง และการระบุเฉพาะขนาดที่สำคัญจะช่วยลดต้นทุนและเวลาในการตัดเฉือน
หลีกเลี่ยงผนังบางและโพรงลึกในการออกแบบของคุณ ผนังบางจะเพิ่มเวลาในการตัดเฉือนและอาจทำให้ชิ้นส่วนเสียหายระหว่างการผลิตได้ คุณสมบัติเหล่านี้อาจต้องใช้เครื่องจักรพิเศษซึ่งทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น รักษาความลึกของเกลียวให้น้อยกว่าสามเท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางรู เนื่องจากการกลึงเกลียวที่ลึกขึ้นจะทำให้เวลาและต้นทุนการตัดเฉือนเพิ่มขึ้น
