O que é Delrin e por que é único? Delrin, ou POM-H (acetal homopolímero), é um termoplástico de engenharia semicristalino usado para usinagem CNC, impressão 3D e moldagem por injeção para produzir componentes duráveis e de precisão. Este artigo examina as principais propriedades e orientações do Delrin para aproveitar ao máximo o material.
Delrin é um termoplástico de engenharia que oferece baixo atrito, alta rigidez e excepcional estabilidade dimensional. Ele permite a produção de peças altamente precisas devido à sua alta resistência e ampla faixa de temperatura operacional (-40 a 120 graus Celsius). Delrin também oferece forte desempenho mecânico e é mais resistente que o ABS.
Este artigo examina as propriedades do material Delrin e oferece dicas práticas para trabalhar com este termoplástico de engenharia robusto. Seja planejando uma máquina CNC, molde de injeção ou impressão 3D de peças personalizadas, este recurso explica do que o Delrin é feito e quando usá-lo.
Como é feito o Delrin?
Delrin, ou POM-H (acetal homopolímero), faz parte da família POM, que também inclui acetal copolímero (POM-C). A química do polímero por trás do Delrin foi identificada pela primeira vez pelo químico alemão Hermann Staudinger em 1920. A DuPont posteriormente desenvolveu e comercializou o Delrin, produzindo-o a partir de 1956.
Delrin é feito destilando hidrocarbonetos em frações e combinando essas frações com catalisadores por meio de polimerização para formar o plástico acabado. O nome Delrin refere-se especificamente ao homopolímero de acetal fabricado pela primeira vez pela DuPont.
Como o Delrin é usado? O que você pode fazer com Delrin?
Delrin é preferido por muitos maquinistas porque usina facilmente em centros de 3 e 5 eixos, semelhante a peças metálicas. Também é adequado para impressão 3D e moldagem por injeção, o que o torna uma escolha versátil para uma ampla gama de aplicações.
Os componentes Delrin são comuns em produtos eletrônicos automotivos e de consumo, e em qualquer setor que exija peças de engenharia de alto desempenho. Os usos típicos incluem engrenagens, carcaças, parafusos, porcas e componentes de bombas.
Peças de engenharia elétrica, como conectores, tampas e isoladores, são frequentemente feitas de Delrin. Também é usado em componentes de veículos, como fechaduras de portas e conchas articuladas, e em dispositivos médicos, como canetas de insulina e inaladores dosimetrados. Delrin é frequentemente selecionado como um substituto plástico para peças metálicas.
Quais são os benefícios de fabricar peças com Delrin?
Delrin oferece uma combinação de propriedades que o tornam uma escolha forte em comparação com muitos plásticos e alguns metais. Alta resistência e rigidez permitem que as peças suportem cargas pesadas, mantendo a estabilidade dimensional através de mudanças de umidade e temperatura.
Delrin também apresenta excelente resistência ao impacto, fluência, combustíveis e solventes, por isso é adequado para ambientes petroquímicos e outras condições exigentes.
Essas propriedades fazem do Delrin uma boa opção para aplicações industriais, automotivas, aeroespaciais, de energia, de saúde e de consumo. Os usos comuns incluem componentes de bombas e válvulas, utensílios de cozinha, controles de gerenciamento de água, equipamentos esportivos e recipientes para alimentos. Delrin também é frequentemente usado para substituir peças metálicas.
Do ponto de vista da fabricação, Delrin usina bem. Ele pode ser cortado em uma ampla variedade de geometrias com ferramentas padrão e é adequado para moldagem por injeção e extrusão.
Como você monta as peças Delrin?
As peças Delrin podem ser montadas com parafusos auto-roscantes, encaixes de pressão e encaixes de pressão para juntas removíveis. Soldagem, adesivos e rebites proporcionam montagem permanente.
Para protótipos ou pequenas tiragens, os adesivos são uma opção, mas normalmente não possuem a resistência necessária para o desempenho no uso final. As juntas coladas são recomendadas quando o desempenho é crítico.
Limpe e desengordure as superfícies de contato com lixa ou produtos químicos apropriados para melhorar os resultados da montagem.
Qual é a diferença entre Delrin e acetal?
Existem duas variantes principais de POM: POM-C (copolímero) e POM-H (homopolímero). Delrin é o nome comercial do POM-H, enquanto o POM-C é comumente referido como acetal. Uma diferença fundamental é o ponto de fusão: o POM-C amolece em torno de 160 a 175 graus Celsius, enquanto o POM-H derrete entre 172 e 184 graus Celsius.
No geral, o POM-H oferece propriedades mecânicas e físicas superiores em comparação com o POM-C, tornando-o mais adequado para aplicações que exigem alta resistência à abrasão e baixo coeficiente de atrito. O POM-C não é tão forte nem tão rígido quanto o Delrin, mas é mais fácil de processar e tem um bom desempenho em aplicações de baixo atrito.
Quais são as propriedades materiais do Delrin?
Delrin é um termoplástico de engenharia de alto desempenho com diversas propriedades notáveis:
Excelente estabilidade dimensional e geométrica
Usinabilidade confiável
Resistência ao desgaste e fadiga
Boas resistências térmicas e químicas
Superfície brilhante e cor branca opaca (forma natural)
Em muitos casos, o Delrin pode substituir metais e ser usado na impressão 3D. Essas propriedades decorrem de sua composição química e alto grau de cristalinidade. Alguns dos benefícios químicos do Delrin incluem:
Resistência a temperaturas mais baixas (até -40 graus Celsius)
Alta resistência mecânica
Alta rigidez
Resistência contra a fadiga
Resistência ao impacto e à umidade
Facilidade de fabricação
Características isolantes para uso elétrico
Resistência química a solventes e neutros
No entanto, embora Delrin seja mais resistente à falha rápida devido à exposição a compostos orgânicos do que outros plásticos, é suscetível a ácidos fortes, bases fortes e água quente ou vapor.
Propriedades mecânicas do Delrin
Resistência à tração final: 60 - 89,6 MPa
Resistência ao escoamento: 48,6 - 72,4 MPa
Módulo de Young (módulo de elasticidade): 2,5 - 4 GPa
Alongamento na ruptura: 15 - 75%
Dureza: 14,6 - 24,8HV
Propriedades térmicas de Delrin
Temperatura máxima de serviço: 76,9 - 96,9 graus Celsius
Coeficiente de expansão térmica: 75,7 - 202 10^-6 /graus Celsius
Condutividade térmica: 0,221 - 0,35 W / (m - graus Celsius)
Propriedades físicas do Delrin
Resistência UV: Fraca
Propriedades elétricas de Delrin
Segurança ESD: Sim
Delrin pode ser usinado com equipamentos padrão de oficina, como perfuração, fresamento, torneamento, rosqueamento, serra e rosqueamento. As propriedades do material devem ser consideradas durante a usinagem: menor rigidez requer suporte para paredes finas para evitar deflexão, e menor condutividade térmica e ponto de fusão exigem minimização da entrada de calor.
Qual é o acabamento superficial correto para Delrin?
As peças Delrin normalmente são acabadas de duas maneiras, dependendo das necessidades cosméticas e da função. As peças usinadas geralmente são aceitáveis, mas apresentam marcas de usinagem e uma superfície ligeiramente áspera. O jateamento de esferas fornece um acabamento fosco uniforme e pode melhorar a durabilidade da superfície.
Várias opções de personalização de superfície estão disponíveis para peças Delrin, incluindo hot stamping, serigrafia, pintura, marcação a laser, metalização e tampografia.
As peças Delrin pintadas podem ser assadas em temperaturas de até 160 graus Celsius. As superfícies também podem ser metalizadas com revestimentos de cobre, cromo ou alumínio para melhorar a aparência e durabilidade. As peças Delrin aceitam marcação a laser e podem ser pré-tratadas com soluções levemente ácidas para melhorar a adesão.
Como as tolerâncias geométricas se comportam para peças Delrin grandes?
Delrin usina facilmente e é dimensionalmente estável, o que suporta tolerâncias restritas. No entanto, peças grandes podem apresentar encolhimento de cerca de ±0,05 mm.
Quanto custa usinar peças Delrin?
Delrin está entre os plásticos mais usináveis, o que o torna mais caro do que muitas alternativas, mas muitas vezes vale o custo. Ele mantém sua forma durante a usinagem e tem menos probabilidade de quebrar devido à sua alta rigidez.
Quais são as desvantagens do Delrin?
Embora Delrin seja um material robusto para muitas aplicações, ele apresenta desvantagens. É difícil colar porque muitos adesivos e colas à base de solvente não dissolvem adequadamente a sua superfície. Delrin também é inflamável a temperaturas elevadas e pode deformar-se durante a usinagem se as temperaturas não forem controladas.
Existem restrições de design para peças Delrin?
Delrin segue muitas regras de projeto comuns que se aplicam a plásticos de engenharia. Existem poucas restrições específicas de materiais, mas as melhores práticas padrão continuam importantes para manter tolerâncias rigorosas e evitar deformações ou fraturas. Preste atenção à espessura da parede, ao suporte para recursos finos, ao gerenciamento térmico durante a usinagem e aos filetes apropriados em concentrações de tensão.
Ao projetar peças para usinagem CNC, especifique raios internos nos cantos em vez de ângulos de 90 graus. As fresas são cilíndricas e não podem produzir cantos internos afiados sem ferramentas ou operações extras. O uso de raios reduz o tempo e o custo de usinagem e simplifica a produção para os maquinistas.
Evite tolerâncias apertadas, a menos que seja necessário. Nem todo componente precisa de tolerâncias rigorosas, e especificar apenas as dimensões críticas reduz o custo e o tempo de usinagem.
Evite paredes finas e cavidades profundas em seus projetos. Paredes finas aumentam o tempo de usinagem e podem causar danos às peças durante a produção. Esses recursos podem exigir máquinas especializadas, o que aumenta os custos. Mantenha a profundidade da rosca inferior a três vezes o diâmetro do furo, pois o rosqueamento mais profundo aumenta o tempo e o custo de usinagem.
