30/05/2024

Nylon vs. Delrin: materiali resistenti e durevoli, ideali per applicazioni ad alta usura

Da Protolabs

Se cercate materiali che durino nel tempo, non cercate altro che il nylon e il Delrin, un omopolimero dell'acetale. Questi due materiali multiuso offrono durata, forza e resistenza all'usura a lungo termine e sono entrambi ideali per progetti di stampaggio a iniezione e lavorazione CNC. Sia il nylon (poliammide) che il Delrin (poliossimetilene) hanno un basso coefficiente di attrito e sono resistenti agli agenti chimici e ai raggi UV. Tuttavia, a seconda dell'applicazione specifica o dei requisiti del progetto, esistono differenze cruciali tra i due materiali che potrebbero rendere uno dei due più adatto alle vostre esigenze. 

I vantaggi del nylon 

Il nylon è una plastica incredibilmente robusta, con un'elevata resistenza al calore e alle alte temperature, che lo rende una scelta ideale per le applicazioni elettriche e i componenti automobilistici. Esistono molti tipi e gradi diversi di materiali in nylon stampati, ognuno con le proprie qualità distintive e proprietà uniche che possono soddisfare le specifiche precise della maggior parte dei progetti e delle applicazioni. Il nylon è anche un materiale estremamente compatibile con la stampa 3D, un'opzione di produzione desiderabile che manca al Delrin. 

Opzioni in nylon stampato 

Esistono diversi materiali in nylon stampato, ognuno con i propri vantaggi. 

  • Nylon 66:nylon per uso generale che offre grande durezza, rigidità e abrasione. Ha una resistenza alla trazione di circa 82 MPa, un elevato punto di fusione e temperature di stampaggio comprese tra 38° e 107°C.
  • Nylon 46: un nylon per stampaggio a iniezione termostabilizzato e conforme alla direttiva RoHS con una deflessione termica, una temperatura di fusione e una temperatura di stampaggio molto elevate.
  • Nylon caricato: Una delle plastiche più resistenti disponibili per il processo di stampaggio. Ha un elevato rapporto rigidità-peso e forti proprietà meccaniche.
  • Nylon Minerale:Nylon 66 rinforzato al 40% con minerali, punto di fusione di 263°C, CTI elettrico >600 e grado di infiammabilità HB (autoestinguente). 
  • Nylon caricato a vetro: Offre un'elevata resistenza alla trazione e durezza Rockwell con punti di fusione estremamente elevati. Le opzioni includono 13%, 14%, 15%, 20%, 33%, 35%.

Queste opzioni di nylon sono tutte estremamente durevoli e possiedono tutte una resistenza alle alte temperature, soprattutto quando sono rinforzate. Tutti questi nylon stampati offrono un'elevata resistenza all'usura e agli agenti chimici, tranne quando sono esposti ad acidi e basi forti. Inoltre, il nylon è elettricamente non conduttivo e isolante, il che lo rende perfettamente adatto alle applicazioni elettriche e automobilistiche.   

Parti tipiche in Nylon  
  • Componenti sotto il cofano
  • Parti della pompa
  • Ingranaggi e cuscinetti
  • Pignoni
  • Pale di ventilatore
  • Chiusure
  • Collettori
  • Caratteristiche a parete sottile
  • Pettini
  • Bobine
  • Viti
  • Parti Strutturali

Stampa 3D con il nylon 

Il vantaggio di utilizzare il nylon con la stampa 3D è che i clienti hanno maggiore libertà nella progettazione dei pezzi e possono introdurre geometrie più complesse nei loro prodotti, eliminando le limitazioni dei processi di produzione più tradizionali. È possibile scegliere tra diversi tipi di nylon che possono essere utilizzati con i processi di stampa 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) o MJF

Qualunque sia il grado di nylon scelto, questi materiali termoplastici in polvere creano parti forti e durevoli che possiedono proprietà meccaniche perfettamente adatte sia alla prototipazione funzionale che ai progetti di utilizzo finale. Il nylon stampato in 3D è estremamente durevole, ha un'elevata resistenza al calore e un'ottima resistenza all'usura a lungo termine. 

Ecco un elenco dei vari gradi di nylon e dei relativi vantaggi, seguito da grafici che ne confrontano le proprietà: 

  • PA 12 Bianco Smooth: Un buon nylon per uso generale e una scelta di materiale conveniente, con buona resistenza e rigidità.
  • PA 11 Grigio Smooth Grey: presenta il più alto allungamento a rottura di tutti i nylon prodotti additivamente e la migliore duttilità dei nylon.  
  • PA 12 Carbon Filled Smooth Nero: Noto per la sua estrema rigidità, il riempimento di carbonio fornisce proprietà meccaniche diverse in base alla direzione dei tre assi considerati. 
  • PA 12 Flex Pure Black: Combina le proprietà della PA12 e del PP. Resistenza e rigidità simili a quelle della PA 12 e allungamento paragonabile a quello del PP non caricato.
  • PA 12 Caricato sfere di vetro: Possiede una maggiore resistenza termica rispetto alle poliammidi non caricate e un'eccellente rigidità. 

A cosa serve il materiale Delrin? 

L'omopolimero acetale Delrin è un materiale ideale per una serie di applicazioni industriali e meccaniche ed è una delle materie plastiche più utilizzate per progetti di stampaggio a iniezione e lavorazione CNC. Il Delrin è un'ottima alternativa al metallo grazie alle sue caratteristiche: 

  • Alta densità 
  • Superficie resiliente 
  • Elevata resistenza alla trazione 
  • Resistenza all'usura a lungo termine 
  • Basso coefficiente di attrito 
  • Durata prolungata 
  • Resistenza complessiva 

 

Il Delrin ha anche un'eccellente lavorabilità, un'elevata precisione, una buona stabilità dimensionale, una capacità di impatto superiore, un'elevata resistenza alla fatica e ottime proprietà di usura e abrasione, che lo rendono un materiale ideale per le parti soggette a forte usura nel tempo.  

Parti tipiche in Delrin
  • Ingranaggi 
  • Cuscinetti
  • Boccole
  • Rulli
  • Raccordi
  • Parti di isolatori elettrici
  • Componenti della pompa
  • Componenti della valvola
  • Plettri per chitarra
  • Strumenti chirurgici

In ambienti umidi, il Delrin brilla per il suo bassissimo tasso di assorbimento dell'umidità, le elevate prestazioni e la conservazione delle dimensioni. Questo lo rende la scelta perfetta per i componenti di pompe e valvole. Il Delrin è un materiale altamente versatile, con una densità superiore e una notevole resistenza allo scorrimento e all'usura. È inoltre chimicamente resistente agli idrocarburi, ai solventi e ai prodotti chimici neutri. Il grado naturale di Delrin è conforme alla FDA, alla NSF e all'USDA, per facilitare le preoccupazioni sull'uso del materiale in qualsiasi situazione adatta. Un inconveniente del Delrin è che non è ideale per l'uso con la stampa 3D e per queste applicazioni il nylon sarebbe un sostituto molto adatto.  

A titolo di riferimento, si riportano di seguito alcune statistiche vitali relative alle categorie chiave di Delrin: 

Materiale Resistenza alla trazione Forza d'urto Deviazione al calore Allungametno a rottura
Delrin (for IM) 30 - 86 MPa 1.12-2.98 kg/m. 94-178 °C 14-40%

 

Nylon e Delrin: Il risultato finale 

Sia il nylon che il Delrin sono materiali forti e durevoli che possono essere utilizzati per una varietà di applicazioni industriali, meccaniche, elettriche e automobilistiche. Sono materiali versatili, resistenti all'abrasione, al calore, all'usura prolungata e agli impatti elevati. Inoltre, grazie alla possibilità di scegliere tra diversi gradi e tipi di nylon e Delrin, è possibile trovare quello più adatto alle esigenze specifiche di qualsiasi applicazione o progetto. 

 

 

Resistenza all'abrasione

Basso attrito

Geometrie complesse?

Resistenza all'umidità

Tolleranza temp alte

Stampa 3D

Lavorabilità

Resistenza all'usura

Nylon

 

 

 

Delrin

 

 

 

 

 

Il nylon è il materiale migliore se si desidera utilizzare le funzionalità di stampa 3D e può essere utilizzato anche a temperature più elevate rispetto al Delrin. Il Delrin è in vantaggio nelle applicazioni che richiedono un minore assorbimento di umidità in ambienti umidi e bagnati, e funziona molto bene anche come materiale per le parti lavorate. 

Indipendentemente dal materiale con cui si decide di lavorare, sia il nylon che il Delrin sono materiali plastici resistenti e di lunga durata che si adattano perfettamente a qualsiasi applicazione o progetto si possa immaginare.