Kennen Sie Ihre Materialien:Acetal vs. Nylon

Technische Kunststoffe, eine Gruppe von Kunststoffen, die bessere mechanische und thermische Eigenschaften als andere Kunststoffe aufweisen, werden häufig als Ersatz für traditionelle technische Materialien wie Holz, Metall oder Gummi verwendet. Zwei der am häufigsten verwendeten technischen Kunststoffe sind Acetal (bekannt unter vielen Namen wie Delrin und POM) und Nylon, die beide einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hervorragende Haltbarkeit bieten. Diese beiden Materialien können auch für viele der gleichen Anwendungen wie Lager, Buchsen und Hochleistungszahnräder verwendet werden.

Da es so viele Überschneidungen zwischen Nylon und Acetal gibt, kann es schwierig sein, die Hauptunterschiede zwischen den beiden zu verstehen und eines dem anderen vorzuziehen. Hier finden Sie alles, was Produktteams über Nylon und Acetal wissen müssen, und wie sie feststellen können, was für ihr Projekt besser ist.

Übersicht über Nylon-Kunststoff

Wie andere Kunststoffe werden Nylons durch Destillieren von Kohlenwasserstoffbrennstoffen hergestellt. Es gibt zwei Hauptprozesse, durch die Nylons hergestellt werden – Polymerisation und Polykondensation. Die Polykondensation beinhaltet die Reaktion eines Diamins mit Dicarbonsäuren und führt zur Bildung eines biologisch besser abbaubaren Nylons. Bei der Polymerisation hingegen werden Aminmonomere mit Carbonsäure umgesetzt.

Die halbkristalline Struktur von Nylon bietet ein hohes Maß an Steifigkeit, Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Aus diesen Gründen ist Nylon ideal für reibungsintensive Anwendungen wie Zahnräder oder Lager. Nylon neigt jedoch dazu, Feuchtigkeit aus seiner Umgebung aufzunehmen, was sich negativ auf die Stabilität und Funktionalität eines Teils auswirken kann, und es ist nicht von Natur aus beständig gegen UV-Licht. Glücklicherweise kann die Verwendung von Vorkonditionierungsbehandlungen diese beiden Effekte abmildern und den Schaden reduzieren.

Die zahlreichen Nylonarten sind alle durch Nummern identifizierbar. Die drei häufigsten Arten von Nylon sind Nylon 6, Nylon 66 und Nylon 12, und die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Nylon variieren je nach Typ. Einige wichtige mechanische Spezifikationen für beispielsweise unverstärktes Nylon 6 sind:

• Wasseraufnahme:1.900 %, 24 Stunden bei 23 °C (73,4 °F)
• Zugfestigkeit:76 MPa
• Biegefestigkeit:110 MPa
• Biegemodul:2965 MPa
• Härte:116, Rockwell R
• Schmelztemperatur:220°C (428°F)

Nylon wird wegen seiner Festigkeit und Vielseitigkeit sowie seiner natürlichen reibungsarmen Eigenschaften sehr geschätzt. Es kann zu Filamenten, Fasern, Filmen und Platten geformt werden und ist mit einer Reihe von Herstellungsverfahren kompatibel, darunter Spritzguss, CNC-Bearbeitung und 3D-Druck. Aus diesen Gründen werden Nylons häufig vom Prototyping bis zur Serienproduktion in großen Stückzahlen verwendet. Nylons werden auch in einer Vielzahl von Branchen für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Nylonfolie wird häufig für Lebensmittelverpackungen verwendet, Nylonteile ersetzen häufig Aluminiumkomponenten in Motoren, und Nylon wird häufig für elektrische Anwendungen wie Kabelbinder, Isolatoren und Schaltergehäuse verwendet.

Übersicht Acetal-Kunststoff

Es gibt zwei Haupttypen von Acetalen – Homopolymere und Copolymere. Homopolymere und Copolymere haben unterschiedliche chemische Zusammensetzungen, werden für unterschiedliche Anwendungen verwendet und erfordern unterschiedliche Herstellungsverfahren. Homopolymeracetal wird hergestellt, indem wässriges Formaldehyd mit Alkoholen umgesetzt wird, um Hemiformal zu bilden, dieses Gemisch dann destilliert und mit Katalysatoren polymerisiert wird. Die Herstellung von Acetal-Copolymeren ist komplexer und beinhaltet die Umwandlung von Formaldehyd in Trioxan, das dann destilliert und mit Katalysatoren polymerisiert wird.

Homopolymere sind tendenziell steifer und härter mit einer rutschigeren Textur. Copolymere hingegen haben eine bessere Dimensionsstabilität und eine höhere Chemikalienbeständigkeit. Beide Acetalarten werden für Anwendungen bevorzugt, die eine hohe Beständigkeit gegen Abrieb, Wasser und Chemikalien sowie eine geringe Reibung erfordern. Einige dieser Anwendungen umfassen Zahnräder, Reißverschlüsse, Unterhaltungselektronik, Kunststoffmöbel und medizinische Artikel.

Weitere gängige Anwendungen für Acetal sind mechanische Getriebe, elektrische Isolierung, Gehäuseteile, Automobilteile wie elektrische Fensterheber und Türschlösser, Materialien für die Lebensmittelindustrie wie Lebensmittelförderbänder und mehr. Im Gegensatz zu Nylon ist Acetal jedoch nicht besonders kompatibel mit dem 3D-Druck. Aus diesem Grund wird es nicht in dem Maße für das Prototyping verwendet wie Nylon.

Die Eigenschaften von Acetal-Kunststoffmaterialien variieren je nach Typ, aber seine typischen mechanischen und physikalischen Eigenschaften umfassen:

Homopolymeres Acetal

• Wasseraufnahme:0,25 %, 24 Stunden bei 23 °C (73,4 °F)
• Zugfestigkeit:10.000 psi
• Biegemodul:420.000 psi
• Reibungskoeffizient:0,20

Copolymeracetal

• Wasseraufnahme:0,20 %, 24 Stunden bei 23 °C (73,4 °F)
• Zugfestigkeit:9.800 psi
• Biegemodul:370.000 psi
• Reibungskoeffizient:0,21

Acetal ist aufgrund seiner hohen Festigkeit, geringen Reibung und hervorragenden Verschleißeigenschaften sowohl in heißen als auch in kalten Umgebungen sehr beliebt. Da es leicht zu bearbeiten ist, ist es außerdem eine ausgezeichnete Materialwahl für Anwendungen, die enge Toleranzen erfordern.

Erste Schritte mit Acetal und Nylon

Nylon und Acetal sind vielseitige Thermoplaste, die beide eine ausgezeichnete Wahl für viele Projekte sind. Trotz der Ähnlichkeiten zwischen den beiden handelt es sich jedoch nicht um dasselbe Material und sollten nicht zusammengeführt werden. Nylon ist ein abriebfestes Material, das besonders gut mit dem 3D-Druck kompatibel ist. Acetal hingegen ist widerstandsfähiger gegen Feuchtigkeit und hervorragend kompatibel mit der CNC-Bearbeitung. Produktteams müssen immer ihre Sorgfalt walten lassen, um sicherzustellen, dass der Kunststoff, den sie für das Projekt auswählen, wirklich der richtige ist. Glücklicherweise kann ein erfahrener Partner dabei helfen, den Materialauswahlprozess zum Kinderspiel zu machen.

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