Delrin (Polyoxymethylen): Wichtige Eigenschaften & Auswahlleitfaden für Ingenieuranwendungen

Polyoxymethylen (POM), bekannter als Acetal oder sein Markenname Delrin®, ist ein Konstruktionskunststoff mit niedriger Reibung, hoher Steifigkeit und hervorragender Dimensionsstabilität. Polyoxymethylen ist eine Kategorie von Thermoplasten und umfasst viele verschiedene Formulierungen des Materials, die alle leicht variieren. Daher ist es wichtig, so viel wie möglich über jeden Typ zu erfahren, bevor Sie einen für Ihr nächstes Projekt wählen.

Delrin® ist ein teilkristalliner, ingenieurtechnischer Thermoplast, der häufig zur Herstellung hochpräziser Teile verwendet wird. Im Allgemeinen bietet Delrin® beeindruckende Dimensionsstabilität und Gleiteigenschaften. Er ist bekannt für seine hohe Festigkeit, seinen weiten Betriebstemperaturbereich (-40 °C bis 120 °C) und seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über dieses Material, von der Herstellung bis zu den passgenauen Anwendungen.

Einblick in den Polyoxymethylen-Produktionsprozess

Acetal wurde erstmals 1920 vom deutschen Chemiker Hermann Staudinger entdeckt, bevor es 1956 von Forschern bei DuPont, den ursprünglichen Herstellern von Delrin®-Kunststoff, kommerziell synthetisiert wurde. Wie alle anderen Kunststoffe wird Acetal durch Destillation von Kohlenwasserstoffkraftstoffen in leichtere Gruppen, sogenannte „Fractions“, hergestellt, die dann durch Polymerisation oder Polykondensation mit anderen Katalysatoren zu einem fertigen Kunststoff kombiniert werden können.

Um ein Acetal-Homopolymer wie Delrin® herzustellen, muss wasserfreies Formaldehyd durch eine Reaktion zwischen wässrigem Formaldehyd und Alkohol zu einem Hemiformal erzeugt werden. Das Hemiformal wird dann erhitzt, um das Formaldehyd freizusetzen, und das Formaldehyd wird durch anionische Katalyse polymerisiert. Der resultierende Polymer wird stabilisiert, wenn er mit Essigsäureanhydrid reagiert, wodurch Polyoxymethylen-Homopolymer entsteht.

Acetal gibt es in vielen verschiedenen kommerziellen Varianten und Formulierungen, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Beispielsweise ist Delrin® 500 ein mittelviskoses Allzweck-Polyoxymethylen mit einem guten Gleichgewicht aus Fließeigenschaften und physikalischen Eigenschaften. Es kann zur Herstellung von Teilen per CNC-Zerspanung und Spritzguss verwendet werden und wird häufig für mechanische Teile, Kraftstoffsysteme und Befestigungselemente eingesetzt. Delrin® 1700P hingegen ist ein sehr niedrigviskoses, schnell formendes Harz, das am besten für Teile mit komplexen Formen, dünnen Wänden, langen Fließwegen oder Mehrkavitätenwerkzeugen geeignet ist. Es bietet auch die beste thermische Formstabilität für ablagerungsfreies Formen unter anspruchsvollen Bedingungen.

Da es Dutzende verschiedener Formulierungen von Acetal gibt, ist es wichtig, Ihre Recherche zu betreiben und sicherzustellen, dass Ihr potenzieller Kunststoff alle Eigenschaften bietet, die Sie für Ihre Anwendung benötigen.

Delrin®-Kunsstoffeigenschaften und mechanische Spezifikationen

Acetals hervorragende mechanische Eigenschaften machen es extrem vielseitig und bieten eine einzigartige Mischung von Eigenschaften, die Sie in den meisten Metallen oder anderen Kunststoffen nicht finden werden. Delrin®-Kunststoff ist fest, steif und beständig gegen Schlag, Kriechen, Abrieb, Reibung und Ermüdung. Er ist auch bekannt für seine hervorragende Dimensionsstabilität bei hochpräziser Zerspanung. Acetal hält auch Feuchtigkeit, Benzin, Lösungsmittel und eine breite Palette anderer neutraler Chemikalien bei Raumtemperatur stand. Aus Designsicht haben Teile aus extrudiertem POM von Natur aus eine glänzende Oberflächenbeschaffenheit.

Da Acetal mit CNC-Zerspanung, Spritzguss, Extrusion, Pressformen, Rotationsguss und mehr kompatibel ist, sind Produktteams frei, den Fertigungsprozess zu wählen, der am besten zu ihrem Budget und ihren Bedürfnissen passt. Es ist jedoch erwähnenswert, dass Delrin®-Kunststoff typischerweise sehr schwierig zu verkleben ist.

Acetal-Materialeigenschaften variieren je nach Formulierung, aber die mechanischen Eigenschaften für Delrin® 100 NC010, eine der beliebtesten Formulierungen, umfassen:

• Zugmodul: 2.900 MPa
• Streckspannung: 71 MPa
• Streckdehnung: 26 %
• Dichte: 1.420 kg/m³
• Kerbschlagzähigkeit (Charpy), +23 °C: 15 kJ/m²
• Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient, normal: 110 E-6/K
• Wasseraufnahme: 0,9 %

Delrin® hat einige Einschränkungen. Beispielsweise ist Delrin® zwar gegen viele Chemikalien und Lösungsmittel beständig, aber nicht sehr beständig gegen starke Säuren, Oxidationsmittel oder UV-Strahlung. Längere Strahlungseinwirkung kann die Farbe verziehen und das Teil seine Festigkeit verlieren lassen. Auch ist dieses Material nicht ohne Weiteres in einer flammwidrigen Güte erhältlich, was seinen Nutzen für bestimmte Hochtemperaturanwendungen einschränkt.

Warum Delrin®-Kunststoff wählen?

Diese Einschränkungen nichtwithstanding, gibt es viele Gründe, Acetal anderen Materialien vorzuziehen. Im Vergleich zu anderen Kunststoffen bietet Acetal bessere Kriech-, Schlag- und Chemikalienbeständigkeit, bessere Dimensionsstabilität und höhere Festigkeit. Es hat auch einen niedrigeren Reibungskoeffizienten.

Acetal übertrifft auch bestimmte Metalle. Mit diesem Material gefertigte Teile haben ein höheres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, bessere Korrosionsbeständigkeit und bieten mehr Möglichkeiten zur Teilekonsolidierung. Sie können dünnere und leichtere Teile schneller und zu einem niedrigeren Preis mit Acetal bauen als mit einem vergleichbaren Metall.

Delrin®-Kunststoff findet sich in fast jedem großen Fertigungssektor. In der Automobilindustrie umfassen gängige Anwendungen schwer lasttragende Zahnräder, Kraftstoffsystemkomponenten, Lautsprechergitter und Sicherheitskomponenten wie Gurtschlösser. Delrin® findet sich auch in industriellen Allzweckgeräten wie Lagern, Zahnrädern, Pumpen und Messgeräten. Im Konsumgüter- und Gerätebereich kann dieses Material für alles von Reißverschlüssen und Stiften bis hin zu Messergriffen und Rasensprinklern verwendet werden.

Einstieg in Delrin®

Es gibt viel, was Produktteams an Delrin® lieben können. Es ist fest, stabil, vielseitig und seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften machen es zu einer guten Wahl für eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Allerdings kann es mit Dutzenden verschiedener Acetal-Formulierungen auf dem Markt sehr herausfordernd sein, festzustellen, welche die beste Passform für Ihr einzigartiges Projekt sein könnte. Ein erfahrener Fertigungspartner kann den Materialauswahlprozess entmystifizieren.

Wenn Sie mit Fast Radius zusammenarbeiten, partnerschaften Sie mit einem Team von On-Demand-Fertigungsexperten, die jahrelange Erfahrung darin haben, Produktteams bei der Materialauswahl zu unterstützen. Wir sind bestens vertraut mit der breiten Palette an Materialien, die sowohl für traditionelle als auch additive Fertigung verwendet werden können – einschließlich Delrin®. Sobald Sie die Delrin®-Formulierung ausgewählt haben, die für Ihre Anwendung die richtige Passform ist, kann unser Expertenteam den gesamten Fertigungsprozess erleichtern – von Design und Prototyping bis hin zu Produktion und Fulfillment. Mit einem vollständigen Portfolio an Fertigungsdienstleistungen einschließlich CNC-Zerspanung und Spritzguss kann Fast Radius Ihre Vision schnell und einfach zum Leben erwecken. Kontaktieren Sie uns heute, um zu starten.

Um mehr über gängige Materialien zu erfahren, sehen Sie sich unsere Leitfäden zu korrosionsbeständigen Materialien, chemikalienbeständigen Kunststoffen, gängigen Kunststoffen in der Automobilindustrie und mehr im Fast Radius Ressourcenzentrum an.

Bereit, Ihre Teile mit Fast Radius zu fertigen?

Angebot anfordern