Qu’est-ce que le Delrin et pourquoi est-il unique ? Le Delrin, ou POM-H (acétal homopolymère), est un thermoplastique technique semi-cristallin utilisé pour l'usinage CNC, l'impression 3D et le moulage par injection pour produire des composants durables et de précision. Cet article examine les propriétés clés du Delrin et donne des conseils pour tirer le meilleur parti de ce matériau.
Le Delrin est un thermoplastique technique qui offre un faible frottement, une rigidité élevée et une stabilité dimensionnelle exceptionnelle. Il permet la production de pièces de haute précision grâce à sa haute résistance et sa large plage de températures de fonctionnement (-40 à 120 degrés Celsius). Le Delrin offre également de solides performances mécaniques et est plus résistant que l'ABS.
Cet article examine les propriétés matérielles du Delrin et propose des conseils pratiques pour travailler avec ce thermoplastique technique robuste. Qu'il s'agisse d'usiner CNC, de mouler par injection ou d'imprimer en 3D des pièces personnalisées, cette ressource explique de quoi est fait le Delrin et quand l'utiliser.
Comment est fabriqué le Delrin ?
Le Delrin, ou POM-H (acétal homopolymère), fait partie de la famille des POM, qui comprend également l'acétal copolymère (POM-C). La chimie des polymères derrière le Delrin a été identifiée pour la première fois par le chimiste allemand Hermann Staudinger en 1920. DuPont a ensuite développé et commercialisé le Delrin, le produisant à partir de 1956.
Le Delrin est fabriqué en distillant des hydrocarbures en fractions et en combinant ces fractions avec des catalyseurs par polymérisation pour former le plastique fini. Le nom Delrin fait spécifiquement référence à l'homopolymère d'acétal fabriqué pour la première fois par DuPont.
Comment le Delrin est-il utilisé ? Que peut-on faire avec du Delrin ?
Le Delrin est préféré par de nombreux machinistes car il usine facilement sur des centres à 3 et 5 axes, comme les pièces métalliques. Il convient également à l’impression 3D et au moulage par injection, ce qui en fait un choix polyvalent pour un large éventail d’applications.
Les composants Delrin sont courants dans l’automobile et l’électronique grand public, ainsi que dans tout secteur nécessitant des pièces d’ingénierie de haute performance. Les utilisations typiques incluent les roues dentées, les boîtiers, les vis, les écrous et les composants de pompe.
Les pièces électrotechniques telles que les connecteurs, les couvercles et les isolateurs sont fréquemment fabriquées en Delrin. Il est également utilisé dans les composants des véhicules tels que les serrures de porte et les coques articulées, ainsi que dans les dispositifs médicaux tels que les stylos à insuline et les inhalateurs-doseurs. Le Delrin est souvent choisi pour remplacer le plastique des pièces métalliques.
Quels sont les avantages de fabriquer des pièces en Delrin ?
Le Delrin offre une combinaison de propriétés qui en font un choix judicieux par rapport à de nombreux plastiques et à certains métaux. La résistance et la rigidité élevées permettent aux pièces de supporter de lourdes charges tout en conservant leur stabilité dimensionnelle malgré les changements d'humidité et de température.
Le Delrin présente également une excellente résistance aux chocs, au fluage, aux carburants et aux solvants, ce qui le rend adapté aux environnements pétrochimiques et à d'autres conditions exigeantes.
Ces propriétés font du Delrin une bonne option pour les applications industrielles, automobiles, aérospatiales, énergétiques, de santé et grand public. Les utilisations courantes incluent les composants de pompes et de vannes, les appareils de cuisine, les commandes de gestion de l'eau, les équipements sportifs et les récipients alimentaires. Le Delrin est également fréquemment utilisé pour remplacer des pièces métalliques.
Du point de vue de la fabrication, Delrin usine bien. Il peut être découpé dans une large gamme de géométries avec des outils standards et est bien adapté au moulage par injection et à l'extrusion.
Comment assembler les pièces en Delrin ?
Les pièces Delrin peuvent être assemblées avec des vis autotaraudeuses, des ajustements à pression et des ajustements à pression pour les joints amovibles. Le soudage, les adhésifs et le rivetage assurent un assemblage permanent.
Pour les prototypes ou les petites séries, les adhésifs sont une option, mais ils n'ont généralement pas la résistance requise pour les performances d'utilisation finale. Les joints collés sont recommandés lorsque la performance est critique.
Nettoyer et dégraisser les surfaces de contact avec du papier de verre ou des produits chimiques appropriés pour améliorer les résultats d'assemblage.
Quelle est la différence entre le Delrin et l’acétal ?
Il existe deux variantes principales du POM : le POM-C (copolymère) et le POM-H (homopolymère). Delrin est le nom commercial du POM-H, tandis que le POM-C est communément appelé acétal. Une différence clé est le point de fusion : le POM-C se ramollit entre 160 et 175 degrés Celsius, tandis que le POM-H fond entre 172 et 184 degrés Celsius.
Dans l'ensemble, le POM-H offre des propriétés mécaniques et physiques supérieures à celles du POM-C, ce qui le rend mieux adapté aux applications nécessitant une résistance élevée à l'abrasion et un faible coefficient de frottement. Le POM-C n'est pas aussi résistant ni aussi rigide que le Delrin, mais il est plus facile à traiter et fonctionne bien dans les applications à faible friction.
Quelles sont les propriétés matérielles du Delrin ?
Le Delrin est un thermoplastique technique haute performance doté de plusieurs propriétés notables :
Excellente stabilité dimensionnelle et géométrique
Usinabilité fiable
Résistance à l'usure et à la fatigue
Bonnes résistances thermiques et chimiques
Surface brillante et couleur blanche opaque (forme naturelle)
Dans de nombreux cas, le Delrin peut remplacer les métaux et être utilisé dans l’impression 3D. Ces propriétés proviennent de sa composition chimique et de son haut degré de cristallinité. Certains des avantages chimiques du Delrin comprennent :
Résistance à des températures plus basses (jusqu'à -40 degrés Celsius)
Haute résistance mécanique
Haute rigidité
Endurance contre la fatigue
Résistance aux chocs et à l'humidité
Facilité de fabrication
Caractéristiques isolantes pour usage électrique
Résistance aux solvants et aux produits chimiques neutres
Cependant, bien que le Delrin soit plus résistant que les autres plastiques aux défaillances rapides dues à l’exposition à des composés organiques, il est sensible aux acides forts, aux bases fortes et à l’eau chaude ou à la vapeur.
Propriétés mécaniques du Delrin
Résistance à la traction ultime : 60 - 89,6 MPa
Limite d'élasticité : 48,6 - 72,4 MPa
Module d'Young (module d'élasticité) : 2,5 - 4 GPa
Allongement à la rupture : 15 - 75%
Dureté : 14,6 - 24,8 HV
Propriétés thermiques du Delrin
Température de service maximale : 76,9 - 96,9 degrés Celsius
Coefficient de dilatation thermique : 75,7 - 202 10^-6 / degrés Celsius
Conductivité thermique : 0,221 - 0,35 W / (m - degrés Celsius)
Propriétés physiques du Delrin
Résistance aux UV : Faible
Propriétés électriques du Delrin
Sécurité ESD : Oui
Le Delrin peut être usiné avec des équipements d'atelier standard tels que le perçage, le fraisage, le tournage, le filetage, le sciage et le taraudage. Ses propriétés matérielles doivent être prises en compte lors de l'usinage : une rigidité plus faible nécessite un support pour des parois minces pour éviter la déflexion, et une conductivité thermique et un point de fusion plus faibles nécessitent de minimiser l'apport de chaleur.
Quelle est la bonne finition de surface pour le Delrin ?
Les pièces en Delrin sont généralement finies de deux manières en fonction des besoins cosmétiques et de la fonction. Les pièces telles qu'usinées sont généralement acceptables mais présenteront des marques d'usinage et une surface légèrement rugueuse. Le sablage aux billes fournit une finition mate uniforme et peut améliorer la durabilité de la surface.
Plusieurs options de personnalisation de surface sont disponibles pour les pièces Delrin, notamment le marquage à chaud, la sérigraphie, la peinture, le marquage laser, la métallisation et la tampographie.
Les pièces peintes en Delrin peuvent être cuites à des températures allant jusqu'à 160 degrés Celsius. Les surfaces peuvent également être métallisées avec des revêtements de cuivre, de chrome ou d'aluminium pour améliorer l'apparence et la durabilité. Les pièces en Delrin acceptent le marquage laser et peuvent être prétraitées avec des solutions légèrement acides pour améliorer l'adhérence.
Comment se comportent les tolérances géométriques pour les grandes pièces en Delrin ?
Le Delrin s'usine facilement et est dimensionnellement stable, ce qui supporte des tolérances serrées. Cependant, les pièces de grande taille peuvent présenter un retrait d'environ ±0,05 mm.
Combien coûte l’usinage des pièces en Delrin ?
Le Delrin fait partie des plastiques les plus usinables, ce qui le rend plus cher que de nombreuses alternatives, mais en vaut souvent la peine. Il conserve sa forme lors de l'usinage et risque moins de se briser en raison de sa grande rigidité.
Quels sont les inconvénients du Delrin ?
Bien que le Delrin soit un matériau robuste pour de nombreuses applications, il présente des inconvénients. Il est difficile à coller car de nombreux adhésifs et colles à base de solvants ne dissolvent pas correctement sa surface. Le Delrin est également inflammable à des températures élevées et peut se déformer lors de l'usinage si les températures ne sont pas contrôlées.
Existe-t-il des restrictions de conception pour les pièces en Delrin ?
Delrin suit de nombreuses règles de conception courantes qui s'appliquent aux plastiques techniques. Il existe peu de restrictions spécifiques aux matériaux, mais les meilleures pratiques standard restent importantes pour maintenir des tolérances strictes et éviter la déformation ou la fracture. Faites attention à l'épaisseur des parois, à la prise en charge des éléments fins, à la gestion thermique pendant l'usinage et aux congés appropriés aux concentrations de contraintes.
Lors de la conception de pièces pour l'usinage CNC, spécifiez des rayons internes dans les coins plutôt que des angles de 90 degrés. Les fraises sont cylindriques et ne peuvent pas produire de coins internes pointus sans outillage ou opérations supplémentaires. L'utilisation de rayons réduit le temps et les coûts d'usinage et simplifie la production pour les machinistes.
Évitez les tolérances serrées, sauf si cela est nécessaire. Tous les composants n'ont pas besoin de tolérances étroites, et le fait de spécifier uniquement les dimensions critiques réduit les coûts et le temps d'usinage.
Évitez les parois minces et les cavités profondes dans vos conceptions. Les parois minces augmentent le temps d'usinage et peuvent endommager les pièces pendant la production. Ces fonctionnalités peuvent nécessiter des machines spécialisées, ce qui augmente les coûts. Maintenez la profondeur du filetage à moins de trois fois le diamètre du trou, car un filetage plus profond augmente le temps et le coût d'usinage.
