Delrin-Bearbeitung: Eigenschaften, Prozesse, Vorteile, Nachteile und Anwendungsbereiche

Delrin-Bearbeitung

Die Verwendung von Delrin, POM-CNC-Bearbeitung, ist überall; wir finden Teile und Produkte aus diesem Material, unter anderem in unseren Autos, elektronischen Geräten, Industriemaschinen, Medizinprodukten und anderen Anwendungsbereichen.

Im Vergleich zu anderen Thermoplasten bietet Delrin eine hervorragende Bearbeitbarkeit. Komplexe Geometrien und Strukturen lassen sich mit hoher Präzision herstellen. ±0.0127mm. Verschiedene Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Bohren, Drehen und Fräsen formen Delrin mithilfe computergesteuerter Schneidwerkzeuge in die gewünschte Geometrie. 

In den folgenden Abschnitten werden wir uns mit dem Werkstoff Delrin, seinen Eigenschaften, Bearbeitungsmethoden, industriellen Anwendungen und Überlegungen zur Delrin-Bearbeitung befassen.

Was ist Delrin-Material? 

Delrin-Material 

Delrin ist ein Markenname für ein von DuPont das zur Familie der Polyoxymethylen-Kunststoffe (POM) gehört. Dieses teilkristalline Polymer besteht aus sich wiederholenden Oxymethyleneinheiten (-CH₂-O-), gewonnen aus der Polymerisation von Formaldehyd unter kontrollierten und katalytischen Bedingungen. Die hohe Stabilität und Regelmäßigkeit der Molekularstruktur des Delrin-Homopolymers führen zu Steifigkeit, Festigkeit, geringer Reibung und Verschleißfestigkeit, und bearbeitete Teile behalten ihre Dimensionsstabilität über die Zeit. 

In einigen Anwendungsbereichen gilt Delrin als leichter Kunststoffersatz für Metalle. Es bietet ähnliche Leistung und Haltbarkeit wie Metall bei Präzisionszahnrädern, Buchsen, Schnapphebeln usw. für leichte bis mittlere Belastungen. Folglich weist es eine gute thermische Stabilität auf und verliert seine Eigenschaften im Arbeitstemperaturbereich von -40 bis 120°C nicht. 

Sorten von Delrin

Für die maschinelle Bearbeitung sind die beiden beliebtesten Delrin-Sorten: Delrin 150 und Delrin 100AF.

• Delrin 150: Es handelt sich um ein standardmäßiges, ungefülltes Delrin-Homopolymer, das für seine hohe Festigkeit, Bearbeitbarkeit und seine Anwendungsmöglichkeiten im Strukturbereich bekannt ist. 
• Delrin 100 AF: Eine spezielle reibungsarme Sorte, die neben POM-Homopolymeren auch PTFE-Fasern enthält. 100 AF eignet sich optimal für Lager, Gleitlager und reibungsarme Schnittstellen. 

Welche Materialeigenschaften hat Delrin? 

Delrin ist ein leichter thermoplastischer Kunststoff mit hervorragenden mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften. Er zeichnet sich durch ein hohes Biegemodul, Festigkeit, Steifigkeit, Witterungsbeständigkeit, chemische Neutralität und eine gute Dauerfestigkeit aus.

Seine chemische Inertheit ist begrenzt und es ist möglicherweise nicht beständig gegenüber starken Oxidationsmitteln, Laugen usw. Darüber hinaus sind die mechanischen Eigenschaften von Delrin nicht günstig für Teile, die eine hohe Kriechfestigkeit erfordern, um hohen und konstanten Belastungen standzuhalten. 

Hier ist die Wertetabelle für die Materialeigenschaften von Delrin. 

Welche Bearbeitungsprozesse gibt es für Delrin? 

Wie bereits erwähnt, lässt sich Delrin mittels CNC-Drehen, Fräsen, Bohren und anderen Verfahren bearbeiten. Welches Verfahren angewendet wird, hängt von Form und Komplexität des zu bearbeitenden Teils ab. Daher erfordert jedes CNC-Bearbeitungsverfahren für Delrin spezifische Werkzeuge und Materialabtragsmethoden. 

Als nächstes wollen wir die wichtigsten Bearbeitungsprozesse für Delrin besprechen.

Delrin CNC-Fräsen

CNC-Fräsen von Delrin

Rotierende Hartmetall-/HSS-Schaftfräser (oder ähnliche Werkzeuge) auf der Spindel bewegen sich über das Delrin-Werkstück, um Material abzutragen und es zu formen. Durch Fräsen lassen sich ebene Flächen, komplexe Konturen, Nuten, Taschen usw. erzeugen.

Wann zu verwenden: Für Bearbeitung von Kunststoffteilen mit komplexen Konturen und inneren Strukturen. Z. B. Zahnräder, Pumpenteile und Armaturen. 

Delrin CNC-Drehen

Delrin CNC-Drehen

CNC-gedrehte Delrin-Teile können auf konventionellen Drehmaschinen oder CNC-Drehzentren gefertigt werden. Für die Bearbeitung von Delrin bei hohen Geschwindigkeiten eignen sich Drehwerkzeuge mit Hartmetalleinsätzen optimal. 

Wann zu verwenden: Wenn die Geometrie des entworfenen Delrin-Teils zylindrisch oder rund ist oder die Bearbeitung symmetrischer Merkmale erfordert, z. B. Distanzstücke, Buchsen und Sonderstangen. 

Delrin CNC-Bohren

Bohren von Delrin

Zum Bohren von Löchern in Delrin werden Spiralbohrer oder spezielle Kunststoffbohrer verwendet. Damit lassen sich sowohl Sacklöcher als auch Durchgangslöcher herstellen. Dabei ist es wichtig, Kühlmittel zu verwenden oder den Bohrer häufig herauszuziehen, um eine Wärmeentwicklung zu vermeiden.

Wann zu verwenden: Bohrungen zur Ausrichtung, Befestigung, Montage oder für andere Zwecke. 

Delrin-Laserschneiden

Ein CO₂-Laserschneider eignet sich zum Schneiden, Formen, Gravieren und Strukturieren von Delrin. Er erzeugt saubere und präzise Schnittkanten. Allerdings ist das richtige Verhältnis von Laserleistung und Vorschubgeschwindigkeit entscheidend, um Schmelzen und thermische Störungen zu vermeiden. 

Wann zu verwenden: Zum Schneiden und Formen dünner Acrylplatten mit hoher Detailgenauigkeit

Bewährte Verfahren für die Delrin-Bearbeitung 

Da Delrin eines der Die meisten bearbeitbaren Kunststoffe, die in der CNC-Bearbeitung verwendet werden, erfordern keine speziellen Vorgehensweisen oder besondere Sorgfalt. Zu beachten ist Folgendes: Die Einhaltung einiger bewährter Bearbeitungsmethoden genügt, um Fehler oder Maßabweichungen zu vermeiden. Dazu gehören eine gleichmäßige Wandstärke, eine leichte Einspannung des Delrin-Materials, die Verwendung des richtigen Vorschubs und der richtigen Schnittgeschwindigkeit usw.

Hier sind die sechs besten Vorgehensweisen für Bearbeitung von Delrin Werkstücke.

1. Gleichmäßige Dicke: Achten Sie auf eine gleichmäßige Wandstärke der Bauteile und verwenden Sie bei großen Bauteilen Rippen, Abrundungen oder andere Verstärkungen. Dies beugt Materialverzug vor.
2. Delrin-Werkstück festhalten: Delrin benötigt keine starre/feste Werkstückspannung; ein fester Halt genügt. Verwenden Sie daher nur eine geringe Spannkraft.
3. Verwenden Sie die richtige Bearbeitungsgeschwindigkeit und den richtigen Vorschub: Die richtige Spindeldrehzahl und der richtige Vorschub sind entscheidend für eine effektive Wärmeabfuhr aus dem Bearbeitungsbereich. Darüber hinaus beeinflussen diese Parameter auch die Oberflächenbeschaffenheit und die Oberflächenqualität von Delrin-Bearbeitungsteilen. Stellen Sie daher die richtige Drehzahl und den richtigen Vorschub ein. Sie können auch Testläufe zur Optimierung durchführen.
4. Gleichlauffräsen für glatte Oberflächen: Gleichlauffräsen wird für die Bearbeitung von Delrin-Teilen mit einer glatten, bearbeiteten Oberfläche empfohlen. Achten Sie außerdem darauf, dass die Werkzeuge scharf sind und keinen Widerstand verursachen.
5. Kühlsystem: Durch die Wärmeentwicklung an der Bearbeitungsschnittstelle und am Schneidwerkzeug entstehen Maßabweichungen, Verzug und Schmelzen. Verwenden Sie daher ein geeignetes Kühlsystem, beispielsweise eine Druckluftkühlung.
6. Vermeiden Sie zu kleine Abschlussschnitte: Vermeiden Sie zu kleine Fertigbearbeitungsschnitte. Lassen Sie 0.15 mm für das abschließende Aufreiben oder Fertigbearbeiten übrig, um Maßgenauigkeit und Oberflächengüte zu gewährleisten.

Verschiedene Oberflächenveredelungen für Delrin

Oberflächengüte der Delrin-Bearbeitung

Wie metallische Werkstoffe oder andere Kunststoffe eignet sich Delrin nicht für vielfältige Oberflächenbearbeitungen. Zur Verfügung stehen Bearbeitungsverfahren wie maschinelles Drehen, Kugelstrahlen, kryogenes Entgraten und Lackieren. 

Wie bearbeitet bezeichnet die Oberflächenbeschaffenheit von Delrin-Teilen ohne weitere Bearbeitung. PerlenstrahlenFeine Glasperlen werden gestrahlt, um eine gleichmäßige Oberflächenstruktur zu erzeugen. Kryogenes Entgraten beinhaltet ein Niedertemperatur-Nachbearbeitungsverfahren zur Gratentfernung. 

Die folgende Tabelle beschreibt die Textur und die Vorteile verschiedener Delrin-Oberflächen. 

Vorteile und Nachteile der CNC-Bearbeitung von Delrin 

Delrin (Acetal) bietet bei der Bearbeitung Vorteile wie hervorragende Bearbeitbarkeit, Dimensionsstabilität, Kriechfestigkeit und Langlebigkeit der Bauteile. Andererseits weist es auch Einschränkungen auf, beispielsweise Entflammbarkeit und Hitzeempfindlichkeit.

Vorteile

• Delrin ist leicht zu bearbeiten und kann zu komplexen Teilen geformt werden.
• Die geringe Reibung von Delrin sorgt für eine natürliche Schmieroberfläche, was für rotierende Teile von Vorteil ist. 
• Delrin ist dank seiner Zähigkeit und Festigkeit in der Lage, hohen Belastungen standzuhalten. 
• Delrin hat aufgrund seiner hohen Kriech- und Ermüdungsbeständigkeit eine längere Lebensdauer als viele andere Kunststoffe. 
• Es besitzt ein Feuchtigkeitsaufnahmeverhältnis und eignet sich für feuchte Umgebungen. 
• Delrin ist ein guter elektrischer Isolator und hält Spannungsschlägen stand. 
• Bearbeitete Delrin-Komponenten sind verschleiß- und abriebfest. 

Nachteile

• Delrin weist an seiner Oberfläche eine schlechte Haftung auf, was das Beschichten und Verbinden mit anderen Materialien erschwert.
•  Eine geringfügige Erhöhung der Bearbeitungstemperatur kann zu Qualitätsmängeln führen.
• Delrin ist entzündlich und verlöscht nicht von selbst.

Anwendungen der Delrin CNC-Bearbeitung 

Delrin CNC-Teile

Die Verwendung von CNC-gefrästen Delrin-Teilen erstreckt sich über verschiedene Branchen, darunter die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Elektrotechnik, die Medizintechnik, die Möbelbeschlägeindustrie und die Konsumgüterindustrie. 

Werfen wir einen Blick auf die folgende Liste, die Anwendungsbeispiele für die CNC-Bearbeitung von Delrin aufzeigt.

• Automobil: Buchsen, Zahnräder, Sensorgehäuse, Türschloss- und Sicherheitsgurtmechanismen, Teile für die Kraftstoffsystemmontage.
• Industrielle Maschinen: Förderbandführungen, Linearführungen, Verschleißleisten, Nocken, Anlaufscheiben und Pumpenteile.
• Elektrik und Elektronik: Isolierhalterungen, elektrische Abstandshalter, Sensorgehäuse und Schalterkomponenten.
• Medizinisch: Griffe für chirurgische Instrumente, Pumpengehäuse, Prothesenteile und Teile für Diagnosegeräte
• Möbelbeschläge: Rollenführungen, Verstellnocken, Nivellierfüße, Schubladenschienen.
• Konsumgüter: Werkzeuggriffe, Befestigungselemente, Schnappverbindungen, Scharniere für Haushaltsgeräte und Teile für Sportartikel.

Summieren

Insgesamt ist Delrin ein Hochleistungsthermoplast, der sich mit hoher Präzision zu einer Vielzahl von Teilen und Produkten verarbeiten lässt. Die Wahl des richtigen Bearbeitungsprozesses, des richtigen Vorschubs und der richtigen Schnittgeschwindigkeit, der passenden Werkzeuge und des richtigen Wärmemanagements sind dabei entscheidende Faktoren. Bearbeitung von Delrin. 

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Häufig gestellte Fragen

Welche Delrin-Qualität eignet sich für die maschinelle Bearbeitung? 

Die am häufigsten verwendete Delrin-Sorte für die maschinelle Bearbeitung ist Delrin® 150, aber auch 100AF kann bearbeitet werden. 

Welche Bearbeitungstoleranzen gelten für Delrin?

Die allgemeine Bearbeitungstoleranz für Delrin beträgt ±0.127 mm, aber auch engere Toleranzen bis hinunter zu ±0.0127 mm sind möglich.