Connaissez vos matériaux :acétal ou nylon

Les plastiques techniques, un groupe de plastiques qui ont de meilleures propriétés mécaniques et thermiques que les autres plastiques, sont souvent utilisés pour remplacer les matériaux techniques traditionnels tels que le bois, le métal ou le caoutchouc. Deux des plastiques techniques les plus couramment utilisés sont l'acétal (connu sous de nombreux noms tels que Delrin et POM) et le nylon, qui offrent tous deux de faibles coefficients de frottement et une excellente durabilité. Ces deux matériaux peuvent également être utilisés pour de nombreuses applications identiques, telles que les roulements, les bagues et les engrenages hautes performances.

Comme il y a tellement de chevauchement entre le nylon et l'acétal, il peut être difficile de saisir les principales différences entre les deux et de choisir l'un plutôt que l'autre. Voici tout ce que les équipes produit doivent savoir sur le nylon et l'acétal, et comment elles peuvent déterminer ce qui convient le mieux à leur projet.

Vue d'ensemble du plastique nylon

Comme les autres plastiques, les nylons sont fabriqués en distillant des hydrocarbures. Il existe deux processus principaux par lesquels les nylons sont créés - la polymérisation et la polycondensation. La polycondensation implique la réaction d'une diamine avec des acides dicarboxyliques et aboutit à la formation d'un nylon plus biodégradable. La polymérisation, quant à elle, consiste à faire réagir des monomères amines avec de l'acide carboxylique.

La structure semi-cristalline du nylon offre un haut niveau de rigidité, de résistance, de résistance chimique et de résistance à la chaleur. Pour ces raisons, le nylon est idéal pour les applications impliquant des frottements, telles que les engrenages ou les roulements. Cependant, le nylon a tendance à absorber l'humidité de son environnement, ce qui peut avoir un impact négatif sur la stabilité et la fonctionnalité d'une pièce, et il n'est pas intrinsèquement résistant aux rayons UV. Heureusement, l'utilisation de traitements de préconditionnement peut atténuer ces deux effets et réduire les dommages.

Les nombreux types de nylon sont tous identifiables par leur numéro. Les trois types de nylon les plus courants sont le nylon 6, le nylon 66 et le nylon 12, et les propriétés physiques et chimiques du nylon varient selon le type. Certaines spécifications mécaniques clés pour le nylon 6 non renforcé, par exemple, incluent :

• Absorption d'eau :1,900 %, 24 heures à 73,4 °F (23 °C)
• Résistance à la traction :76 MPa
• Résistance à la flexion :110 MPa
• Module de flexion :2 965 MPa
• Dureté :116, Rockwell R
• Température de fusion :220 °C (428 °F)

Le nylon est très apprécié pour sa résistance et sa polyvalence, ainsi que pour ses propriétés naturelles de faible frottement. Il peut être façonné en filaments, fibres, films et feuilles, et il est compatible avec une gamme de procédés de fabrication, y compris le moulage par injection, l'usinage CNC et l'impression 3D. Pour ces raisons, les nylons sont souvent utilisés du prototypage à la production en série à grand volume. Les nylons sont également utilisés dans une variété d'industries pour une large gamme d'applications. Le film de nylon est souvent utilisé pour les emballages alimentaires, les pièces en nylon remplacent fréquemment les composants en aluminium dans les moteurs et le nylon est souvent utilisé pour les applications électriques telles que les attaches de câble, les isolateurs et les boîtiers de commutateur.

Vue d'ensemble du plastique acétal

Il existe deux principaux types d'acétal - les homopolymères et les copolymères. Les homopolymères et les copolymères ont des compositions chimiques différentes, sont utilisés pour différentes applications et nécessitent des procédés de fabrication différents. L'acétal homopolymère est produit en faisant réagir du formaldéhyde aqueux avec des alcools pour former de l'hémiformal, puis en distillant ce mélange et en le polymérisant avec des catalyseurs. La fabrication de copolymères d'acétal est plus complexe et implique la conversion du formaldéhyde en trioxane, qui est ensuite distillé et polymérisé avec des catalyseurs.

Les homopolymères ont tendance à être plus rigides et plus durs avec une texture plus glissante. Les copolymères, en revanche, ont une meilleure stabilité dimensionnelle et une plus grande résistance aux produits chimiques. Les deux types d'acétal sont privilégiés pour les applications nécessitant une forte résistance à l'abrasion, à l'eau et aux produits chimiques, ainsi qu'un faible frottement. Certaines de ces applications incluent les engrenages, les fermetures éclair, l'électronique grand public, les meubles en plastique et les fournitures médicales.

Les autres applications courantes de l'acétal comprennent les engrenages mécaniques, l'isolation électrique, les pièces de boîtier, les pièces automobiles telles que les vitres électriques et les serrures de porte, les matériaux de l'industrie alimentaire tels que les convoyeurs alimentaires, etc. Cependant, contrairement au nylon, l'acétal n'est pas particulièrement compatible avec l'impression 3D. Pour cette raison, il n'est pas utilisé pour le prototypage dans la mesure où le nylon l'est.

Les propriétés du matériau plastique acétal varient selon le type, mais ses propriétés mécaniques et physiques typiques incluent :

Acétal homopolymère

• Absorption d'eau :0,25 %, 24 heures à 73,4 °F (23 °C)
• Résistance à la traction :10 000 psi
• Module de flexion :420 000 psi
• Coefficient de frottement :0,20

Copolymère acétal

• Absorption d'eau :0,20 %, 24 heures à 73,4 °F (23 °C)
• Résistance à la traction :9 800 psi
• Module de flexion :370 000 psi
• Coefficient de frottement :0,21

L'acétal est très apprécié pour sa haute résistance, ses propriétés de faible frottement et ses excellentes propriétés d'usure dans les environnements chauds et froids. De plus, parce qu'il est facile à usiner, il a tendance à être un excellent choix de matériau pour les applications qui nécessitent des tolérances serrées.

Commencer avec l'acétal et le nylon

Le nylon et l'acétal sont des thermoplastiques polyvalents qui sont tous deux d'excellents choix pour de nombreux projets. Cependant, malgré les similitudes entre les deux, ils ne sont pas le même matériel et ne doivent pas être confondus. Le nylon est un matériau résistant à l'abrasion particulièrement compatible avec l'impression 3D. L'acétal, quant à lui, est plus résistant à l'humidité et exceptionnellement compatible avec l'usinage CNC. Les équipes de produits doivent toujours faire preuve de diligence raisonnable pour s'assurer que le plastique qu'elles choisissent pour le projet est vraiment le bon choix. Heureusement, un partenaire expérimenté peut vous aider à simplifier le processus de sélection des matériaux.

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