Acétal vs Nylon : Choisir le bon plastique d'ingénierie pour votre application

Les plastiques d'ingénierie, un groupe de plastiques qui ont de meilleures propriétés mécaniques et thermiques que les autres plastiques, sont souvent utilisés comme remplacements pour les matériaux d'ingénierie traditionnels tels que le bois, le métal ou le caoutchouc. Deux des plastiques d'ingénierie les plus couramment utilisés sont l'acétal (connu sous de nombreux noms comme 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 haute performance.

Puisqu'il y a tant de chevauchement entre le nylon et l'acétal, il peut être difficile de saisir les différences clés entre les deux et d'en choisir un plutôt que l'autre. Voici tout ce que les équipes produit doivent savoir sur le nylon et l'acétal, ainsi que sur la façon dont ils peuvent déterminer lequel est le meilleur pour leur projet.

Vue d'ensemble du plastique nylon

Comme les autres plastiques, les nylons sont fabriqués par distillation de carburants hydrocarbures. Il existe deux principaux procédés par lesquels les nylons sont créés – la polymérisation et la polycondensation. La polycondensation implique la réaction d'une diamine avec des acides dicarboxyliques et entraîne la formation d'un nylon plus biodégradable. La polymérisation, d'autre part, implique la réaction de monomères amines avec de l'acide carboxylique.

La structure semi-cristalline du nylon fournit 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 du frottement, 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 à la lumière 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 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 varieront selon le type. Quelques spécifications mécaniques clés pour le Nylon 6 non renforcé, par exemple, incluent :

• Absorption d'eau : 1,900 %, 24 h @ 73,4 °F (23 °C)
• Résistance à la traction : 76 MPa
• Résistance à la flexion : 110 MPa
• Module de flexion : 2965 MPa
• Dureté : 116, Rockwell R
• Température de fusion : 428 °F (220 °C)

Le nylon est hautement valorisé 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 haut 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 l'emballage alimentaire, les pièces en nylon remplacent fréquemment les composants en aluminium dans les moteurs, et le nylon est souvent utilisé pour des applications électriques comme les attaches de câbles, les isolants et les boîtiers d'interrupteurs.

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 des applications différentes et nécessitent des procédés de fabrication différents. L'acétal homopolymère est produit en réagissant 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 l'acétal copolymère 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, d'autre part, ont une meilleure stabilité dimensionnelle et une plus grande résistance aux produits chimiques. Les deux types d'acétal sont favorisés pour les applications qui nécessitent 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, le mobilier en plastique et les fournitures médicales.

D'autres applications courantes pour l'acétal incluent les engrenages mécaniques, l'isolation électrique, les pièces de boîtier, les pièces automobiles comme les vitres électriques et les serrures de portes, les matériaux de l'industrie alimentaire comme les convoyeurs alimentaires, et plus encore. 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 l'est le nylon.

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

Acétal homopolymère

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

Acétal copolymère

• Absorption d'eau : 0,20 %, 24 h @ 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 hautement favorisé pour sa haute résistance, ses propriétés de faible frottement et ses excellentes propriétés d'usure dans les environnements chauds et froids. De plus, comme il est facile à usiner, il tend à être un excellent choix de matériau pour les applications qui nécessitent des tolérances serrées.

Démarrer 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, ce ne sont pas le même matériau et ne doivent pas être confondus. Le nylon est un matériau résistant à l'abrasion qui est particulièrement compatible avec l'impression 3D. L'acétal, d'autre part, est plus résistant à l'humidité et exceptionnellement compatible avec l'usinage CNC. Les équipes produit doivent toujours faire leur diligence raisonnable pour s'assurer que le plastique qu'elles choisissent pour le projet est vraiment le bon ajustement. Heureusement, un partenaire expérimenté peut rendre le processus de sélection des matériaux une formalité.

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