Nylon Beheersen: Eigenschappen, Gebruik en Voordelen in de Engineering

Nylons zijn een familie van sterke engineering kunststoffen. Nylons zijn laag-wrijving kunststoffen, wat ze ideaal maakt voor het vervangen van metaalcomponenten zoals lagers of bushings. Bovendien creëren nylons minder operatiegeluid en slijtage op maatstukken, wat vaak toestaat dat externe smering volledig uit de componenttoepassing kan worden verwijderd.

Nylons zijn thermoplasten (in tegenstelling tot thermoharders), of synthetische polymeren die uiterst bewerkbaar zijn wanneer verwarmd tot hoge temperaturen, maar stevig uitharden wanneer afkoelt. Veel nylons hebben zowel amorfe als kristallijne microstructuren wanneer afgekoeld, wat het materiaal elasticiteit alsook rigiditeit en stijfheid geeft.

Een veelzijdige klasse materialen, nylons kunnen ook gecombineerd worden met een reeks additieven om specifieke materiaal- en chemische eigenschappen te creëren, wat geleid heeft tot hun wijdverspreide gebruik in commerciële toepassingen variërend van stof tot auto- en elektrische moulding. Deze veelzijdigheid strekt zich ook uit tot productie, aangezien nylons compatibel zijn met zowel additieve als traditionele productiemethoden.

Hoe wordt nylon gemaakt?

Vergelijkbaar met andere kunststoffen, worden nylons gecreëerd door het distilleren van koolwaterstofbrandstoffen, die vervolgens aan katalysatoren worden geïntroduceerd die de kunststofpolymeren produceren. Nylons worden typisch in een van twee processen gecreëerd: polymerisatie en polycondensatie.

Polymerisatie creëert nylonmateriaal door amine monomeren (groepen NH2 moleculen) te laten reageren met carboxylzuur (COOH), terwijl polycondensatie de reactie van diamine (moleculen met twee NH2 groepen) met dicarboxylzuur (dat twee COOH groepen heeft) omvat.

Nylons gecreëerd door polycondensatie neigen ertoe meer biologisch afbreekbaar te zijn dan die gemaakt van additiepolymeren. Nylons kunnen ook uit biomassa gecreëerd worden, wat ook kan bijdragen aan verhoogde materiaalbiologische afbreekbaarheid.

Eigenschappen en mechanische specificaties

De semi-kristallijne microstructuur van nylonmaterialen biedt zowel stijfheid als kracht, naast goede chemische bestendigheid. Nylons zijn ook hittestabiel en daarom ideaal voor toepassingen met wrijving. Als thermoplasten kunnen nylons ook herhaaldelijk verhit, gevormd en afgekoeld worden.

Het is belangrijk om te noteren dat nylon vocht uit de omgeving absorbeert, wat negatief de dimensionale stabiliteit van een component kan beïnvloeden. Nylons die grotere impactweerstand en flexibiliteit hebben, neigen ertoe meer vocht te absorberen, hoewel dit afhangt van de kristallijnheid van het materiaal, de onderdeeldikte en de temperatuur van de componentomgeving.

Nylons kunnen ook vooraf geconditioneerd worden om de effecten van vochtabsorptie te mitigeren. Daarnaast is het de moeite waard om te noteren dat nylon niet inherent bestendig is tegen UV-licht, hoewel stabilisatoren in het materiaal geïntegreerd kunnen worden om schade te verminderen.

De chemische en fysieke kenmerken van het materiaal zullen natuurlijk variëren afhankelijk van het specifieke type nylon, maar hier zijn enkele van de belangrijkste mechanische specificaties voor onversterkt Nylon 6:

• Specifiek Gewicht: 1,13
• Waterabsorptie: 1,900%, 24 uur @ 73,4°F (23°C)
• Typische Vormkrimp: 1,3%
• Treksterkte: 76 MPa
• Trekm modulus: 2758 MPa
• Buksterkte: 110 MPa
• Bukmodulus: 2965 MPa
• Hardheid: 116, Rockwell R
• Kerf Slagwerkte: 5,0 kj/m²
• Smeteltemperatuur: 428°F (220°C)
• Afbuigingstemperatuur @ 1820 kPa (264 psi): 160°F (71°C)
• Afbuigingstemperatuur @ 455 kPa (66 psi): 340 °F (171°C)

Veelvoorkomende typen Nylon

Nylons worden geïdentificeerd door nummer – zoals 6 of 66 – wat verwijst naar het aantal koolstofatomen tussen de amine en zuurgroepen, alsook hoe de polymereer werd gecreëerd. Nylon 6 wordt bijvoorbeeld volledig gecreëerd uit een enkele monomeer, terwijl Nylon 66 gecreëerd wordt uit combinaties van verschillende monomeren (genoemde comonomeren). Nylons kunnen ook versterkt worden met additieven zoals glas of gecombineerd met andere engineering kunststoffen voor verhoogde prestaties en materiaalkenmerken.

De drie meest voorkomende typen nylon zijn Nylon 6, Nylon 66, en PA 12. Nylon 6 filamenten zijn hoogst elastische vezels die vaak gebruikt worden in textiel en high-strength industriële toepassingen, inclusief kleding, touwen en industriële koorden. Deze vezels hebben een gladde, glasachtige oppervlakte die uitstekende afschuifweerstand biedt. Nylon 6 resulteert doorgaans in betrouwbaardere eindonderdeeldimensies.

Nylon 66 is een meer kristallijn materiaal dan Nylon 6 en biedt daardoor grotere stijfheid, trekm modulus en buigmodulus. Dit maakt het een ideaal materiaal voor toepassingen die kracht, stijfheid en chemische bestendigheid vereisen, zoals tapijten, airbags en bagage. Hoewel een meer bewerkbaar materiaal dan Nylon 6, heeft Nylon 66 een hogere smelttemperatuur, wat het vatbaarder maakt voor vormkrimp. Nylon 66 wordt vaak gebruikt in injectiejiten.

PA 12 (ook bekend als Nylon 12) is een goed algemeen gebruik kunststof met brede additieve toepassingen en bekend om zijn zwaarte, trekkracht, slagwerkte en vermogen om te buigen zonder breuk. PA 12 is al lang gebruikt door injectiejiters vanwege deze mechanische eigenschappen. En recent is PA 12 aangenomen als een gemeenschappelijk materiaal in additieve productieprocessen voor het creëren van functionele onderdelen en prototypes.

Waarom nylon?

Nylon wordt hoog gewaardeerd voor de combinatie van natuurlijke laag-wrijvingseigenschappen en sterke mechanische, chemische en thermische eigenschappen. Het is een veelzijdige en hoge-presterende familie materialen die goed geschikt is voor toepassingen die veel slijtage ondergaan, zoals brandstofsysteemcomponenten, manifolds, beugels, tandwielen en andere toepassingen die kunststofmaterialen met hoge smelttemperaturen vereisen. Nylons kunnen ook gecombineerd worden met additieven en stabilisatoren, wat een grotere mate van specificiteit en controle mogelijk maakt bij het optimaliseren van de materiaaleigenschappen van diverse componenten.

Verder, aangezien nylons gevormd kunnen worden in filamenten, vezels, films, bladen, en ook gebruikt kunnen worden in combinatie met een reeks productieprocessen – inclusief injectiejiten, CNC-bewerking en 3D-printen – worden deze materialen vaak gebruikt voor prototyping doeleinden.

Populaire toepassingen

Nylon wordt breed gebruikt over veel marktsectoren heen. Textiel en tapijten incorporeren vaak nylonfilamenten, en FDA-compatibele nylonfilm wordt frequent gebruikt in voedselverpakking omdat het duurzaamheid, lage gaspermeabiliteit en temperatuurbestendigheid biedt.

Nylononderdelen vervangen frequent aluminiumcomponenten in motoren, aangezien ze zowel goedkoper zijn (gereedschapskosten daargelaten) als lichter. Nylon biedt goede elektrische isolatie en corrosiebestendigheid – wat, vooral gecombineerd met nylons natuurlijke zwaarte – het een nuttig materiaal maakt voor elektrische toepassingen zoals kabelbinders, isolatoren en schakelbehuizingen.

Aan de slag met nylon

Nylons zijn een veelzijdige familie van thermoplastische materialen die een unieke combinatie van wrijvingsweerstand, chemische en thermische weerstand, kracht en flexibiliteit bieden. Deze eigenschappen hebben nylon een populaire keuze gemaakt voor toepassingen over een breed scala aan industrieën. Echter, hoewel nylons sommige kenmerken delen, zijn ze ongelooflijk aanpasbare materialen, dus het is essentieel dat productteams de precieze materiaaleigenschappen kennen die nodig zijn voor een gegeven onderdeel. Een vertrouwde productiepartner kan dat proces vereenvoudigen.

Fast Radius is een on-demand digitale fabrikant die zowel traditionele als additieve productiediensten aanbiedt, en onze ervaring met het werken met een breed scala aan materialen – inclusief nylons – maakt ons de productiepartner van keuze voor productteams overal.

Ons toegewijde team van ingenieurs en ontwerpers biedt lopende ondersteuning tijdens elke fase van de productielevenscyclus, ervoor zorgend dat klanten superieure kwaliteit onderdelen tegen competitieve prijzen ontvangen, op tijd geleverd, elke keer. Neem vandaag nog contact met ons op om te ontdekken hoe we uw visie een realiteit kunnen maken.

U kunt onze site bezoeken om meer te leren over de diensten die we aanbieden. Het Fast Radius kenniscentrum biedt ook inzicht in alles van hoe digitale productie de wereldwijde leverancierketen verandert tot andere features op de verschillende materialen waar we mee werken.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte