Delrin数控加工

Delrin是杜邦公司生产的聚甲醛，加工顺畅，摩擦力小，切割时能保持形状。

德尔林（Delrin）优异的机械性能、易于加工性和高尺寸稳定性使其成为当今市场上最受认可和推崇的塑料之一。德尔林数控加工非常适合需要保持尺寸精确且成品清洁的塑料零件。

本文解释了什么是聚甲醛树脂（Delrin），它在数控加工过程中的性能表现，以及它的常见应用领域。文章还将聚甲醛树脂与其他工程塑料进行了比较，并给出了一些实用的设计建议。

什么是德尔林材料

德尔林是一种刚性半结晶热塑性塑料，具有尺寸稳定性。这种材料几乎不吸水，因此部件不会因湿度变化而膨胀。此外，其分子结构赋予了它普通塑料无法比拟的强度。

Delrin在数控加工中的性能

德尔林材料能形成整齐、轮廓清晰的切屑，这些切屑能轻松飞溅，从而实现干净利落的切削、极高的精度以及毛刺极小的完美光滑表面。以下是德尔林材料适用于数控加工的原因：

• 高强度和高刚度：德尔林的抗拉强度甚至可以与某些金属相媲美。因此，它能够用作重型部件。

• 低摩擦系数和高耐磨性：德尔林具有极低的摩擦系数，其耐磨性能首屈一指。它是制造齿轮、轴承、衬套和其他需要自润滑的运动部件的理想选择之一。

• 尺寸稳定性：德尔林几乎不吸水，且与其他许多类型的塑料相比，其热膨胀系数更低。因此，即使在环境条件发生变化的情况下，零件也能保持其形状和尺寸，这对于需要高精度的零件至关重要。

• 良好的耐化学性： Delrin 对多种有机化合物具有耐受性，其中包括许多溶剂、燃料和油类。

• 抗蠕变性：它能抵抗在持续载荷下长时间的冷流或变形，这对于持续受力的部件来说是一项非常重要的特性。

• 抗疲劳性：德尔林即使在反复应力下也能保持其机械性能，因此可用于承受循环载荷的部件。

Delrin数控加工的局限性

与其他任何材料一样，德尔林也有其自身的缺点。

• Delrin 材料在 180°F (82°C) 时会软化，这意味着高于此温度会导致其性能下降。

• 强酸、强碱和氧化剂很容易侵蚀德尔林材料。国际化学品安全规划署（IPCS）证实了这一点，这意味着德尔林并非化学加工和某些医疗灭菌方法的理想材料。

• 德尔林（Delrin）加工零件不适合户外使用，因此会出现粉化、变色和脆化等问题。当然，市面上也有紫外线稳定型德尔林，但价格更高，而且性能仍然无法与缩醛共聚物或紫外线稳定型聚碳酸酯相媲美。

聚甲醛（POM）与其他工​​程塑料在数控加工中的应用

聚甲醛均聚物（Delrin ）常被拿来与聚四氟乙烯（PTFE，又称特氟龙）和缩醛共聚物等其他工程塑料进行比较。这三种材料均广泛应用于数控加工，但它们的强度、摩擦性能和尺寸稳定性差异很大。

德尔林与聚四氟乙烯（特氟龙）

聚四氟乙烯（特氟龙）摩擦系数最低，耐化学腐蚀性强，但其机械性能远逊于聚甲醛（Delrin）。受力时极易变形，尺寸稳定性较差，因此不适合用于高精度结构件。

另一方面，德尔林（Delrin）具有更高的刚性、更强的耐磨性，并且可以加工出公差更小的零件。如果您需要加工承载重物且精度高的机械零件，那么加工德尔林是更好的选择。

德尔林与缩醛（POM共聚物）

Delrin 和乙缩醛都属于 POM 家族材料，其中 Delrin 是一种均聚物，而乙缩醛在大多数情况下是一种共聚物。

德尔林通常具有更高的强度、刚度和抗疲劳性；而缩醛共聚物则表现出更好的耐化学性，因此它们可以在非常恶劣和高温的环境中使用。

在数控加工中，如果需要高精度机械零件，Delrin 是首选材料。而聚甲醛则常用于化学腐蚀性强或温度变化剧烈的环境中。

对比表：聚甲醛 (Delrin) 与聚四氟乙烯 (PTFE) 与聚甲醛 (POM-C) 的对比

• 通过数控加工，Delrin 最适合用于需要高精度、高刚度和耐磨性的应用。

• 当材料必须能够抵御强效化学品或几乎没有阻力地滑动时，聚四氟乙烯 (PTFE) 就占据了主导地位。

• 当化学稳定性和耐热性比最大机械强度更重要时，乙缩醛共聚物是首选材料。

Delrin材料数控加工原理及技巧

在商店里，德尔林材料通常以实心坯料、挤压棒材或模压毛坯的形式存在。但当需要加工成实用零件时，它们必须经过各种数控加工工序，包括车削、钻孔和铣削。

Delrin数控加工的一般原则

• 锋利的刀具：加工聚甲醛（Delrin）需要使用非常锋利的高速钢（HSS）或硬质合金刀具。专为塑料加工设计的刀具（例如，具有更大前角、更大后角和抛光刀槽的刀具）能有效防止切屑粘附并提高表面光洁度。

• 优化切削参数：通常，Delrin 材料数控加工需要较高的主轴转速和较大的进给速度，才能产生形状良好、易于排出的切屑。应优先保证材料快速去除，以最大限度地减少传递到工件的热量。

• 有效的切屑管理：加工聚甲醛（Delrin）通常会产生连续的螺旋状切屑。务必确保有足够的空间进行切屑排出，并使用气流或真空系统清除切削区域的切屑。这将防止重复切削、刀具磨损和表面损伤。

• 工件夹持与夹具：找到最佳的工件夹持方式，以避免振动和变形。切勿使用过大的夹紧力，以免工件变形，尤其是在工件壁较薄的情况下。同时，确保工件有足够的支撑，以防止颤动。

以下是每个流程的运作方式及其最佳实践：

德尔林铣削

CNC铣削可以加工凹槽、槽口、轮廓以及几乎所有三维特征。因此，从齿轮、壳体到支架，凡是需要一次装夹完成所有工序的部件，铣削都能胜任。

• 这种技术使用两刃或三刃的硬质合金立铣刀。

• 为了有效地进行 Delrin CNC 铣削，根据刀具尺寸和深度，将主轴转速设置在 8,000 至 15,000 RPM 之间。

• 进给速度应为每齿 0.003 至 0.008 英寸，以便在不产生过多热量的情况下将材料带走。

• 为了获得更高的加工质量，建议采用逆铣而非传统铣削。这是因为在逆铣加工中，刀具从最大厚度处开始切削，然后逐渐减小厚度，这意味着刀具的偏转和撕裂更小。

德尔林车削

CNC车削加工时，刀具保持不动，而Delrin零件则旋转。这样，CNC车床无需移动零件即可加工出不同直径、沟槽和螺纹的轴、衬套、套筒和滚子。

• 在这种技术中，使用高速钢或硬质合金刀具，前角在 0 到 10 度之间，后角在 6 到 8 度左右。

• 运行切削速度可达每分钟 500 至 1,200 表面英尺，而每转 0.005 至 0.020 英寸的进给速度也都可以接受。

• 螺纹加工虽然非常适合用于紧固件和运动控制，但德尔林材料在工具施力时会发生形变。在这种情况下，应使用单点工具进行精确螺纹加工。

德尔林钻井

CNC钻孔看似简单，但当你发现入口处有毛刺、出口处有变形，或者回弹导致孔径偏小时，就会发现问题所在。因此，首先需要为你的零件选择合适的钻头。

• 标准的 118 度麻花钻可以胜任日常工作。但为了获得更好的效果，将钻头磨成 90 度，并抛光刀槽，可以切割更干净，排屑速度也更快。

• 当孔深超过孔径的三倍时，啄钻法可以避免很多麻烦。钻头会定期退出以清除切屑。

• 请注意，Delrin材料在钻孔后会回弹，导致孔径比钻头尺寸小0.001到0.003英寸。因此，钻头尺寸应该略大一些，或者修剪至最终尺寸。

德尔林数控加工应用

数控加工 Delrin 材料可确保您获得适用于多个对精度要求高的行业的零件。常见应用包括：

• 医疗领域：聚甲醛（Delrin）广泛用于外科手术手柄、泵壳和药物输送系统。这是因为它在灭菌过程中尺寸稳定性良好，并且符合美国药典（USP）VI级生物相容性标准。

• 航空航天：德尔林材料在高空作业时能保持良好的精度，同时还能减轻驾驶舱和客舱硬件的重量。因此，它非常适合用于制造内饰配件、仪表板和结构支架。

• 汽车领域：燃油系统部件、车窗升降器、车门锁和座椅机构均受益于德尔林（Delrin）的自润滑表面。这样一来，活动部件无需润滑脂，从而减少了维护工作并防止燃油系统污染。

• 工业机械：输送系统中的链条导轨、耐磨条和定位机构均采用德尔林（Delrin）的低摩擦特性来降低能耗。这意味着无需润滑，从而避免了食品加工生产线的污染。

• 消费电子产品：相机机械装置、打印机滚轮和设备外壳需要严格的公差和尺寸稳定性。

• 流体处理：采用德尔林（Delrin）材质制成的阀体、泵叶轮和接头可耐受大多数化学品腐蚀，并能承受压力而不发生蠕变。因此，低摩擦可减少泵的磨损，而加工螺纹密封则不会发生腐蚀。

结论

德尔林（Delrin），又称聚甲醛（POM ），在性能、可加工性和成本方面比大多数工程塑料更胜一筹。此外，德尔林的数控加工经济高效，具有加工周期短、刀具寿命长、表面光洁度高等优点。

充分发挥德尔林（Delrin）的优势在于了解它的优点和缺点。例如，在航空航天、汽车和医疗等需要低摩擦和常温的应用领域，德尔林是理想之选。然而，对于高温和强化学腐蚀的应用，您可以考虑使用聚醚醚酮（PEEK）等替代材料。

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常见问题解答

1.用于数控加工的聚甲醛（Delrin）和聚甲醛（Acetal）是一样的吗？

Delrin是杜邦公司生产的聚甲醛均聚物（POM-H）品牌，而聚甲醛则包括均聚物和共聚物。它们的加工性能相似，但均聚物具有更好的机械性能和更低的摩擦系数。共聚物则具有更好的耐化学性和在潮湿环境下的尺寸稳定性。

2.加工 Delrin 材料时，最佳的切削速度和进给速率是多少？

Delrin 的数控切削速度和进给率会因加工工艺、刀具和排屑方式的不同而有所差异。例如，Delrin 铣削加工的最佳进给速度为 8,000 至 15,000 RPM，进给量为 0.003 至 0.008 IPT。相比之下，车削加工的速度范围为 500 至 1,200 SFM，进给量为 0.005 至 0.020 IPT。而 Delrin 钻孔加工的最佳进给速度约为 200 至 500 SFM。

3.Delrin材料可以加工成高精度材料吗？

是的，只要采用合适的夹具、工具和工艺，就能达到±0.002mm甚至更小的精度。这是因为德尔林材料吸湿性低、热稳定性好，能够保证尺寸的一致性。

4.Delrin材料在数控加工过程中是否需要冷却液？

通常不需要。低导热性和良好的切屑成形性可以消除这种需求。相反，使用压缩空气清除切屑效果很好，而轻雾冷却剂则有助于高速粗加工或薄壁加工，因为热量会影响尺寸。