Découvrez pourquoi Delrin® est choisi pour les engrenages plus que d'autres plastiques
Choisissez Delrin® pour ses excellentes propriétés mécaniques, son faible frottement et sa résistance à l’usure, à l’humidité et aux produits chimiques.
Delrin®, un plastique technique largement utilisé pour les engrenages, offre résistance et rigidité sans qu'il soit nécessaire de le renforcer par des fibres de verre.
C'est le matériau de prédilection car il offre une combinaison supérieure d'excellentes propriétés mécaniques, d'un faible coefficient de frottement et d'une résistance à l'usure, à l'humidité et aux produits chimiques.
Comparé au Nylon PA6 ou PA66, Delrin® n'absorbe pas l’humidité, ce qui le rend plus rigide et plus stable sur le plan dimensionnel. Et bien que le PBT soit plus proche en termes de rigidité, Delrin® a une ténacité supérieure, ce qui est une propriété clé dans un engrenage. Voici un aperçu plus approfondi des sept propriétés qui font du Delrin® un matériau idéal pour les engrenages.
1. Module et résistance à la traction
Delrin® surpasse les autres matériaux polymères et est le plastique technique non renforcé le plus rigide et le plus solide généralement disponible. Les engrenages fabriqués en Delrin® ont une plus grande résistance à la déformation et transmettent la puissance plus efficacement que les autres plastiques, ce qui se traduit par des performances plus élevées et une durée de vie plus longue.
2. Fatigue
L'une des propriétés les plus importantes d'un engrenage est l'endurance à la fatigue, et Delrin® est à nouveau le plastique non renforcé le plus performant.
Le tableau ci-dessous, testé par DuPont, compare un PA66 non renforcé conditionné à 50 % d'humidité relative avec Delrin® 500 en flexion, et la contrainte maximale de conception plus élevée que celle qui peut être utilisée avec Delrin® est évidente.
Malheureusement, les données publiques disponibles sur la fatigue sont limitées. Les conditions d'essai peuvent avoir un effet significatif sur les résultats, ce qui rend difficile la comparaison des résultats. Les facteurs à prendre en compte sont les suivants
- L'essai est-il une charge de flexion ou de tension ?
- La charge est-elle appliquée en positif seulement ou en positif et négatif inversés (nombre R) ?
- À quelle température effective le test a-t-il été effectué ?
- Quelle était la fréquence du test ?
Une complication supplémentaire est que la flexion répétée génère un échauffement interne de la pièce, de sorte que la vitesse de l'essai de fatigue par rapport à la vitesse et à la durée de chargement de l'engrenage doit être prise en compte. Les augmentations de température dues à ces essais peuvent dépasser 15°C, de sorte que l'échantillon soumis à un essai à température ambiante peut facilement atteindre 40°C. Delrin® est moins sensible à une augmentation de température dans cette plage que d'autres plastiques techniques non renforcés.
3. Le fluage
Les matières plastiques sont naturellement plus sujettes au fluage que les métaux. Par conséquent, les engrenages moulés sont idéalement utilisés dans les applications sans charges statiques.
Si les charges statiques ne peuvent être évitées, il faut prendre en compte les performances de fluage du matériau et concevoir les engrenages de manière à ce qu'ils fonctionnent correctement après le fléchissement des dents sous l'effet du fluage. Delrin® présente d'excellentes performances de fluage par rapport à d'autres plastiques techniques, comme le montre le tableau suivant qui indique le module de fluage à 1000 heures à 5MPa.
4. Stabilité dimensionnelle
Etant le polymère non renforcé le plus rigide et le plus résistant, Delrin® peut être utilisé là où d'autres matériaux nécessiteraient un renforcement. La façon la plus courante de renforcer un plastique est d'y ajouter des fibres de verre. L'ajout de fibres de verre peut entraîner deux problèmes potentiels:
- Le moulage présente un retrait inégal dans les directions parallèle et perpendiculaire aux fibres de verre, ce qui entraîne un problème de circularité ou une compensation compliquée.
Une alternative consiste à utiliser des renforts minéraux, mais cette solution est beaucoup moins efficace pour augmenter la résistance et la rigidité. - L'usure est plus rapide si les fibres de verre sont exposées pendant l'utilisation.
Elles formeront des débris très abrasif qui peuvent accélérer l'usure de la dent d'engrenage.
Comparé à un matériau en nylon, Delrin® offre également une meilleure stabilité dimensionnelle car il n'absorbe pas l'humidité. Vous trouverez des détails spécifiques sur la tolérance dimensionnelle dans le guide de conception du Delrin®.
5. Usure et frottement
Delrin® est un matériau à faible friction intrinsèque par rapport à d'autres polymères, comme vous pouvez le constater ci-dessous.
L'ajout de lubrifiants dans les polymères au cours de la production présente plusieurs avantages :
- Les pièces ont une durée de vie plus longue grâce à une usure réduite
- Les systèmes mobiles sont plus efficaces car ils perdent moins d'énergie par frottement.
- Les surfaces de glissement peuvent supporter des charges plus importantes et se déplacer à des vitesses plus élevées.
- Les coûts du système peuvent être réduits en éliminant tout lubrifiant externe.
- Le bruit de grincement peut être réduit en dessous de la limite audible
6. Résistance aux produits chimiques
Il est important de prendre en compte les différents environnements dans lesquels l’engrenage pourrait être utilisé lors de la sélection du matériau.
Par exemple, un matériau amorphe tel que le PC ou l'ABS est susceptible d'être rapidement attaqué par les solvants.
L'une des propriétés exceptionnelles de la résine acétal Delrin® est son excellente résistance à une variété de composés organiques et inorganiques neutres, même à des températures élevées.
La résine acétal Delrin® présente une bonne stabilité dimensionnelle et une résistance chimique supérieure aux éléments suivants :
- Alcools
- Aldéhydes
- Esters
- Éthers
- Hydrocarbures (essences, lubrifiants, fluides hydrauliques)
- Produits chimiques agricoles
- De nombreux acides et bases faibles
- L'eau
Vous trouverez plus de détails sur la compatibilité chimique du Delrin®, y compris les propriétés mécaniques après exposition, dans le Guide de conception du Delrin®..
7. Développement durable
La réduction de l'empreinte carbone devient l'un des objectifs de conception les plus importants lors du développement de la prochaine génération de produits, et les grades Delrin® Renewable Attributed peuvent y contribuer.
Le polymère de base Delrin® Renewable Attributed (RA) est produit à partir de 100% de matières premières biologiques provenant de déchets, conformément à la certification de bilan massique ISCC Plus.
Avec un profil d'impact environnemental de classe mondiale et une faible empreinte carbone, Delrin® Renewable Attributed offre une excellente durabilité et fiabilité.
Il est produit à partir d'électricité 100 % certifiée renouvelable, à partir de vapeur provenant de la récupération d'énergie des déchets municipaux, et offre la même qualité, les mêmes propriétés mécaniques, lla même mise en œuvre que Delrin®.
Il est donc facile pour les clients d'adopter Delrin® Renewable Attributed dans le cadre de leurs propres objectifs de développement durable. Fidèle à la réputation de Delrin®, Delrin® Renewable Attributed permet l'allègement, regroupement de fonctions et les plus hauts niveaux de performance des pièces.