ガラス入りナイロンの長所と短所

ナイロン製のパーツはいたるところにありますが、ナイロンを使いたいけど強度が足りない場合はどうすればよいでしょうか。ガラス繊維強化ナイロンは、合成ポリアミド熱可塑性樹脂であり、その強度と耐熱性により、エンジニアリングで使用される最も重要な素材の 1 つです。ナイロン樹脂にガラスの粉末を加えたり、ガラス繊維でプラスチックを押し出したりして作られています。ナイロン パウダーを 3D プリントする場合、ベース パウダーにガラス球をさまざまな割合で加えることができます。ガラスを追加することは、まさにゲームチェンジャーです。

ガラス入りナイロンの利点

ガラスを追加することで、ナイロンは実質的により強く、より硬く、剛性が高くなり、ナイロン自体よりもクリープ抵抗が高くなり、寸法安定性が向上し、耐摩耗性が向上します.ガラス入りナイロンにより、最高使用温度を高くすることもできます。標準の非充填ナイロンと比較した主な利点は次のとおりです。

• かなり難しい
• 優れた引張強度
• 剛性アップ
• 大幅に少ない熱膨張率
• 温度変動にさらされたときの安定性の向上
• クリープ率の低下
• 優れた疲労強度
• 高い機械的減衰特性
• 高温で高い静荷重を必要とする部品に使用するのに理想的な材料

ガラス入りナイロンの欠点

常に別の素材より優れている素材はありません。常にトレードオフがあります。ガラス入り素材を選択することの欠点をいくつか紹介します:

• 大幅に高いコスト
• もろい
• 非常に摩耗性が高く、工具の摩耗が増加します
• 摩擦の増加により、嵌合部品が侵食される可能性があります
• 通常のナイロンよりも重い
• 溶接線が著しく弱い
• 異方性特性と収縮

機械加工部品にガラス入りナイロンを使用する利点

ナイロンは、摩擦や摩耗が発生する機械加工部品に最適な素材です。しかし、ガラス繊維入りナイロンを扱う場合、CNC 加工プロセスは非常に複雑で困難になります。ガラスフィラーは研磨性が高く、切削工具やインサートが急速に摩耗する可能性があります。しかし、ガラス繊維強化ナイロンを注意深く適切に取り扱うと、CNC 機械加工プロジェクトでこの素材を使用することで多くの利点が得られます。他のナイロン バリアントと同様に、ガラス繊維強化ナイロンは、優れた機械的特性、耐疲労性、騒音減衰、および耐ベアリング性と耐摩耗性を提供します。当社のサービスは、ナイロン 6/6 (30% GF) ナチュラルを使用しています。

3D プリント パーツ向けのガラス入りナイロンの利点

ナイロン素材は、機能的なプロトタイピングと最終用途のプロジェクトの両方に適した特性を持つ、丈夫で耐久性のあるパーツを作成します。選択的レーザー焼結 (SLS) とマルチ ジェット フュージョン (MJF) 3D 印刷プロセスの両方に、さまざまなナイロンを使用できます。すべてのプリント ナイロンは高レベルの強度、剛性、および温度耐性を提供しますが、ガラス充填ナイロンは、長期的な耐摩耗性、より高い剛性、および大幅に高い熱たわみ耐性を備えているため、標準のナイロンの対応物とは一線を画しています。 40% ガラス充填の PA 12 製のガラス充填ナイロン部品を製造しています。 1つは黒、もう1つは白のPA 614-GSです。以下の表は、3D プリントで使用されるさまざまなナイロンの主な違いを示しています。

ガラス繊維入りナイロンの材料特性の比較

素材	プロセス	色	引張強度	引張弾性率	伸び	熱たわみ温度@ 0.46MPa	熱たわみ温度@ 1.82 MPa
PA 12 ミネラル充填 (PA620-MF)	SLS	ライトグレー	5.51 ksi (38.0MPa)	450 ksi (3,100MPa)	3%	363° F 184° C	354° F 179° C
PA 12 40% ガラス充填 (PA 614-GS)	SLS	ホワイト	7.25 ksi (50.0MPa)	522 ksi (3,600MPa)	5%	華氏314度 摂氏157度	204° F 96° C
PA 12 40% グラス入りブラック	MJF	黒	4.35 ksi (30.0MPa)	508 ksi (3,500MPa)	8.5%	347° F 175° C	248° F 120° C

SLS を使用すると、ガラス繊維入りナイロンの剛性と耐熱性により、アーマチュアや取り付けプレートなどのコンポーネントに最適です。 MJF では、PA 12 40% ガラス充填ブラックが、ハウジング、エンクロージャ、および固定具の構築によく使用されます。スナップフィットやヒンジにも適しています。

射出成形部品におけるガラス繊維強化ナイロンの利点

すべての成形ナイロン素材は、良好なレベルの硬度、剛性、剛性を備えています。しかし、ナイロンは一般的に耐熱性が低く、紫外線に耐えられません。ナイロンにガラス繊維を追加することで素材が変化し、これらの特性が向上します。ナイロンをガラスで補強すると、高温強度が大幅に向上します。射出成形プロジェクトでガラス充填ナイロンを使用すると、部品の耐摩耗性が向上し、強い酸や塩基への暴露を除いて、耐薬品性が向上します。射出成形用にさまざまなガラス繊維入りナイロンを提供しています:

• Hylon Select N1013HL (グラスファイバー 13% ナイロン 66)
• ハイロン セレクト N10113HL (13% GF ナイロン 66)
• ハイロン セレクト N1033HL (33% GF ナイロン 66)
• ミンロン 10B40 (40% ミネラル強化ナイロン 66)
• RTP 200 203 FR (20% GF ナイロン 66)
• Vydyne R533H (33% GF ナイロン 66)

• ザイテル HTN 51G35HSL (35% GF PPA)
• ザイテル 70G13 (13% GF ナイロン 66)
• ザイテル 70G33 (33% GF ナイロン 66)
• ザイテル 73G15L (15% GF ナイロン 6)
• ザイテル 77G33L (33% GF ナイロン 6/12)
• ザイテル 80G14AHS (14% GF ナイロン 66)
• ザイテル 8018 HS (14% GF ナイロン 66)

ガラス繊維強化ナイロンは非導電性であるため、電気および自動車用途のシールドとして役立ちます。射出成形プロジェクトでガラス繊維入りナイロンを使用することのその他の利点は次のとおりです。

• 剛性の向上
• 硬度の向上
• 優れた引張強度
• クリープ抵抗の増加
• 優れた寸法安定性
• 高い機械的減衰

ナイロン、そしてより重要なガラス繊維強化ナイロンは、非線形収縮により反りの影響を受けやすいため、特定のニーズに合わせて理想的なタイプのナイロンを選択することが重要です。パーツが湿気の多い環境に置かれる場合、ナイロンは吸湿性のある素材であり、湿気を吸収するため、寸法や構造上の問題が発生する可能性があることに注意してください。また、半結晶性材料を扱う場合、ガラス充填には寸法上の落とし穴がある場合があります。したがって、それは少しトレードオフになる可能性があります。