素材を知る:ナイロン

ナイロンは、強力なエンジニアリング プラスチックのファミリーです。ナイロンは低摩擦プラスチックであるため、ベアリングやブッシングなどの金属部品の交換に最適です。さらに、ナイロンは作動音や嵌合部品の摩耗を低減するため、多くの場合、外部潤滑剤をコンポーネント アプリケーションから完全に取り除くことができます。

ナイロンは熱可塑性樹脂 (熱硬化性樹脂とは対照的に)、または高温に加熱すると非常に加工しやすく、冷却するとしっかりと固まる合成ポリマーです。多くのナイロンは、冷却すると非晶質と結晶質の両方の微細構造を持ち、材料に弾力性と剛性と剛性を与えます.

用途の広いクラスの材料であるナイロンは、さまざまな添加剤と組み合わせて特定の材料および化学特性を作り出すこともできるため、布地から自動車および電気成形に至るまでの商用用途で広く使用されています.ナイロンは付加的な製造方法と従来の製造方法の両方と互換性があるため、この汎用性は生産にも拡張されます。

ナイロンはどのように作られていますか?

他のプラスチックと同様に、ナイロンは炭化水素燃料を蒸留することによって作成され、その後、プラスチック ポリマーを生成する触​​媒に導入されます。ナイロンは通常、重合と重縮合の 2 つのプロセスのいずれかで作成されます。

重合では、アミン モノマー (NH2 分子のグループ) をカルボン酸 (COOH) と反応させてナイロン材料を作成します。重縮合では、ジアミン (2 つの NH2 基を持つ分子) とジカルボン酸 (2 つの COOH 基を持つ) を反応させます。

重縮合によって作成されたナイロンは、付加ポリマーから作成されたナイロンよりも生分解性が高い傾向があります。ナイロンはバイオマスからも作成でき、材料の生分解性の向上にも貢献できます。

特性と機械的仕様

ナイロン素材の半結晶性微細構造は、優れた耐薬品性に​​加えて、剛性と強度の両方を提供します。ナイロンは熱にも強いため、摩擦を伴う用途に最適です。熱可塑性樹脂として、ナイロンは再加熱、成形、冷却を複数回行うこともできます。

ナイロンは周囲から湿気を吸収するため、コンポーネントの寸法安定性に悪影響を及ぼす可能性があることに注意することが重要です。耐衝撃性と柔軟性に優れたナイロンは、素材の結晶化度、パーツの厚さ、コンポーネントの環境温度にもよりますが、より多くの水分を吸収する傾向があります。

ナイロンは、水分吸収の影響を軽減するために前処理することもできます。さらに、損傷を軽減するために素材に安定剤を組み込むことができますが、ナイロンは本質的に紫外線に対して耐性がないことに注意してください.

もちろん、素材の化学的および物理的特性は特定のナイロンの種類によって異なりますが、強化されていないナイロン 6 の主要な機械的仕様の一部を以下に示します。

• 比重:1.13
• 吸水率:1.900%、24 時間 @ 73.4°F (23°C)
• 通常の成形収縮率:1.3%
• 引張強度:76 MPa
• 引張弾性率:2758 MPa
• 曲げ強度:110 MPa
• 曲げ弾性率:2965 MPa
• 硬度:116、ロックウェル R
• ノッチ付き衝撃強度:5.0 kj/m²
• 融解温度:428°F (220°C)
• たわみ温度 @ 1820 kPa (264 psi):160°F (71°C)
• たわみ温度 @ 455 kPa (66 psi):340 °F (171°C)

ナイロンの一般的な種類

ナイロンは、6 や 66 などの番号で識別されます。これは、アミン基と酸基の間の炭素原子の数と、ポリマーがどのように作成されたかを示します。たとえば、ナイロン 6 は完全に単一のモノマーから作られますが、ナイロン 66 は異なるモノマーの組み合わせ (コモノマーと呼ばれます) から作られます。ナイロンは、ガラスなどの添加剤で強化したり、他のエンジニアリング プラスチックと組み合わせたりして、性能と材料特性を向上させることもできます。

最も一般的なナイロンの 3 種類は、ナイロン 6、ナイロン 66、および PA 12 です。ナイロン 6 フィラメントは、高弾性繊維であり、繊維製品や、アパレル、ロープ、産業用コードなどの高強度産業用途でよく使用されます。これらの繊維は滑らかなガラスのような表面を持ち、優れた耐摩耗性を提供します。ナイロン 6 は通常、より信頼性の高い最終部品寸法をもたらします。

ナイロン 66 はナイロン 6 よりも結晶性の高い素材であるため、剛性、引張弾性率、および曲げ弾性率が高くなります。これにより、カーペット、エアバッグ、荷物など、強度、剛性、および耐薬品性が必要な用途に理想的な材料になります。ナイロン 6 よりも機械加工しやすい素材ですが、ナイロン 66 は溶融温度が高いため、成形収縮の影響を受けやすくなります。ナイロン 66 は射出成形でよく使用されます。

PA 12 (ナイロン 12 としても知られています) は、幅広い添加剤用途を備えた優れた汎用プラスチックであり、その靭性、引張強度、衝撃強度、および破損せずに屈曲する能力で知られています。 PA 12 は、これらの機械的特性により、射出成形機で長い間使用されてきました。さらに最近では、PA 12 が機能部品や試作品を作成する積層造形プロセスの一般的な材料として採用されています。

ナイロンを選ぶ理由

ナイロンは、自然な低摩擦特性と強力な機械的、化学的、熱的特性の組み合わせで高く評価されています。これは、燃料システム コンポーネント、マニホールド、ブラケット、ギア、および高い溶融温度のプラスチック材料を必要とするその他の用途など、多くの磨耗を受ける用途に適した汎用性の高い高性能の材料ファミリーです。ナイロンは、添加剤や安定剤と組み合わせることもできます。これにより、さまざまなコンポーネントの材料特性を最適化する際に、より高度な特異性と制御が可能になります.

さらに、ナイロンはフィラメント、繊維、フィルム、シートに成形することができ、射出成形、CNC 機械加工、3D 印刷などのさまざまな製造プロセスと組み合わせて使用​​することもできるため、これらの材料はプロトタイプの目的でよく使用されます。

人気のアプリケーション

ナイロンは、多くの市場部門で広く使用されています。テキスタイルやカーペットにはナイロン フィラメントが組み込まれていることが多く、FDA 準拠のナイロン フィルムは、耐久性、低ガス透過性、耐熱性を提供するため、食品包装によく使用されます。

ナイロン部品は、エンジンのアルミニウム部品に取って代わることが多い.ナイロンは優れた電気絶縁性と耐腐食性を備えており、特にナイロン本来の靭性と組み合わせると、ケーブル タイ、絶縁体、スイッチ ハウジングなどの電気用途に有用な材料になります。

ナイロン入門

ナイロンは、耐摩擦性、耐薬品性および耐熱性、強度、および柔軟性の独自の組み合わせを提供する多目的な熱可塑性材料のファミリーです。これらの特性により、ナイロンは幅広い業界の用途で人気のある選択肢となっています。ただし、ナイロンにはいくつかの特徴がありますが、非常に変更しやすい素材であるため、製品チームは特定の部品に必要な正確な素材特性を把握しておくことが不可欠です。信頼できる製造パートナーは、そのプロセスを簡素化するのに役立ちます。

Fast Radius は、従来の製造サービスと付加製造サービスの両方を提供するオンデマンドのデジタル メーカーであり、ナイロンを含む幅広い材料を扱った経験により、当社は世界中の製品チームにとって最適な製造パートナーとなっています。

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