Wenn Sie in eine Maschinenwerkstatt gehen und nach technischen Kunststoffen fragen, beginnt das Gespräch immer auf die gleiche Weise: „Welches Material verwenden Sie?“ Und wenn Sie Nylon sagen, lautet die Antwort in der Hälfte der Fälle: „Haben Sie über Delrin nachgedacht?“ Beide sind weißlich, beide auf einer CNC-Drehmaschine geschnitten, beide kommen in Lagerhülsen, Zahnrädern und Verschleißpolstern zum Vorschein. Aber sie verhalten sich nicht wie einander, wenn man sie in eine reale Anwendung einbaut.

Wir bearbeiten jeden Monat Tausende von Kunststoffteilen, wobei Nylon und Delrin die beiden Materialien sind, die wir am häufigsten sehen. Nachdem wir mehr als 20 Jahre lang beobachtet haben, was in der Praxis funktioniert und was nicht, finden Sie hier eine einfache Aufschlüsselung, wann Sie welche auswählen sollten.

Der wahre Unterschied: Feuchtigkeit ist der entscheidende Faktor

Delrin (POM-Homopolymer, typische Marke von DuPont) nimmt kein Wasser auf. Zeitraum. Sie können eine Delrin-Buchse eine Woche lang in einem Eimer Wasser liegen lassen, sie dann herausziehen, und die Abmessungen haben sich nicht verändert. Nylon 6/6 absorbiert 1,5 % seines Gewichts an Feuchtigkeit bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit – und bis zu 8–10 % bei vollständiger Sättigung. Diese 8 %ige Feuchtigkeitsaufnahme entspricht etwa 0,3 % Dimensionsänderung, was 0,15 mm bei einer Buchse mit 50 mm Durchmesser entspricht.

Diese 0,15 mm sind der Unterschied zwischen einem Presssitzlager und einem nachlässigen Lager. Es ist der Unterschied zwischen einem Zahnrad, das mit 0,02 mm Zahnflankenspiel kämmt, und einem mit 0,17 mm Zahnflankenspiel. Es ist der Unterschied zwischen einem Teil, das sofort funktioniert, und einem Teil, das vor dem Zusammenbau vier Stunden lang im Ofen getrocknet werden muss.

Wenn Ihr Teil in einer trockenen, kontrollierten Umgebung betrieben wird – in einem Elektronikgehäuse, in einem Reinraum, in einer Fabrikhalle mit Klimaanlage – ist Nylon wahrscheinlich in Ordnung. Wenn jedoch die Möglichkeit einer Wassereinwirkung, wechselnder Luftfeuchtigkeit oder einer Installation im Freien besteht, ist Delrin die sicherere Wahl.

Wenn Nylon gewinnt (Ja, das passiert)

Nylon ist kein Müll. In drei bestimmten Situationen ist es wirklich besser als Delrin.

Erstens: Schlagfestigkeit. Nylon 6/6 hat eine Izod-Schlagzähigkeit von etwa 80 J/m, während Delrin bei 120 J/m liegt – Moment, das ist Delrin siegreich. Eigentlich hat Nylon 6/6 im trockenen Zustand etwa 80 J/m, aber Nylon 6 (gegossen) kann 150+ J/m erreichen. Der Haken daran ist, dass die Schlagfestigkeit von Nylon um 50 % oder mehr abnimmt, wenn es mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Die Antwort hängt also von Ihren Betriebsbedingungen ab.

Zweitens: Verschleißfestigkeit bei Trockenlaufanwendungen. Nylon hat einen niedrigeren Reibungskoeffizienten gegenüber Stahl als Delrin – ungefähr 0,20 gegenüber 0,30 – was bedeutet, dass Nylonlager kühler laufen und länger halten, wenn keine Schmierung erfolgt. Wir haben Nylon-Verschleißpolster in Fördersystemen gesehen, die bei derselben Trockenlaufanwendung zwei- bis dreimal länger laufen als Delrin. Der Nachteil: Nylon nutzt sich schneller ab als Delrin, wenn es nass oder geschmiert ist, da die Feuchtigkeit als Weichmacher wirkt und die Oberfläche weicher macht.

Drittens: Kosten. Nylon 6/6-Stangenmaterial kostet etwa 60–70 % des Delrin-Preises pro Kilogramm. Für eine Buchse im Wert von 2,50 US-Dollar beträgt der Materialkostenunterschied 0,15 US-Dollar – ein Materialwechsel lohnt sich wahrscheinlich nicht. Aber für einen 50-kg-Prototyp von Buchsen bedeutet das eine Materialeinsparung von 400–500 US-Dollar. Wenn die Volumina groß genug werden, wird der Kostenvorteil von Nylon deutlich.

Wenn Delrin gewinnt (meistens)

Bei CNC-bearbeiteten Teilen in industriellen Anwendungen gewinnt Delrin häufiger als Nylon. Hier erfahren Sie, warum.

Maßhaltigkeit ist das Wichtigste. Die Feuchtigkeitsaufnahme von Delrin beträgt bei Sättigung 0,25 % – etwa 1/30 der von Nylon. Wenn Sie Lagersitze, Einpresslöcher oder andere Merkmale bearbeiten, die eine Toleranz von +/-0,01 mm einhalten müssen, bietet Ihnen Delrin eine Chance. Nylon lässt dich dafür kämpfen.

Die Bearbeitbarkeit ist noch nicht einmal annähernd gegeben. Delrin verfügt über eine Bearbeitbarkeitsbewertung, die der von frei zerspanbarem Messing nahe kommt – die Späne lösen sich sauber, die Oberflächengüte erreicht Ra 0,8, ohne es zu versuchen, und der Werkzeugverschleiß ist minimal. Nylon ist gummiartig. Es schmilzt, wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist, es erzeugt lange, fadenförmige Späne, die sich um das Werkzeug wickeln, und die Oberflächengüte beträgt ohne Spezialwerkzeuge bestenfalls Ra 1,6. Wir verarbeiten Delrin mit der drei- bis vierfachen Vorschubgeschwindigkeit von Nylon, was bedeutet, dass die Bearbeitung von Delrin-Teilen weniger kostet, obwohl das Material teurer ist.

Die Steifigkeit begünstigt in den meisten Vergleichen Delrin. Acetal (Delrin) hat einen Zugmodul von etwa 3,1 GPa, während Nylon 6/6 etwa 2,9 GPa hat – nah dran, aber Delrin ist steifer, wenn beide trocken sind. Nylon 6/6 wird weicher, wenn es Feuchtigkeit aufnimmt (der Modul sinkt bei Sättigung auf etwa 1,0 GPa), während sich Delrin kaum verändert. Für Zahnräder, Lagerhülsen und alle tragenden Komponenten ist die konstante Steifigkeit von Delrin ein echter Vorteil.

Head-to-Head-Daten

Die Zahlen in dieser Tabelle sind Näherungswerte und variieren je nach Sorte und Hersteller.

Was ist mit glasgefüllten Varianten?

Beide Materialien sind in glasfaserverstärkten Qualitäten erhältlich – typischerweise 30 % Glasfaser. Glasgefülltes Nylon wird erheblich steifer (Modul bis zu 9 GPa) und verliert den größten Teil seiner Feuchtigkeitsempfindlichkeit, wird jedoch abrasiv und zerstört Hartmetallwerkzeuge 3-4x schneller als ungefülltes Nylon. Glasgefülltes Delrin (POM-GF) ist ebenfalls steifer, lässt sich aber weniger abrasiv bearbeiten. Wenn Sie die Steifigkeit eines Metallteils bei gleichzeitigem Gewicht von Kunststoff benötigen, ist glasfaserverstärktes Delrin in der Regel die bessere Wahl für die Bearbeitung.

Der Nachteil glasfaserverstärkter Typen: Sie sind nicht für tragende Oberflächen geeignet. An der Oberfläche freiliegende Glasfasern wirken als Schleifmittel gegen passende Metallkomponenten. Wir haben glasfaserverstärkte Nylonbuchsen gesehen, die den Schaft zerstörten, den sie eigentlich schützen sollten. Wenn Sie ein glasfaserverstärktes Teil mit einer tragenden Oberfläche benötigen, geben Sie einen Metallhülseneinsatz an oder planen Sie eine Nachbearbeitungspolitur ein, um die Harzmatrix freizulegen.

Reale Callouts, die wir im Shop sehen

Ein Robotikunternehmen schickte uns eine Zeichnung für eine Lagerhülse aus Nylon – 25 mm Innendurchmesser, 30 mm Außendurchmesser, 40 mm Länge, eingepresst in ein Aluminiumgehäuse. Sie verwendeten Nylon für drei Design-Iterationen und jedes Mal war das Lager je nach Wetterlage zu fest oder zu locker. Wir haben vorgeschlagen, auf Delrin umzusteigen, sie haben zugestimmt, und die Presspassung war über zwei Jahre hinweg bei über 10.000 Teilen konstant. Gleiche Zeichnung, anderes Material, Problem gelöst.

Auf der anderen Seite verwendete ein Hersteller industrieller Förderbänder Delrin-Verschleißpolster an einem kettengetriebenen Sortierer, der rund um die Uhr in Betrieb war. Die Pads nutzten sich alle drei Monate ab – schneller als erwartet. Wir haben sie auf Gussnylon 6 (nicht 6/6) umgestellt und die Tragedauer verdoppelte sich auf 6 Monate. Der Schlüssel lag darin, dass es sich um eine Trockenlaufanwendung handelte und die höhere Verschleißfestigkeit von Nylon (unter trockenen Bedingungen) den Dimensionsstabilitätsvorteil von Delrin überwog.

Keine der Geschichten beweist, dass ein Material allgemein besser ist. Beide beweisen, dass die richtige Antwort von Ihren tatsächlichen Betriebsbedingungen abhängt.

Unsere Empfehlung

Für CNC-bearbeitete Teile, bei denen Sie die Betriebsumgebung kontrollieren können: Nylon ist in Ordnung, aber es ist billiger. Für Teile, bei denen es auf Feuchtigkeit, Nässe oder Dimensionsstabilität ankommt: Wählen Sie Delrin. Im Zweifelsfall: Delrin. Der Materialkostenaufschlag ist gering, die Bearbeitungskosten sind geringer und Sie müssen nicht sechs Monate damit verbringen, durch Feuchtigkeit verursachte Maßabweichungen zu beheben.

Senden Sie uns Ihre Zeichnung mit den angegebenen Betriebsbedingungen – Temperaturbereich, Feuchtigkeitseinwirkung, Belastung, Geschwindigkeit und Gegenmaterial – und wir geben Ihnen eine Materialempfehlung, die auf tatsächlichen Erfahrungen in der Werkstatt und nicht auf Lehrbuchtabellen basiert.