POM塑膠 | 零件原型製作的材料特性

聚甲醛（POM）是一種高性能工程熱塑性塑料，具有優異的機械性能和尺寸穩定性。本文介紹了POM的關鍵特性，包括其機械性質、熱性能、電氣性能及其應用。

什麼是 POM 塑膠？

聚甲醛（POM），又稱縮醛，是一種結晶型熱塑性聚合物。它是一種高密度、高結晶度的線性聚合物，具有優異的綜合性能。 POM是繼尼龍之後興起的優質樹脂，在五大工程塑膠中排名第三。根據其分子鏈的化學結構，POM主要分為均聚POM（如Delrin）和共聚物POM（如Celcon）。

這兩種材料有何不同？ Delrin是由單一單體聚合而成的規則結晶分子結構材料。 Celcon是由兩種不同單體共聚而成的無定形結構材料。

聚甲醛的性能

POM 的一個顯著優點是其彈性模量高、剛度高、硬度高、抗疲勞性能優異、衝擊強度好、抗蠕變性能好。

拉伸強度和剛度

在所有塑膠中，聚甲醛（POM）的比強度和比剛度值與金屬較為接近，因此在許多應用中可以取代鋼、鋅、鋁、銅和鑄鐵等材料。隨著溫度升高，POM的抗拉強度和剛度會降低。

衝擊強度

POM具有良好的韌性，其衝擊強度受溫度影響很小。然而，缺口的存在會顯著降低其衝擊強度。 Polycarbonate（聚碳酸酯） PC 和 ABS 的衝擊強度比 POM 高得多，POM 在反覆疲勞衝擊負荷後表現出比 PC 和 ABS 更高的衝擊強度。

抗疲勞

結晶型塑膠通常比非晶型塑膠具有更高的疲勞強度。結晶度超過70%的聚甲醛（POM）表現出優異的抗疲勞性能，是所有熱塑性工程塑膠中疲勞極限強度最高的。

抗蠕變性

由於POM具有良好的回彈性，其抗蠕變性能可與其他工程塑膠（如尼龍）相媲美。在23°C和21 MPa載重下，3000小時後蠕變值僅2.3%。此外，其蠕變值隨溫度變化較小，即使在高溫下也能保持良好的抗蠕變性能。

耐摩擦和磨損

POM具有極低的摩擦係數和極小的磨損率，同時其極限壓力速度值相當高。這使其適用於承受長期滑動摩擦的部件。此外，POM的表面硬度與…相似。 鋁合金在動態摩擦應用中，它能提供一定程度的自潤滑，並且產生的噪音非常小，表現出優異的摩擦學性能。

熱性能

聚甲醛（POM）具有較高的熱變形溫度（HDT）。均聚POM的HDT通常高於共聚物POM，但均聚POM的熱穩定性低於共聚物POM。 POM的常用使用溫度通常在100℃左右。

電學特性

POM具有良好的電絕緣性能，且基本上不受濕度影響。在10的頻率範圍內² 〜10⁷ 在20～100℃的溫度範圍內，POM的介電常數穩定在3.1～3.9，頻率為Hz。其介電常數受吸水率的影響很小。 POM產品的厚度會影響其介電強度，較薄的部分錶現出更高的介電強度。

化學耐受性

POM樹脂具有優異的耐油性和耐有機溶劑性（例如碳氫化合物、醇類、酮類、酯類和苯類）。即使在高溫下長時間浸泡（超過半年），它仍能保持較高的機械強度，質量變化率通常低於5%。

POM樹脂對稀酸有良好的耐受性，但暴露於強酸（尤其是硫酸、鹽酸、硝酸、亞硫酸和亞硝酸）時容易發生應力開裂。

耐候性

POM樹脂的耐候性並不理想。對於戶外應用，應添加紫外線吸收劑或抗氧化劑以提高其耐久性。

POM加工工藝

POM樹脂可採用標準熱塑性塑膠成型和加工方法進行加工，包括射出成型、擠出成型、吹塑成型和壓縮成型。注塑成型是最常用的方法。擠出成型主要用於生產片材和棒材，這些片材和棒材隨後可進行二次加工製成最終產品。吹塑成型是注塑成型的補充，用於製造中空製品。

注射成型

設備： 使用單頭、全行程、突壓式螺桿，螺桿頭為標準規格。長徑比（L/D）約18，壓縮比為2-3，計量段長度為4-5D。螺桿轉速通常為50-60 r/min，背壓控制在0.6 MPa左右。噴嘴應為直通式，具有反錐形設計，並配備加熱帶，溫度由穩壓變壓器控制。噴嘴孔徑必須夠大。

模子： 澆注系統由澆口、流道和澆口組成。澆口應短而粗，直徑比噴嘴約 1 毫米，錐度為 3° 至 5°。通常使用梯形流道，其標準尺寸為上寬為下寬的三倍，深度為下寬的兩倍。澆口尺寸（例如厚度）必須根據產品厚度和其他因素確定；有多種澆口類型可供選擇，應根據產品設計選擇最佳方案。

成型工藝： 通常情況下，該材料無需預先乾燥。但是，如果材料顆粒經過水浸冷卻，或需要模製精密零件，則必須進行預乾燥。料筒溫度必須精確控制；溫度過高會導致材料變色分解，而溫度過低則會導致塑化效果不佳。

擠壓

使用等螺距、等徑計量螺桿，長徑比為 20-24。計量段長度應約為螺桿總長度的 1/4，壓縮比應為 3-4。

螺桿結構會根據物料黏度而變化。高黏度物料採用深槽螺桿，中等黏度物料採用淺槽螺桿。如果物料的吸濕率超過0.25%，則需要進行預乾燥。擠出機與物料接觸的零件必須避免使用銅和易導致熱分解的合金。特定的製程條件，例如長徑比、壓縮比和模頭溫度，會因產品（例如，管材、板材、線材護套）的不同而有所差異。

吹塑

採用標準吹塑機，需要精確的控制裝置。螺桿長徑比為16～20，注射比為2.0～3.5。模具材料的選擇取決於產品。模具溫度一般為93℃～127℃，吹氣壓力為0.35～1.20 MPa。不同的吹塑產品（例如，桶子、旅行包、噴霧器等）有其特定的製程條件，例如長徑比、壓縮比、料筒溫度和螺桿轉速。

數控加工

在數控加工POM時，對於複雜零件，注塑成型的毛坯（餘量為3-5毫米）是理想之選；而對於簡單的形狀，可以使用水冷方式，從高密度（1.41-1.43克/立方厘米）棒材上切割下來，並配合鋁合金夾具和軟爪虎鉗（夾緊力5-10千分牛力或真空（104）20.

在 Getzshape，我們提供高精度 CNC加工服務 我們致力於生產工程塑料，確保卓越的品質和精度。我們的POM（聚甲醛）材質提供黑白兩種顏色選擇，可滿足各種應用需求。除非另有特殊公差要求，否則我們均遵循ISO 2768-c標準，以確保結果的一致性和可靠性。

二次加工

POM的加工特性與黃銅類似；它剛性強，發熱量低。可採用車削、鋸切、銑削、鑽孔、沖壓及攻牙等方式進行加工。

POM的應用

POM主要用於取代有色金屬（如銅、鋁、鋅）來製造各種機械零件，廣泛應用於汽車、機械、電子、電氣、建築和管道等領域。

汽車業

聚甲醛（POM）作為一種節能材料，在汽車製造領域已廣泛應用。這是因為它有助於車輛輕量化、降低油耗，並能取代多種金屬，從而減少成型和加工過程中的能耗。例如，用POM製造車門和車窗把手，取代原有的鍍鉻金屬或不鏽鋼零件，可節省23%的成本，並將加工工序從13道減少到5道。與其他一些工程塑膠相比，POM對汽車常用的多種化學物質具有優異的耐受性。共聚物POM在這方面特別突出。例如，由於共聚物POM對汽車冷卻液具有極高的穩定性，大多數汽車散熱器零件都採用共聚物POM製造。

POM主要用於汽車產業的以下三個領域：

1. 引擎燃油供應系統：用於製造散熱器排水閥、散熱器蓋、冷卻液溢流罐、水泵葉輪、水閥體、燃油箱蓋、燃油加註口、燃油幫浦、化油器殼體、各種排氣控制閥、加速踏板及其他零件。
2. 電氣設備系統：用於製造加熱器風扇、空氣壓縮機閥門、照明開關、加熱器控制桿、組合開關、擋風玻璃雨刷馬達齒輪和軸承支架以及清洗幫浦。
3. 車身系統：用於製造遮陽板支架、鋼板彈簧襯套、速度表外殼、天線齒輪外殼、內後視鏡支架、門鎖組件、車窗調節器把手、車窗玻璃框架和導向滾輪、轉向節軸承、煞車部件、方向盤組件和車廂鉸鏈。

機械

POM廣泛用於製造各種齒輪、軸承、彈簧、凸輪、螺栓、螺帽以及機械設備的結構件，例如泵體、殼體和葉輪。 POM齒輪、齒輪聯軸器和軸承通常用作通用動力傳動結構件。

顯示器與電子產品

聚甲醛（POM）具有低損耗因子、高介電強度和絕緣電阻以及優異的耐電弧性能，因此廣泛應用於電子、電器和辦公室自動化設備（OA設備）領域。 POM可用於製造電話、錄音機、錄影機、電視機、電腦、傳真機、印表機、CD和VCD播放器等設備的零件，例如電話撥號盤和按鍵、電視繼電器和線圈骨架、電腦控制元件、定時器部件、錄音機磁帶盒支架、微動開關和反向滑塊、CD 輪碟機開關和揚聲器托盤、印表機前置盒支架、微動開關和反向滑塊、CD 輪碟機開關和揚聲器托盤、印表機前面板和揚聲器機閘等。 POM也用於製造各種電動工具的零件，例如電動扳手外殼、電動剪羊毛機外殼、煤鑽外殼以及開關手柄等。

建築和管道

在建築和管道領域，POM（聚甲醛）被用於製造窗框、洗臉盆、水箱、門窗滾輪、小型家具腳輪、燃氣表部件和蓋板、浴室熱水器組件、水錶外殼、水管配件和水龍頭。 POM水龍頭比一般金屬水龍頭成本低30%，並且能夠承受2×10的衝擊。⁶ 在0.5-0.6兆帕的壓力下，可承受多次開合循環，相當於超過40年的使用壽命。它還具有耐水腐蝕、抗結垢和自潤滑等特性。以聚甲醛（POM）製成的消防栓和消防水帶接頭可承受高達5兆帕的爆破壓力。