Если честно, когда впервые услышал про теплопроводный нейлон, отнесся скептически — казалось, это очередной маркетинговый ход. Но после тестов на пресс-формах в 2018 году понял: материал действительно работает, хотя и с нюансами...
В промышленности до сих пор путают теплопроводность и термостабильность. Первое — способность отводить тепло, второе — сохранять свойства при нагреве. Теплопроводный нейлон PA6 с наполнителями из нитрида алюминия или оксида бериллия дает 1.5-3 Вт/м·К против стандартных 0.25 Вт/м·К.
На практике это значит, что деталь в работе остывает на 30-40% быстрее. Но есть подвох: анизотропия свойств. Вдоль направления течения расплава показатели могут быть в 1.8 раза выше, чем поперек. Это редко учитывают в техзаданиях.
Кстати, у ООО Сямынь Бочэн Пластиковые материалы в линейке как раз есть серия BC-112TN с коэффициентом 2.3 Вт/м·К — работал с ней на корпусах светодиодных прожекторов. Материал стабилен, но требователен к сушке: при остаточной влажности выше 0.15% появлялись серебрение и пузыри.
В 2020 году делали корпус для контроллера заряда АКБ. Заказчик настаивал на алюминии, но мы предложили теплопроводный нейлон 66 марки — выиграли 15% по себестоимости и упростили сборку.
Сначала столкнулись с усадкой 1.8-2.2% — больше расчетной. Пришлось корректировать литниковую систему. Интересно, что проблему помог решить технолог с завода https://www.bochengnylon.ru — посоветовал увеличить температуру цилиндра на 15°C и использовать вакуумную сушку.
После обкатки технологии получили стабильные детали с ИТОГО 0.8-1.1. Правда, для клеммных колодок пришлось добавить 25% стекловолокна — без этого прочность на изгиб не проходила по ТУ.
Самое частое — экономия на оснастке. Для теплопроводного нейлона нужны стальные пресс-формы класса 1.2344 с полировкой каналов охлаждения. Пробовали на P20 — через 15 тыс. циклов появились риски и выкрашивание.
Еще момент: многие не учитывают тепловое расширение. При переходе с обычного PA66 на теплопроводный зазоры между деталями увеличиваются на 0.05-0.08 мм из-за разницы КЛТР. В узлах с плотной посадкой это критично.
Один раз наблюдал, как на производстве забыли про гигроскопичность — материал пролежал 6 часов в открытом мешке. В результате на готовых изделиях пошли трещины возле литников. Пришлось пускать партию под утиль.
Против алюминия теплопроводный нейлон выигрывает в весе и коррозионной стойкости, но проигрывает в предельной теплоотдаче. Для узлов с тепловыделением до 80 Вт/м2 — хороший выбор, выше — уже спорно.
Сравнивал с теплопроводными поликарбонатами — у нейлона лучше стойкость к хладагентам, но хуже УФ-стабильность. Для уличных корпусов приходится добавлять стабилизаторы.
Коллеги из ООО Сямынь Бочэн Пластиковые материалы как-то показывали сравнительные тесты своих марок с европейскими аналогами. Разница в стоимости 25-30%, а по механическим свойствам расхождение в пределах 10%.
Сейчас вижу тенденцию к гибридным составам — например, теплопроводный нейлон с антистатическими добавками. Для корпусов измерительной аппаратуры это перспективно, но пока есть проблемы с совместимостью компонентов.
Ограничение по толщине стенки: при переходе за 5 мм эффективность теплопередачи резко падает. Оптимально 2.5-4 мм, но это не всегда вписывается в конструкторские требования.
Из последнего: пробовали материал от https://www.bochengnylon.ru для теплоотводящих вставок в электромобилях. Получилось снизить вес узла на 40%, но пришлось дорабатывать конструкцию ребер жесткости — без этого была вибрация на высоких оборотах.
Главное — не гнаться за максимальной теплопроводностью. Часто достаточно 1.5-2 Вт/м·К, но с хорошим балансом механических свойств. Переплата за 3 Вт/м·К редко окупается.
Обязательно запрашивайте у поставщика реологические кривые — у теплопроводного нейлона вязкость сильно зависит от скорости сдвига. Без этого данные нельзя спрогнозировать заполнение формы.
Из производителей заслуживающих внимания — ООО Сямынь Бочэн Пластиковые материалы. Их сертификация по ISO 9001 и 14001 хоть как-то гарантирует стабильность параметров от партии к партии. Хотя лично я всегда требую пробную отливку перед запуском серии.
