Technolog objednává dvousložkový polyuretan a naráží na volbu: koupit kbelíky se složkami a lít si sám, nebo dostat hotový díl na rozměr. Vlastní lití bez dávkování, odplynění a kontroly teploty dává dutiny a nestabilní tvrdost a uzel pak stejně selhává. Litý polyuretan TIMOL odstraní tuto otázku: zákazník dostane monolitní díl se zadanou tvrdostí a životností. Rozebereme, jak je dvousložkový systém uspořádán, jaké vlastnosti dává v číslech a jak objednat výrobu dle vlastního výkresu.
Co je dvousložkový polyuretan a jak se lije
Dvousložkový polyuretan je systém ze dvou tekutých složek, polymerní základy a tvrdidla, které se smísí v přesném poměru a nalijí do formy. Během reakce hmota polymerizuje a přemění se v monolitní elastomer se zadanou strukturou. Právě řízená reakce dvou složek umožňuje přesně zadat tvrdost, elasticitu a otěruvzdornost hotového dílu ještě před litím.
Závod pracuje technologií volného lití. Složky se nadávkují, odplyní a nalijí do otevřené nebo uzavřené formy bez vysokého tlaku, poté polymerizace probíhá při řízené teplotě. Tato metoda nevyžaduje drahé lisovací nářadí, proto je vhodná jak pro jednotlivý díl dle výkresu, tak pro sériovou dávku. Geometrii, tloušťku stěny a profil povrchu zadá sama forma.
Kvalita dvousložkového dílu závisí na disciplíně procesu, nikoli jen na receptuře. Složky se musí temperovat, přesně dávkovat hmotnostně a odplynit před litím, jinak v tělese dílu zůstanou vzduchové dutiny a tvrdost kolísá od dávky k dávce. Proto vlastní lití bez odpovídajícího vybavení dává nepředvídatelný výsledek a závodní lití s kontrolou v každém kroku zajišťuje stabilní charakteristiky po celém dílu.
Zvláštním scénářem je lití polyuretanu na kovový základ. Hřídel, váleček nebo buben se vyčistí, odmastí a naprimuje, poté se polyuretanová vrstva nalije přímo na kov. Vznikne obložený výrobek, kde kov drží zatížení a polyuretan přebírá opotřebení a náraz. Dvousložkový systém je zde zvlášť výhodný, protože přilnavost ke kovu se zadá složením a primerem ještě před polymerizací. Typové výrobky vyráběné touto metodou jsou shromážděny v katalogu polyuretanových výrobků.
Vlastnosti dvousložkového litého polyuretanu
Tvrdost se zadává v rozsahu 50 Shore A do 70 Shore D. Měkké typy jdou na tlumice, těsnění, přítlačné válečky a tlumiče, tuhé na pouzdra, ozubená kola, stěrky a otěruvzdorná vedení. Dle obrušování DIN 53516 litý polyuretan ztrácí 38-39 mm³, zatímco guma SBR dosahuje 100-200 mm³. V praxi to dává životnost přibližně 10× vyšší než u běžné gumy za stejných provozních podmínek.
Pracovní rozsah -60 do +100 °C pokrývá většinu průmyslových podmínek. Materiál je odolný vůči olejům, ropným produktům, slabým kyselinám a louhům, nepřijímá vlhkost a nekoroduje. Pevnost v tahu 39-87 MPa překonává hodnoty většiny gum a elasticita odrazu 34-61 % umožňuje dílu obnovit tvar po každém zatěžovacím cyklu. Podrobnosti o fyzikálních vlastnostech materiálu viz sekce referenční informace.
Praktický závěr pro technologa je jednoduchý: dvousložkový systém dává jeden díl pro konkrétní úkol namísto kompromisu mezi několika hotovými typy. Pro tlumič pod rázové zatížení se zvolí měkká receptura s vysokým odskokem, pro abrazivní stěrku tuhá s minimálním opotřebením, pro těsnění v oleji odolná vůči ropným produktům. Vše se dosáhne jednou litecí technologií, pouhou změnou složení a tvrdosti, proto není nutné vést sklad různorodých materiálů pro každý uzel.
Dvousložkový polyuretan versus guma, kov a plasty
| Materiál | Obrušování DIN 53516, mm³ | Pracovní t, °C | Tvrdost | Pevnost v tahu, MPa | Hustota, g/cm³ |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyuretan TIMOL | 38-39 | -60 do +100 | 85A-95A | 39-87 | 1,05-1,25 |
| Guma SBR | 100-200 | -40 do +80 | 40A - 80A | 8-20 | 0,94-1,1 |
| Guma NBR | 80-150 | -30 do +100 | 40A - 90A | 10-25 | 1,0-1,3 |
| Kapron PA6/PA66 | 30-90 | -40 do +100 | 75D - 85D | 60-85 | 1,13-1,15 |
| Konstrukční ocel | n/a | -40 do +500 | 120-250 HB | 370-700 | 7,7-7,9 |
Polyuretan má nejnižší obrušování mezi elastomery a přitom je lehký: hustota 1,05-1,25 g/cm³ oproti 7,7-7,9 u oceli, tedy díl vychází 6-7× lehčí. Kapron je blízko opotřebením, ale jeho elasticita je malá, proto praská pod nárazem, kde polyuretan obnoví tvar. Guma je elastická, ale opotřebovává se několikanásobně rychleji a má nižší pevnost v tahu. Dvousložkový systém umožňuje nastavit potřebný bod mezi těmito krajnostmi přesně pro konkrétní uzel.
Rada inženýra: neobjednávejte díl jen podle slova měkký nebo tuhý, uvádějte provozní podmínky. Pro rázové zatížení je vhodnější o něco měkčí typ s vysokým odskokem, pro abrazivní klouzání tuhý s minimálním opotřebením. A pamatujte na tloušťku: pro obložení tenká vrstva se rychleji prodře na ostrém abrazivu, proto pro těžké podmínky navrhněte rezervu tloušťky, nikoli jen tvrdost.
Montáž a obsluha dvousložkových dílů
Hotový litý díl se montuje ve většině uzlů bez přestavby zařízení. Celistvá pouzdra a válečky se usazují na hřídele standardními uloženími, obložená vrstva pracuje přímo na vlastní ose, těsnění a podložky se osazují do dostupných drážek a přírub. To snižuje náklady přechodu na polyuretan, protože přestavba uzlu je zpravidla dražší než sám díl.
Obsluha se omezuje na čištění od nalepenin a kontrolu opotřebení. Polyuretan nepřijímá vlhkost, nekoroduje a nebojí se plísně, proto v provoze nevyžaduje zvláštní péči. Když se pracovní vrstva obloženého výrobku opotřebí, kovový základ se nevyhazuje: starý polyuretan se sejme, povrch se znovu připraví pro přilnavost a naleje se nová vrstva. Kov slouží dále a náklady klesnou na cenu polymeru a práce.
Jak objednat výrobu v závodě TIMOL
Objednávka dvousložkového litého polyuretanu ve formě hotových dílů je možná v závodě TIMOL. Kupovat složky zvlášť a lít si sám dává smysl jen při vlastním dávkovacím a odplyňovacím vybavení, jinak tvrdost kolísá a v tělese dílu zůstávají dutiny. Hotový výrobek na rozměr odstraní tato rizika a hned dá předvídatelnou životnost.
Závod vyrábí díly dle výkresu, náčrtu nebo opotřebovaného vzorku a pracuje jak s jednotlivými objednávkami, tak se sériovými dávkami. Technologie volného lití nevyžaduje drahé nářadí, proto nestandardní rozměr nepředstavuje problém.
Pro výpočet uveďte rozměry, požadovanou tvrdost a popis provozních podmínek uzlu. Inženýři zvolí recepturu, posoudí životnost a navrhnou optimální variantu lití nebo obložení. Pro konzultaci a objednávku se obraťte prostřednictvím kontaktů závodu TIMOL.