Když na výrobě selže nestandardní pouzdro, váleček nebo ozubené kolo a originál je mimo výrobu nebo jde měsíce dopravy, díl je jednodušší obrátit na soustruhu. Problém bývá v materiálu: guma nedrží tvar při obrábění a kov je těžký a koroduje. Polyuretanová tyč, zvaná také kulatina, dává připravený polotovar pro soustruženou výrobu s vlastnostmi, které předčí jak gumu, tak tuhý plast. Rozebereme, jaké díly se soustružejí z polyuretanové kulatiny, čím je lepší než alternativy v číslech a jak objednat polotovar na váš průměr a tvrdost.
K čemu slouží polyuretanová tyč
Kulatina slouží jako univerzální polotovar pro mechanické obrábění: soustružejí se z ní pouzdra, kroužky, válečky, kola, silentbloky, tlumiče, vedení a dokonce ozubená kola středního zatížení. Ve lisovacím nářadí polyuretanová tyč nahrazuje ocelové pružiny jako pružný prvek zpětného chodu, protože po stlačení vrátí tvar bez únavy kovu.
Hlavní výhoda tyče oproti hotovému výrobku je flexibilita: pokud má podnik polotovar na skladě, soustružíkem potřebný díl za hodinu, bez čekání na výrobu na zakázku. To je zásadní pro opravárenské služby, kde prostoj linky je dražší než samotný výrobek. Logika je stejná jako u dílů typu pouzdra a kroužky z polyuretanu, jen polotovar je univerzální.
Typická sada dílů, které se soustružejí z kulatiny na místě, ilustruje její univerzálnost. Kluzná pouzdra a distanční kroužky v dopravnících a válečcích, opěrné válečky a běžce pro vedení, ozubená kola a řetězová kola středního zatížení, výsuvy a posuvníky, tlumicí podložky pod šroubové spoje. Každý z těchto dílů by v gumovém provedení vydržel násobně méně a v kovovém by byl těžší a přenášel náraz tvrdě, proto polyuretanová kulatina zaplňuje přesně tu niku, kde jsou zároveň potřeba otěruvzdornost, lehkost a pružnost.
Polyuretan se dobře obrábí: soustružením, řezáním, vrtáním, frézováním i broušením běžným nástrojem. Měkčí typy vyžadují ostrý nůž a mírné otáčky, aby se zabránilo ohřevu hrany, tužší polotovary blíže Shore D se chovají pod nástrojem téměř jako konstrukční plast.
Existuje i praktické omezení, které je dobré znát předem. Velmi měkký polyuretan v oblasti nízkých hodnot Shore A se obtížně soustružejí: polotovar pruží pod nástrojem a rozměr kolísá. Pro díly, které se budou soustružet na stroji, je rozumné volit tvrdost výše, blíže k 90-95 Shore A nebo do oblasti Shore D, potom rozměr drží stabilně. Pokud má být díl měkký a elastický, je výhodnější ho rovnou odlít do formy, nikoli soustružit z tyče.
Proč kulatina z polyuretanu, a ne z jiných materiálů
Polyuretan vyhrává nad tuhými konstrukčními plasty díky jedinečné kombinaci otěruvzdornosti s elasticitou. Kapron, UHMW-PE a fluoroplast jsou každý silný v jednom, ale žádný nedává pružnost, která zachrání díl pod nárazem a vibracemi.
Kapron (polyamid PA6/PA66) je tuhý a pevný, 60-85 MPa v tahu, ale jeho elasticita odrazu je jen 5-15 %. Pod rázovým zatížením díl z kapronu praská po vláknu, navíc absorbuje vlhkost 2-8 % a tím ztrácí přesnost rozměrů. Polyuretan s odrazem 34-61 % náraz absorbuje a vrátí tvar, přičemž vlhkost prakticky nepřijímá.
UHMW-PE má vynikající abrazivní odolnost a nízké tření, ale pod trvalým zatížením se deformuje, tedy tečí. Fluoroplast je chemicky inertní a kluzký, ale jeho obrušování až 200-500 mm³ je nesrovnatelně horší než polyuretanových 38-39 mm³ a pod tlakem také teče. Polyuretan drží opotřebení i zatížení zároveň, proto je pro zatížené pohyblivé díly praktičtější.
Srovnání materiálů pro soustružené díly
| Materiál | Obrušování DIN 53516, mm³ | Pracovní t, °C | Tvrdost | Elasticita odrazu, % |
|---|---|---|---|---|
| Polyuretan TIMOL | 38-39 | -60 do +100 | 85A-95A | 34-61 |
| Kapron PA6/PA66 | 30-90 | -40 do +100 | 75D - 85D | 5-15 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200 do +80 | 60D - 70D | 5-10 |
| Fluoroplast PTFE | 200-500 | -200 do +260 | 50D - 65D | n/a |
UHMW-PE formálně vyhrává v obrušování, 15-30 mm³, ale jeho téměř nulová pružnost ho činí nevhodným pro rázové uzly. Fluoroplast výrazně prohrává v opotřebení, 200-500 mm³. Polyuretan zaujímá zlatou střední cestu: nízké obrušování plus vysoká elasticita, která není dostupná žádnému tuhému plastu. Proto je kulatina z polyuretanu univerzálnější než konstrukční polymery pro reálné pohyblivé a zatížené díly.
Rada inženýra: volte tvrdost polotovaru dle charakteru zatížení, nikoli podle principu čím tužší tím lepší. Pro díly pracující na náraz a tlumení berte polyuretan v oblasti Shore A: absorbuje energii a nepraská. Pro vedení, ozubená kola a díly na opotřebení pod trvalým tlakem berte horní část rozsahu, blíže Shore D. Chyba v tvrdosti vyjde dráže než sám polotovar, protože měkký díl přeteče a příliš tuhý se odlomí.
Na co dbát při nákupu polyuretanové tyče
Při nákupu kulatiny se orientujte na tři parametry: průměr polotovaru, tvrdost a chemické prostředí budoucího dílu. Průměr berte s přídavkem na obrábění, aby bylo možné odebrat vnější vrstvu na čistý rozměr. Tvrdost se zadává ve fázi lití, proto je nutné ji určit předem dle zatížení.
Pokud jde o prostředí, polyuretan má vynikající odolnost vůči olejům a klidně pracuje v benzinu, technickém oleji, slané vodě a slabých roztocích. Dlouhodobý kontakt s koncentrovanými louhy a některými agresivními kyselinami se nedoporučuje, proto pro chemicky namáhané uzly je vhodné předem konzultovat typ polymeru.
Další výhodou polyuretanu jako polotovaru je chemická neutrálnost a absence toxických výparů, proto díly z něj jsou přijatelné tam, kde je důležitá ekologičnost a sanitace. Přirozená barva materiálu je světle žlutá, pro potřebu se do hmoty přidávají netoxická barviva například pro barevné označení dílů dle tvrdosti. Úplný sortiment polotovarů a výrobků viz katalog a technologické podrobnosti obrábění viz referenční sekce.
Jak objednat polyuretanové tyče v závodě TIMOL
Pro objednávku uveďte požadovaný průměr, délku, tvrdost a pokud možno popis dílu, který plánujete vyrobit. Pokud je finální díl složitý nebo jde v sérii, technologové poradí, co je výhodnější: soustružit z tyče nebo rovnou odlít výrobek do formy. Technologie volného lití umožňuje reprodukovat jak prostý válcový polotovar, tak hotový díl dle výkresu.
Výroba je možná kusová i v dávkách. Pro opravárenské služby to znamená možnost udržovat univerzální zásobu, z níž se soustružejí různé díly dle potřeby, místo objednávání každé drobnosti zvlášť.
Pro konzultaci, výběr tvrdosti a objednávku se obraťte prostřednictvím kontaktů závodu TIMOL. Inženýři pomohou určit parametry polotovaru pro váš díl a zorganizují výrobu přesně dle technického zadání.