Wenn in der Produktion eine Sonderbuchse, -rolle oder -zahnrad ausfällt und das Original abgekündigt wurde oder Monate geliefert wird, dreht man das Teil am einfachsten selbst. Das Problem liegt im Werkstoff: Gummi hält die Form nicht unter der Bearbeitung, Metall ist schwer und korrodiert. Polyurethan-Rundstab, auch als Kругляк bezeichnet, liefert einen fertigen Rohling für die Drehbearbeitung mit Eigenschaften, die sowohl Gummi als auch harte Kunststoffe übertreffen. Wir erläutern, welche Teile aus Polyurethan-Rundstab gedreht werden, worin er gegenüber Alternativen in Zahlen gewinnt und wie man einen Rohling nach Durchmesser und Härte bestellt.
Wofür braucht man Polyurethan-Rundstab
Der Rundstab ist ein universeller Rohling für die Zerspanung: Aus ihm dreht man Buchsen, Ringe, Rollen, Räder, Silentblöcke, Dämpfer, Führungen und sogar mäßig belastete Zahnräder. In Stanzwerkzeugen ersetzt Polyurethan-Rundstab Stahlfedern als elastisches Rückführelement, weil er nach der Kompression ohne Metallermüdung in die Form zurückkehrt.
Der Hauptvorteil des Rundstabs gegenüber einem Fertigteil liegt in der Flexibilität: Mit einem Rohling auf Lager dreht das Unternehmen das benötigte Teil in einer Stunde, ohne auf die Auftragsfertigung zu warten. Das ist kritisch für Reparaturdienste, wo ein Linienstillstand teurer als das Erzeugnis selbst ist.
Die typische Teilemenge, die vor Ort aus dem Rundstab gedreht wird, illustriert seine Universalität gut. Gleitbuchsen und Distanzringe in Förderbändern und Rollen, Stützrollen und Laufrollen für Führungen, Zahnräder und Kettenräder mit mäßiger Belastung, Stößel und Gleiter, dämpfende Unterlegscheiben unter Schraubenverbindungen. Jedes dieser Teile in Gummiausführung würde um ein Vielfaches kürzer halten, in Metallausführung wäre es schwerer und würde Stöße hart weiterleiten, sodass Polyurethan-Rundstab genau die Nische besetzt, wo gleichzeitig Verschleißfestigkeit, Leichtgewicht und Elastizität benötigt werden.
Polyurethan ist gut zerspanbar: Drehen, Sägen, Bohren, Fräsen und Schleifen mit Normwerkzeug. Weichere Qualitäten erfordern einen scharfen Drehmeißel und mäßige Drehzahl, um Kantenerwärmung zu vermeiden, härtere Rohlinge nahe Shore D verhalten sich unter dem Meißel fast wie Konstruktionskunststoff.
Es gibt auch eine praktische Einschränkung, die man im Voraus kennen sollte. Sehr weichen Polyurethan im niedrigen Shore-A-Bereich ist schwer zu drehen: Der Rohling federt unter dem Meißel und die Toleranz schwankt. Für auf der Maschine zu drehende Teile ist eine Härte von 90-95 Shore A oder im Shore-D-Bereich sinnvoll, dann bleibt das Maß stabil. Soll das Teil weich und elastisch sein, lohnt es sich, es direkt in der Form zu gießen statt aus dem Rundstab zu drehen.
Warum Polyurethan-Rundstab und nicht andere Werkstoffe
Polyurethan gewinnt gegenüber harten Konstruktionskunststoffen durch die einzigartige Verbindung von Verschleißfestigkeit mit Elastizität. Caprolam, UHMW-PE und PTFE sind jeweils in einem Merkmal stark, aber keiner liefert die Federwirkung, die ein Teil unter Stoß und Schwingung rettet.
Caprolam (Polyamid PA6/PA66) ist hart und fest, 60-85 MPa Zugfestigkeit, aber Rückprallelastizität beträgt nur 5-15%. Unter Stoßlast reißt ein Caprolam-Teil entlang der Faser, zudem absorbiert es Feuchtigkeit bis 2-8% und verliert dadurch Maßgenauigkeit. Polyurethan mit Rückprallelastizität 34-61% absorbiert den Stoß und kehrt in die Form zurück, nimmt dabei kaum Feuchtigkeit auf.
UHMW-PE hat ausgezeichnete Abrasionsfestigkeit und niedrige Reibung, aber verformt sich unter Dauerlast, kriecht also. PTFE ist chemisch inert und gleitfähig, aber Abrieb beträgt 200-500 mm³, um ein Vielfaches schlechter als Polyurethan mit 38-39 mm³, und unter Druck fließt es ebenfalls. Polyurethan hält sowohl Verschleiß als auch Last gleichzeitig, ist daher für belastete bewegliche Teile praktischer.
Vergleich von Werkstoffen für gedrehte Teile
Die Tabelle stellt Polyurethan-Rundstab den drei verbreitetsten Konstruktionskunststoffen für die Zerspanung gegenüber. Referenzzahlen aus Normquellen DIN 53516 und Matweb.
| Werkstoff | Abrieb DIN 53516, mm³ | Betriebs-t, °C | Härte | Rückprallelastizität, % |
|---|---|---|---|---|
| Polyurethan TIMOL | 38-39 | -60 bis +100 | 85A-95A | 34-61 |
| Caprolam PA6/PA66 | 30-90 | -40 bis +100 | 75D-85D | 5-15 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200 bis +80 | 60D-70D | 5-10 |
| PTFE | 200-500 | -200 bis +260 | 50D-65D | k.A. |
UHMW-PE gewinnt beim Abrieb formal (15-30 mm³), aber seine nahezu fehlende Elastizität macht es für Stoßknoten ungeeignet. PTFE unterliegt beim Verschleiß deutlich, 200-500 mm³. Polyurethan trifft die goldene Mitte: niedriger Abrieb plus hohe Elastizität, die kein harter Kunststoff bietet. Deshalb ist Polyurethan-Rundstab universeller als Konstruktionspolymere in realen beweglichen und belasteten Teilen.
Ingenieurhinweis: Wählen Sie die Rohlingshärte nach dem Lastcharakter, nicht nach dem Prinzip “je härter desto besser”. Für Stoß- und Dämpfungsteile nehmen Sie Polyurethan im Shore-A-Bereich: Er absorbiert Energie und reißt nicht. Für Führungen, Zahnräder und Verschleißteile unter Dauerdruck nehmen Sie den oberen Härtebereich nahe Shore D. Ein Härteirrtum kostet mehr als der Rohling selbst: Ein zu weiches Teil wird fließen, ein zu hartes abplatzen.
Was beim Kauf von Polyurethan-Rundstab zu beachten ist
Beim Kauf eines Rundstabs orientiert man sich an drei Parametern: Rohlingsdurchmesser, Härte und chemisches Arbeitsmedium des künftigen Teils. Den Durchmesser mit Aufmaß für die Bearbeitung wählen, damit der Außenschicht auf das Fertigmaß abgedreht werden kann. Die Härte wird beim Gießen eingestellt, muss also im Voraus nach der Belastung bestimmt werden.
Zum Medium: Polyurethan hat ausgezeichnete Ölbeständigkeit und arbeitet problemlos in Benzin, technischem Öl, Salzwasser und schwachen Lösungen. Länger andauernder Kontakt mit konzentrierten Laugen und einzelnen aggressiven Säuren ist unerwünscht, daher ist für chemisch beanspruchte Knoten die Polymerqualität vorab abzustimmen.
Ein weiterer Vorteil von Polyurethan als Rohling ist seine chemische Neutralität und fehlende Abgabe toxischer Dämpfe, sodass Teile daraus auch dort zugelassen sind, wo Umweltverträglichkeit und Hygiene wichtig sind. Die Naturfarbe des Materials ist hellgelb, bei Bedarf werden nichttoxische Farbstoffe in die Masse zugegeben, zum Beispiel zur farblichen Härtekennzeichnung der Teile. Das vollständige Rohlings- und Erzeugnissortiment finden Sie im Katalog, technologische Bearbeitungsdetails im Referenzabschnitt.
Wie man Polyurethan-Rundstäbe beim Werk TIMOL bestellt
Für die Bestellung geben Sie den benötigten Durchmesser, die Länge, die Härte und nach Möglichkeit eine Beschreibung des Teils an, das Sie fertigen möchten. Ist das Endteil komplex oder geht es in Serie, empfehlen die Technologen, was wirtschaftlicher ist: aus dem Rundstab drehen oder direkt in der Form gießen. Das Freigießverfahren ermöglicht sowohl einen einfachen Zylinderrohling als auch ein Fertigteil nach Zeichnung.
Die Fertigung ist stückweise und in Partien möglich, und das Lager fertiger Rohlinge in Dnipro ermöglicht typische Durchmesser ohne Wartezeit. Für Reparaturdienste bedeutet das die Möglichkeit, einen universellen Vorrat zu halten, aus dem verschiedene Teile nach Bedarf gedreht werden, statt jede Kleinigkeit separat zu bestellen.
Für Beratung, Härtewahl und Bestellung wenden Sie sich über die Kontakte des Werks TIMOL in Dnipro. Die Ingenieure helfen, die Rohlingsparameter für Ihr Teil zu bestimmen und organisieren die Fertigung genau nach Lastenheft.