La pieza metálica o de caucho que hay que cambiar cada trimestre consume el presupuesto no por el precio del repuesto en sí, sino por las paradas de línea en cada sustitución. El poliuretano de colada rompe ese ciclo: con la tecnología de colada libre se cuela una pieza de la dureza necesaria que dura varias veces más que el caucho y es de 6 a 7 veces más ligera que el acero. La fábrica TIMOL fabrica artículos de poliuretano de colada para 12 sectores industriales. Analizamos las propiedades del material, la escala de dureza, la economía de sustituir el caucho y el metal, y el procedimiento para encargar piezas a medida.
Qué aporta el poliuretano de colada en un conjunto industrial
El poliuretano de colada es un elastómero estructural universal que combina resistencia al desgaste, elasticidad y resistencia química en un único material. El desgaste DIN 53516 es de 38-39 mm³, es decir, la resistencia al desgaste es aproximadamente 10 veces mayor que la del caucho estándar. Esa es la razón principal por la que las piezas de poliuretano aguantan el abrasivo donde el caucho dura semanas.
El segundo punto fuerte es la elasticidad con recuperación de forma. Bajo compresión e impacto el poliuretano se deforma y luego recupera la geometría gracias a una elasticidad de rebote del 34-61%. Absorbe los golpes y el ruido, pero no adquiere deformación permanente como el caucho bajo carga prolongada. Eso lo hace conveniente para amortiguadores, retenes y amortiguadores de impacto.
La tercera ventaja es la resistencia al entorno y la temperatura. El poliuretano de colada trabaja en el rango de -60 a +100 °C y aguanta derivados del petróleo, aceites, ácidos diluidos y álcalis, soluciones salinas. No se corroe, a diferencia del acero, y no envejece por el ozono tan rápidamente como el caucho natural. Gracias a eso una sola pieza puede cubrir varios requisitos a la vez que para otros materiales exigirían un compromiso: donde el acero se necesita por el desgaste pero falla por la corrosión, y el caucho es adecuado por la elasticidad pero no aguanta el aceite, el poliuretano resulta a menudo el único material que cumple todas las condiciones simultáneamente. Una descripción más amplia de las propiedades está en la sección información de referencia.
Tecnología de colada libre y escala de dureza
La colada libre es el vertido de la mezcla de poliuretano bicomponente en el molde sin alta presión. La mezcla de la base polimérica y el endurecedor isocianato tiene buena fluidez, por lo que llena el molde por su propio peso y reproduce con precisión la geometría. El utillaje para ese tipo de colada es más barato que los moldes de vulcanización de caucho, lo que hace económicamente justificada incluso la fabricación individual.
La dureza del artículo terminado se fija por la formulación en la fase de colada, en el rango de 50 Shore A a 70 Shore D. Las composiciones blandas en la zona de la escala A se usan para amortiguadores, retenes y moldes elásticos. Las rígidas, más cercanas a la escala D, para apoyos de deslizamiento con carga, rodillos y ruedas muy cargadas. Los revestimientos y las piezas que trabajan en abrasivo se hacen en la parte alta del rango Shore A, 80-95 Shore A, donde la elasticidad retiene el desgaste. Dentro de ese rango se controlan también la resistencia al desgaste y la resistencia química para la tarea concreta.
La formulación controlada significa que la misma pieza puede fabricarse más blanda o más dura según las condiciones reales del conjunto. El colorante que se añade a la base transparente sirve solo para el marcado de lotes; no afecta al recurso ni a las propiedades. La lista de artículos terminados está en el catálogo de artículos de poliuretano.
Otra ventaja práctica de la colada libre es la posibilidad de verter poliuretano sobre armazón metálico. Una rueda con cubo metálico, un rodillo sobre eje de acero o un eje con armazón metálico obtienen la superficie de trabajo resistente al desgaste y el núcleo resistente en una sola pieza. El metal se limpia previamente, se desengrasas y se aplica imprimante de adhesión; a continuación el poliuretano se vierte de modo que tras la polimerización la capa queda unida a la base durante toda la vida útil. Este enfoque combina la rigidez del metal con la elasticidad y la resistencia al desgaste del poliuretano sin uniones atornilladas ni soldadas.
Comparación del poliuretano de colada con acero, caucho y UHMW-PE
El poliuretano de colada ocupa la franja entre el caucho y el metal: es más resistente al desgaste y más resistente que el caucho, más ligero y silencioso que el acero, y supera al polietileno UHMW-PE en elasticidad. La tabla reúne las características de referencia de los materiales con los que realmente se fabrican las piezas de desgaste.
| Material | Desgaste DIN 53516, mm³ | Temperatura, °C | Densidad, g/cm³ | Resistencia tracción, MPa | Elasticidad rebote, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 | 34-61 |
| Caucho NBR | 80-150 | -30…+100 | 1,0-1,3 | 10-25 | 20-45 |
| Caucho SBR | 100-200 | -40…+80 | 0,94-1,1 | 8-20 | 30-55 |
| UHMW-PE (PEAD ultra) | 15-30 | -200…+80 | 0,93-0,95 | 17-45 | 5-10 |
| Acero estructural | n/d | -40…+500 | 7,7-7,9 | 370-700 | n/d |
El poliuretano ofrece el mejor equilibrio: entre los elastómeros tiene el menor desgaste conservando la elasticidad. El UHMW-PE se desgasta incluso menos (15-30 mm³), pero su elasticidad de rebote es de solo 5-10%, por lo que bajo impacto se deforma y no amortigua. El acero gana en resistencia, pero es varias veces más pesado y se oxida. El caucho es más blando, pero se desgasta varias veces más rápido y pierde la forma antes.
Economía de la sustitución del caucho y el metal por poliuretano
El principal efecto económico del paso al poliuretano de colada es la menor frecuencia de sustituciones. Como el poliuretano se desgasta varias veces más lentamente que el caucho, la pieza dura un ciclo más largo y hay menos paradas de línea para la sustitución. Para una producción donde el repuesto se desgasta cada trimestre, eso supone una ventaja directa en continuidad del trabajo.
Consejo del ingeniero: calcule no el precio de una pieza, sino el coste del conjunto por año incluidas las paradas. Una pieza de caucho más barata que se cambia cuatro veces por temporada resulta en total más cara que una de poliuretano que trabaja toda la temporada. Y recuerde el revestimiento: a menudo no tiene sentido colar una pieza maciza voluminosa; basta con aplicar una capa de poliuretano sobre la base metálica, conservando el armazón resistente y añadiendo la superficie de trabajo resistente al desgaste.
El segundo factor de ahorro es la renuncia al utillaje costoso. La colada libre no requiere moldes de prensa a presión, por lo que la fabricación de lotes pequeños y piezas individuales según plano es económicamente justificada, y el coste del molde no se reparte entre miles de artículos como en la producción de caucho. Eso es especialmente notable en la reparación de equipos raros u obsoletos, donde se necesitan unas pocas piezas de tamaño no estándar. La lista de trabajos de la fábrica está en la sección servicios.
Cómo encargar piezas de poliuretano de colada en la fábrica TIMOL
Para el pedido envíe el plano o la muestra desgastada de la pieza con dimensiones y ajustes, y describa las condiciones de trabajo: tipo de carga, entorno de trabajo, régimen de temperatura y dureza deseada. Con esos datos el tecnólogo seleccionará la formulación del poliuretano de colada, calculará la geometría y determinará las tolerancias de mecanizado.
La fabricación es posible desde una sola pieza hasta lotes en serie, incluidos artículos de gran tamaño y revestimiento sobre base metálica. La tecnología de colada libre hace justificado incluso un pedido individual según plano concreto. Si no tiene el plano listo, basta con enviar la muestra desgastada: el tecnólogo tomará las dimensiones, tendrá en cuenta los holguras de trabajo y reproducirá la pieza con corrección del desgaste previo. Ese enfoque es conveniente cuando la documentación original del conjunto se ha perdido y hay que restablecer la producción con rapidez. Para obtener el cálculo y formalizar la fabricación, contacte a través de los contactos de la fábrica TIMOL. Los ingenieros ayudarán a seleccionar el material y organizarán la producción para su conjunto.