Un gruppo che si guasta ogni poche settimane ferma la linea e comporta spese impreviste di riparazione e fermo macchina. Un pezzo in metallo o gomma da sostituire ogni trimestre erode il budget di manutenzione più in fretta di quanto sembri a prima vista. Il poliuretano colato offre una durata molte volte superiore e trasforma la manutenzione del gruppo da emergenziale a programmata. Di seguito analizzo quali pezzi conviene realizzare in poliuretano, in cosa supera i materiali tradizionali e come ordinare un articolo sul proprio disegno.
Cosa offre il poliuretano colato nella produzione di pezzi?
Il poliuretano sostituisce gomma, acciaio e plastiche rigide dove il gruppo lavora a usura, urto o a contatto con ambienti aggressivi. Il materiale appartiene agli elastomeri: si allunga sotto carico e torna alla forma iniziale, e la sua resistenza all’usura è 10 volte superiore alla gomma standard. Questa combinazione di elasticità e durezza permette a un solo articolo di smorzare gli urti e allo stesso tempo resistere all’abrasione.
Nello stabilimento TIMOL gli articoli vengono colati con la tecnologia della colata libera nello stampo. Questo metodo non richiede alte pressioni, consente di ottenere pezzi di geometria complessa e grande massa, oltre a rivestire basi metalliche già pronte con uno strato di poliuretano. Grazie alla colata sul disegno specifico, l’articolo riproduce esattamente le quote di accoppiamento del gruppo, quindi il montaggio non richiede rifiniture.
Il poliuretano non teme l’umidità, per questo viene installato in gruppi che lavorano in acqua, all’aperto e in reparti umidi. Non si corrode a differenza dell’acciaio e non invecchia sotto l’azione degli oli così rapidamente come la gomma. Per l’azienda questo significa meno sostituzioni, meno fermi e un calendario di manutenzione prevedibile.
Caratteristiche tecniche del poliuretano TIMOL
L’intervallo operativo di temperatura del poliuretano TIMOL va da -60 a +100 °C, coprendo sia i magazzini freddi sia le aree produttive calde. Il materiale mantiene l’elasticità al gelo, quando la gomma si indurisce e si crepa, e non cola sotto riscaldamento entro il suo intervallo.
La durezza del poliuretano si seleziona da 50 Shore A a 70 Shore D. Le mescole morbide vanno per guarnizioni, membrane e smorzatori, quelle dure per ruote, rulli, raschiatori e rivestimenti resistenti all’usura. Lo stesso polimero, con ricette diverse, dà un pezzo per il compito specifico, dall’ammortizzatore elastico all’elemento di appoggio rigido.
L’abrasione del poliuretano secondo DIN 53516 è di 38-39 mm³, mentre nella diffusa gomma SBR questo valore arriva a 100-200 mm³. In parole semplici, a parità di condizioni abrasive la gomma perde diverse volte più materiale, e quindi si usura più in fretta. La resistenza a trazione del poliuretano è compresa tra 39-87 MPa contro 8-20 MPa della SBR, per questo l’articolo sopporta i carichi di picco senza rompersi.
Tabella comparativa: poliuretano contro gomma, acciaio e plastica
I valori riportati sono tratti da manuali ingegneristici standard (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) e mostrano perché il poliuretano vince nella maggior parte dei gruppi soggetti a usura.
| Materiale | Abrasione (DIN 53516), mm³ | Temperatura di esercizio, °C | Durezza | Resistenza a trazione, MPa | Elasticità di rimbalzo, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano (TIMOL) | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Gomma SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Gomma NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Poliammide (PA6/PA66) | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Acciaio strutturale | dati non disponibili | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | dati non disponibili |
La riga chiave della tabella è l’abrasione: 38-39 mm³ del poliuretano contro 80-200 mm³ delle varie gomme significa una durata 2-10 volte maggiore su superfici abrasive. La poliammide ha una resistenza all’usura vicina a quella del poliuretano (30-90 mm³), ma la sua elasticità di rimbalzo è solo del 5-15 %, per questo è fragile all’urto e non smorza le vibrazioni. L’acciaio è incomparabilmente più resistente a trazione, però pesa 6-7 volte di più, si corrode e trasmette gli urti a tutta la struttura, accelerando l’usura dei cuscinetti.
Tecnologia della colata libera: come si producono gli articoli
La produzione inizia dalla preparazione: il tecnologo studia il disegno o il campione, definisce la durezza, seleziona la ricetta del polimero e calcola lo stampo. Per il rivestimento di una base metallica la superficie viene pulita da ruggine e grasso, sabbiata per aumentare la rugosità e trattata con uno strato adesivo, da cui dipende l’aderenza del poliuretano al metallo.
Poi il poliuretano liquido viene versato nello stampo con il metodo della colata libera. Il metodo permette di ottenere un articolo del profilo e dello spessore desiderati senza alta pressione, quindi è adatto sia per pezzi massicci sia per manicotti sottili. Prima della colata la massa viene degassata per rimuovere l’aria, poiché le bolle nel corpo dell’articolo diventano concentratori di tensione e riducono la durata. Dopo la colata l’articolo polimerizza per alcune ore a temperatura controllata, dopodiché viene rifinito meccanicamente fino alla geometria e alle quote di accoppiamento precise.
La durezza del pezzo si definisce nella fase di ricetta, non nella lavorazione. La stessa tecnologia di colata libera dà sia una guarnizione morbida a 50 Shore A sia un elemento di appoggio rigido a 70 Shore D, a seconda della composizione della miscela. Questo è un vantaggio importante rispetto all’estrusione o alla vulcanizzazione della gomma: per ogni gruppo non si sceglie un profilo pronto a magazzino, ma un materiale con proprietà calcolate. Per i pezzi che lavorano in coppia con il metallo, il poliuretano viene colato direttamente sulla base, ottenendo un gruppo indivisibile con un solido giunto adesivo.
Consiglio dell’ingegnere: scegli la durezza in base al tipo di carico, non secondo il principio “più è duro, meglio è”. Per gruppi a urto e vibrazione un pezzo troppo duro trasmette l’urto alla struttura e si distrugge più in fretta lungo i bordi, mentre uno troppo morbido cola sotto pressione. Se l’articolo viene rivestito sul metallo, controlla a parte la qualità della preparazione con sabbiatura: una scarsa adesione porta al distacco dello strato sotto carico.
L’assortimento pronto di articoli e le soluzioni tipiche sono raccolti nel catalogo degli articoli in poliuretano, mentre l’elenco delle capacità produttive dello stabilimento è descritto nella sezione servizi.
Dove si applicano gli articoli in poliuretano
Il poliuretano colato TIMOL lavora in 12 settori industriali, dall’estrattivo all’alimentare. Ovunque un pezzo si consumi, subisca urti o venga a contatto con olio e acqua, il poliuretano prolunga la durata del gruppo.
- Settore estrattivo: rivestimenti, raschiatori, vagli dei vibrovagli, rulli dei trasportatori.
- Metallurgia: rulli di appoggio e di pressione, cerchiature, rivestimenti protettivi.
- Costruzione di macchine: boccole, silent block, ammortizzatori, cuscinetti a strisciamento.
- Agricoltura: componenti di macchine, rivestimenti, guarnizioni.
- Industria alimentare e cartaria: rulli, raschiatori, elementi per un trasporto delicato.
- Trasporti e tipografia: ruote, rulli, rulli di trasmissione delle macchine da stampa.
Per ogni settore l’articolo viene progettato sul gruppo specifico: si considerano il tipo di abrasivo, la temperatura, la pressione e la chimica dell’ambiente. Lo stesso tipo di pezzo, per esempio un rullo, nel settore minerario si realizza duro e resistente all’usura per il minerale, mentre in tipografia morbido per il contatto delicato con la carta. Proprio per questo non esistono articoli in poliuretano universali: per condizioni diverse lo stesso gruppo riceve una ricetta e una durezza diverse. Per approfondire le proprietà del materiale e la tecnologia leggi la sezione informazioni di riferimento.
Come ordinare la produzione su disegno
Per ordinare un articolo in poliuretano fornisci il disegno o un campione del pezzo usurato, indica le dimensioni principali e descrivi le condizioni di lavoro del gruppo: abrasivo, temperatura, pressione, presenza di oli o agenti chimici. Il tecnologo selezionerà il tipo di poliuretano, calcolerà durezza e geometria e, se necessario, rileverà le misure dal campione fornito senza disegno pronto.
Dopo aver concordato le specifiche tecniche, lo stabilimento calcola tempi e costo di produzione, che dipendono dalla complessità dello stampo e dal volume del lotto. La produzione è possibile sia per pezzi singoli sia per serie, e le basi metalliche usurate si possono recuperare con un nuovo rivestimento invece della sostituzione completa. Per il preventivo e la consulenza contattaci tramite i contatti dello stabilimento TIMOL: gli specialisti aiuteranno a scegliere il materiale e a produrre l’articolo esattamente sul tuo gruppo.