Il pezzo metallico o in gomma che si deve sostituire ogni trimestre consuma il budget non con il prezzo del ricambio stesso, ma con i fermi della linea ad ogni sostituzione. Il poliuretano colato spezza questo ciclo: con la tecnologia di colata libera se ne cola un pezzo della durezza necessaria, che dura molte volte piu’ a lungo della gomma ed e’ 6-7 volte piu’ leggero dell’acciaio. Lo stabilimento TIMOL produce articoli in poliuretano colato per 12 settori industriali. Analizziamo le proprieta’ del materiale, la scala di durezza, l’economia della sostituzione di gomma e metallo e la procedura di ordine di pezzi su misura.
Cosa da’ il poliuretano colato nel nodo industriale
Il poliuretano colato e’ un elastomero costruttivo universale che combina resistenza all’usura, elasticita’ e resistenza chimica in un unico materiale. L’abrasione DIN 53516 e’ di 38-39 mm³, cioe’ la resistenza all’usura e’ circa 10 volte superiore alla gomma standard. Questa e’ la ragione principale per cui i pezzi in poliuretano reggono l’abrasivo dove la gomma dura settimane.
Il secondo punto di forza e’ l’elasticita’ con recupero della forma. Sotto compressione e urto il poliuretano si deforma, poi recupera la geometria grazie alla resilienza al rimbalzo del 34-61%. Assorbe urti e rumore, ma non acquisisce deformazione permanente come la gomma sotto carico prolungato. Questo lo rende comodo per ammortizzatori, guarnizioni e smorzatori.
Il terzo vantaggio e’ la resistenza al mezzo e alla temperatura. Il poliuretano colato lavora nell’intervallo da -60 a +100 °C e regge prodotti petroliferi, oli, acidi deboli e alcali, soluzioni saline. Non corrode, a differenza dell’acciaio, e non invecchia per l’ozono cosi’ velocemente come la gomma naturale. Grazie a questo un unico pezzo puo’ chiudere piu’ requisiti che per altri materiali si dovrebbero combinare con un compromesso: dove l’acciaio serve per l’usura ma cede per la corrosione, e la gomma va per l’elasticita’ ma non regge l’olio, il poliuretano e’ spesso l’unico materiale che soddisfa tutte le condizioni insieme. Una descrizione piu’ ampia delle proprieta’ e’ nella sezione informazioni di riferimento.
Tecnologia di colata libera e scala di durezza
La colata libera e’ la colata di una miscela in poliuretano bicomponente in uno stampo senza alta pressione. La miscela di base polimerica e induritore isocianico ha una buona fluidita’, quindi riempie lo stampo per proprio peso e riproduce fedelmente la geometria. L’attrezzatura per tale colata e’ piu’ economica degli stampi per vulcanizzazione della gomma, quindi e’ vantaggiosa anche la produzione singola.
La durezza del prodotto finito si definisce con la formulazione nella fase di colata, nell’intervallo da 50 Shore A a 70 Shore D. Le marche morbide nella zona della scala A vanno per smorzatori, guarnizioni e forme elastiche. Quelle dure, vicino alla scala D, per supporti di scorrimento sollecitati, rulli e ruote fortemente caricate. I rivestimenti e i pezzi che lavorano nell’abrasivo si fanno nella parte alta della scala Shore A, 80-95 Shore A, dove l’elasticita’ trattiene l’usura. All’interno di questo intervallo si gestisce anche la resistenza all’abrasione e la resistenza chimica per il compito specifico.
La formulazione controllata significa che lo stesso pezzo si puo’ fare piu’ morbido o piu’ duro per le reali condizioni del nodo. Il colorante aggiunto alla base trasparente serve solo per la marcatura dei lotti e non influisce sulla durata e sulle proprieta’. L’elenco dei prodotti finiti e’ nel catalogo dei prodotti in poliuretano.
Un altro vantaggio pratico della colata libera e’ la possibilita’ di colare il poliuretano sull’armatura metallica. La ruota con mozzo metallico, il rullo su asse in acciaio o l’albero con telaio metallico ricevono una superficie di lavoro antiusura e un nocciolo robusto in un unico pezzo. Il metallo viene prima pulito, sgrassato e rivestito con primer adesivo, dopodiché il poliuretano si cola in modo che dopo la polimerizzazione lo strato resti sulla base per tutta la durata del servizio. Questo approccio unisce la rigidita’ del metallo con l’elasticita’ e la resistenza all’usura del poliuretano senza giunti bullonati o saldati.
Confronto del poliuretano colato con acciaio, gomma e UHMW-PE
Il poliuretano colato occupa la nicchia tra gomma e metallo: e’ piu’ resistente all’usura e piu’ robusto della gomma, piu’ leggero e silenzioso dell’acciaio, e il polietilene UHMW-PE lo batte nell’elasticita’. La tabella riporta le caratteristiche di riferimento dei materiali con cui si producono realmente i pezzi soggetti ad usura.
| Materiale | Abrasione DIN 53516, mm³ | Temp. di lavoro, °C | Densita’, g/cm³ | Res. alla trazione, MPa | Resilienza al rimbalzo, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 | 34-61 |
| Gomma NBR | 80-150 | -30…+100 | 1,0-1,3 | 10-25 | 20-45 |
| Gomma SBR | 100-200 | -40…+80 | 0,94-1,1 | 8-20 | 30-55 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200…+80 | 0,93-0,95 | 17-45 | 5-10 |
| Acciaio strutturale | n/d | -40…+500 | 7,7-7,9 | 370-700 | n/d |
Il poliuretano da’ il miglior equilibrio: tra gli elastomeri ha la minima abrasione mantenendo l’elasticita’. L’UHMW-PE si consuma ancora meno (15-30 mm³), ma la sua resilienza al rimbalzo e’ solo del 5-10%, quindi sotto urto si deforma e non smorza. L’acciaio vince per robustezza, ma e’ piu’ pesante di diverse volte e corrode. La gomma cede per usura e perde forma piu’ rapidamente.
Economia della sostituzione di gomma e metallo con il poliuretano
Il principale effetto economico del passaggio al poliuretano colato e’ la minore frequenza delle sostituzioni. Poiche’ il poliuretano si consuma molte volte piu’ lentamente della gomma, il pezzo dura un ciclo piu’ lungo e i fermi della linea per la sostituzione si riducono. Per la produzione dove il ricambio si consuma ogni trimestre questo e’ un guadagno diretto in continuita’ del lavoro.
Consiglio dell’ingegnere: calcolare non il prezzo di un pezzo, ma il costo del nodo per un anno tenendo conto dei fermi. Un pezzo in gomma piu’ economico, che si sostituisce quattro volte a stagione, alla fine costa piu’ di quello in poliuretano che lavora per tutta la stagione. E ricordarsi della fasciatura: spesso non ha senso colare un pezzo massiccio monolitico, e’ sufficiente applicare uno strato in poliuretano sulla base metallica, mantenendo il solido telaio e aggiungendo la superficie di lavoro antiusura.
Il secondo fattore di risparmio e’ la rinuncia all’attrezzaggio costoso. La colata libera non richiede stampi di pressatura, quindi la produzione di piccoli lotti e pezzi singoli su disegno e’ economicamente giustificata, e il costo dello stampo non si distribuisce su migliaia di prodotti come nella produzione di gomma. Questo e’ particolarmente evidente nella riparazione di apparecchiature rare o obsolete, dove servono pochi pezzi di dimensione non standard. L’elenco dei lavori dello stabilimento e’ nella sezione servizi.
Come ordinare pezzi in poliuretano colato dallo stabilimento TIMOL
Per l’ordine inviare il disegno o il campione consumato del pezzo con dimensioni e accoppiamenti e descrivere le condizioni di lavoro: tipo di carico, mezzo di lavoro, regime di temperatura e durezza desiderata. Con questi dati il tecnologo selezionera’ la formulazione del poliuretano colato, calcolera’ la geometria e determina i sovrametalli per la lavorazione meccanica.
La produzione e’ possibile da un singolo pezzo a lotti in serie, compresi prodotti di grandi dimensioni e fasciatura su base metallica. La tecnologia di colata libera rende giustificata anche l’ordinazione singola su disegno specifico. Se non si ha un disegno pronto, e’ sufficiente inviare il campione consumato: il tecnologo ne rilevera’ le dimensioni, terra’ conto dei giochi di lavoro e riprodurra’ il pezzo con la correzione dell’usura precedente. Questo approccio e’ comodo quando la documentazione originale del nodo e’ persa e la produzione va ripristinata rapidamente. Per ottenere il calcolo e organizzare la produzione, contattare tramite i contatti dello stabilimento TIMOL. Gli ingegneri aiuteranno a scegliere il materiale e organizzeranno la produzione per il vostro nodo.