Węzeł, który ulega awarii co kilka tygodni, zatrzymuje linię i pociąga za sobą nieplanowane koszty naprawy i przestoju. Metalowa lub gumowa część, którą trzeba wymieniać co kwartał, zjada budżet obsługi szybciej, niż wydaje się na pierwszy rzut oka. Poliuretan odlewany daje wielokrotnie większą żywotność i przenosi obsługę węzła z awaryjnej na planową. Poniżej omówię, które części warto wykonywać z poliuretanu, czym przewyższa on tradycyjne materiały oraz jak zamówić wyrób według własnego rysunku.
Co daje poliuretan odlewany w produkcji części?
Poliuretan zastępuje gumę, stal i twarde tworzywa tam, gdzie węzeł pracuje na zużycie, uderzenie lub w kontakcie z agresywnym środowiskiem. Materiał należy do elastomerów: rozciąga się pod obciążeniem i wraca do pierwotnego kształtu, a jego odporność na zużycie jest 10 razy wyższa niż standardowej gumy. To połączenie sprężystości i twardości pozwala jednemu wyrobowi tłumić uderzenia i jednocześnie opierać się ścieraniu.
W zakładzie TIMOL wyroby odlewa się w technologii odlewania swobodnego do formy. Taki sposób nie wymaga wysokiego ciśnienia, umożliwia uzyskiwanie części o złożonej geometrii i dużej masie, a także pokrywanie gotowych metalowych podstaw warstwą poliuretanową. Dzięki odlewaniu pod konkretny rysunek wyrób dokładnie odtwarza wymiary montażowe węzła, więc montaż nie wymaga obróbki.
Poliuretan nie boi się wilgoci, dlatego montuje się go w węzłach pracujących w wodzie, na wolnym powietrzu i w wilgotnych halach. Nie koroduje w przeciwieństwie do stali i nie starzeje się pod działaniem olejów tak szybko jak guma. Dla przedsiębiorstwa oznacza to mniej wymian, mniej przestojów i przewidywalny harmonogram obsługi.
Charakterystyka techniczna poliuretanu TIMOL
Roboczy zakres temperatur poliuretanu TIMOL wynosi od -60 do +100 °C, co obejmuje zarówno chłodne magazyny, jak i gorące odcinki produkcyjne. Materiał zachowuje elastyczność na mrozie, gdy guma twardnieje i pęka, i nie płynie przy nagrzewaniu w granicach swojego zakresu.
Twardość poliuretanu dobiera się od 50 Shore A do 70 Shore D. Miękkie odmiany idą na uszczelnienia, membrany i tłumiki, twarde, na odporne na zużycie koła, rolki, skrobaki i wykładziny. Ten sam polimer przy różnej recepturze daje część pod konkretne zadanie, od sprężystego amortyzatora po sztywny element podporowy.
Ścieranie poliuretanu według DIN 53516 wynosi 38-39 mm³, podczas gdy u rozpowszechnionej gumy SBR wskaźnik ten sięga 100-200 mm³. Mówiąc prościej, przy takich samych warunkach ściernych guma traci kilka razy więcej materiału, a zatem i zużywa się szybciej. Wytrzymałość na rozciąganie poliuretanu mieści się w granicach 39-87 MPa wobec 8-20 MPa u SBR, dlatego wyrób wytrzymuje szczytowe obciążenia bez rozerwania.
Tabela porównawcza: poliuretan wobec gumy, stali i tworzywa
Podane liczby pochodzą ze standardowych inżynierskich poradników (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) i pokazują, dlaczego poliuretan wygrywa w większości węzłów pracujących na zużycie.
| Materiał | Ścieranie (DIN 53516), mm³ | Temperatura pracy, °C | Twardość | Wytrzymałość na rozciąganie, MPa | Sprężystość odbicia, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan (TIMOL) | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Guma SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Guma NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Kaprolon (PA6/PA66) | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Stal konstrukcyjna | brak danych | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | brak danych |
Kluczowy wiersz tabeli to ścieranie: 38-39 mm³ u poliuretanu wobec 80-200 mm³ u różnych gum oznacza 2-10 razy dłuższą żywotność na ścierniwie. Kaprolon ma zbliżoną do poliuretanu odporność na zużycie (30-90 mm³), lecz jego sprężystość odbicia to zaledwie 5-15 %, dlatego jest kruchy przy uderzeniu i nie tłumi wibracji. Stal jest nieporównanie bardziej wytrzymała na rozciąganie, jednak waży 6-7 razy więcej, koroduje i przenosi uderzenia na całą konstrukcję, przyspieszając zużycie łożysk.
Technologia odlewania swobodnego: jak wykonuje się wyroby
Produkcja zaczyna się od przygotowania: technolog analizuje rysunek lub wzorzec, ustala twardość, dobiera recepturę polimeru i oblicza oprzyrządowanie. W przypadku pokrywania metalowej podstawy powierzchnię oczyszcza się z rdzy i smaru, śrutuje dla uzyskania chropowatości i nanosi warstwę adhezyjną, od której zależy przyczepność poliuretanu do metalu.
Następnie ciekły poliuretan zalewa się do formy metodą odlewania swobodnego. Sposób ten pozwala uzyskać wyrób o wymaganym profilu i grubości bez wysokiego ciśnienia, dlatego nadaje się zarówno do masywnych części, jak i do cienkich mankietów. Przed zalaniem masę odgazowuje się, aby usunąć powietrze, ponieważ pęcherzyki w ciele wyrobu stają się koncentratorami naprężeń i skracają żywotność. Po zalaniu wyrób polimeryzuje kilka godzin w kontrolowanej temperaturze, po czym mechanicznie doprowadza się go do dokładnej geometrii i wymiarów montażowych.
Twardość części ustala się na etapie receptury, a nie obróbki. Ta sama technologia odlewania swobodnego daje zarówno miękkie uszczelnienie o 50 Shore A, jak i sztywny element podporowy o 70 Shore D, w zależności od składu mieszanki. To istotna przewaga nad wytłaczaniem czy wulkanizacją gumy: pod każdy węzeł dobiera się nie gotowy profil z magazynu, lecz materiał o obliczonych właściwościach. Dla części pracujących w parze z metalem poliuretan odlewa się bezpośrednio na podstawę, uzyskując nierozbieralny węzeł z mocnym połączeniem adhezyjnym.
Rada inżyniera: dobieraj twardość pod charakter obciążenia, a nie według zasady “im twardsze, tym lepsze”. Dla węzłów udarowych i wibracyjnych zbyt twarda część przenosi uderzenie na konstrukcję i szybciej niszczy się na krawędziach, a zbyt miękka płynie pod ciśnieniem. Jeśli wyrób jest pokrywany na metalu, osobno dopilnuj jakości przygotowania śrutowego: słaba adhezja prowadzi do odwarstwienia warstwy pod obciążeniem.
Gotowy asortyment wyrobów i typowe rozwiązania zebrano w katalogu wyrobów poliuretanowych, a wykaz możliwości produkcyjnych zakładu opisano w dziale usługi.
Gdzie stosuje się wyroby poliuretanowe
Poliuretan odlewany TIMOL pracuje w 12 branżach przemysłu, od górnictwa po przemysł spożywczy. Wszędzie tam, gdzie część się ściera, uderza lub styka z olejem i wodą, poliuretan wydłuża żywotność węzła.
- Górnictwo: wykładziny, skrobaki, sita przesiewaczy, rolki przenośników.
- Metalurgia: wały podporowe i dociskowe, bandaże, powłoki ochronne.
- Budowa maszyn: tuleje, silentbloki, amortyzatory, łożyska ślizgowe.
- Rolnictwo: części maszyn, powłoki, uszczelnienia.
- Przemysł spożywczy oraz celulozowo-papierniczy: wały, skrobaki, elementy do delikatnego transportu.
- Transport i poligrafia: koła, rolki, wały napędowe maszyn drukarskich.
Dla każdej branży wyrób projektuje się pod konkretny węzeł: uwzględnia się rodzaj ścierniwa, temperaturę, ciśnienie i chemię środowiska. Ten sam rodzaj części, na przykład rolka, w górnictwie wykonuje się jako twardą i odporną na zużycie pod rudę, a w poligrafii, jako miękką pod delikatny kontakt z papierem. Właśnie dlatego uniwersalnych wyrobów poliuretanowych nie ma: pod różne warunki ten sam węzeł otrzymuje różną recepturę i twardość. Więcej o właściwościach materiału i technologii przeczytasz w dziale informacji referencyjnej.
Jak zamówić produkcję według rysunku
Aby zamówić wyrób poliuretanowy, przekaż rysunek lub wzorzec zużytej części, podaj podstawowe wymiary i opisz warunki pracy węzła: ścierniwo, temperaturę, ciśnienie, obecność olejów lub chemii. Technolog dobierze rodzaj poliuretanu, obliczy twardość i geometrię, a w razie potrzeby zdejmie wymiary z dostarczonego wzorca bez gotowego rysunku.
Po uzgodnieniu zadania technicznego zakład oblicza termin i koszt produkcji, które zależą od złożoności oprzyrządowania i wielkości partii. Produkcja jest możliwa zarówno dla części jednostkowych, jak i dla serii, a zużyte metalowe podstawy można odnowić poprzez ponowne pokrycie zamiast pełnej wymiany. W celu wyceny i konsultacji prosimy o kontakt przez kontakt z zakładem TIMOL: specjaliści pomogą dobrać materiał i wykonać wyrób dokładnie pod Twój węzeł.