Rolka podawacza linii pakującej ściera się w ciągu kilku tygodni, matryca wykrawająca z gumy traci krawędź, a stalowa prowadnica zostawia zadarcia na tkaninie. W przemyśle lekkim takie drobiazgi zatrzymują całe stanowiska. Lany poliuretan rozwiązuje to jednym materiałem: zużywa się kilkakrotnie wolniej niż guma, nie uszkadza materiału jak metal i po każdym cyklu wraca do kształtu. Poniżej omawiamy, które węzły przemysłu lekkiego przechodzą na poliuretan, jak wypada on względem gumy, stali i kaprolonu w liczbach i jak zamówić część pod własny rysunek.
Gdzie w przemyśle lekkim pracuje poliuretan
Poliuretan zastępuje gumę i metal we wszystkich węzłach, gdzie występuje ścieranie, docisk i obciążenia cykliczne. Dotyczy to rolek transportowych i dociskowych, wałów napędowych, matryc wykrawających i noży, listew formujących, uszczelnień, tulei amortyzacyjnych i prowadnic. Materiał jednakowo dobrze wytrzymuje abrazyw i zachowuje precyzję powierzchni kontaktowej, dlatego nadaje się zarówno do operacji zgrubnych, jak i do delikatnej pracy z materiałem.
W produkcji tekstylnej i krawieckie rolki poliuretanowe podają i dociskają tkaninę bez poślizgu i zadrapań. W branży obuwniczej odlewa się z niego matryce do wykrawania elementów, kopytatka formujące i matryce podeszwowe, bo krawędź wytrzymuje dłużej niż gumowa. W pakowaniu i poligrafii poliuretan stosuje się na wałach dociskowych i ciągowych, gdzie ważna jest równomierność nacisku na całej długości. W garbarstwie i przemyśle celulozowo-papierniczym jest odporny na wilgoć i chemikalia i nie zostawia śladów na materiale.
Technologia odlewania swobodnego pozwala wykonać część niemal dowolnego kształtu: pełną rolkę, okładzinę na metalowej podstawie, listwę z profilowaną powierzchnią. Profil, rowki lub nasiekanie zadaje się bezpośrednio na etapie odlewania, dlatego dodatkowa obróbka mechaniczna nie zawsze jest potrzebna. Pełny wykaz typowych wyrobów w katalogu wyrobów poliuretanowych.
Dlaczego poliuretan wypiera gumę i metal
Główna przyczyna zamiany jest prosta: poliuretan łączy odporność na zużycie, elastyczność i odporność chemiczną, których nie posiada żaden klasyczny materiał z osobna. Guma jest elastyczna, ale szybko się ściera. Stal jest mocna, ale ciężka, koroduje i uszkadza materiał. Kaprolon jest twardy, ale pęka przy uderzeniu. Lany poliuretan eliminuje wszystkie trzy słabe strony jednocześnie.
Pod względem ścieralności poliuretan traci 20 do 45 mm³ wg DIN 53516, podczas gdy guma SBR dochodzi do 100 do 200 mm³, a guma NBR do 80 do 150 mm³. Oznacza to, że przy tych samych warunkach pracy część poliuretanowa wytrzymuje kilkakrotnie dłuższy cykl między wymianami, a w praktyce zasób sięga ok. dziesięciokrotnego wobec zwykłej gumy. Dla linii, gdzie rolkę wymieniano co miesiąc, to bezpośrednie przejście z obsługi awaryjnej do planowej.
Względem metalu zysk jest inny. Poliuretan jest 6 do 7 razy lżejszy od stali, nie koroduje w wilgotnym warsztacie i nie zostawia zadrapań na tkaninie, skórze ani papierze. Tłumi wibracje i uderzenia, dlatego zmniejsza obciążenie łożysk i gniazd. Zakres roboczy -60 do +100 °C pokrywa praktycznie wszystkie warunki przemysłu lekkiego.
Porównanie materiałów do części przemysłu lekkiego
| Materiał | Ścieralność DIN 53516, mm³ | Temp. rob., °C | Twardość | Wytrzymałość na rozrywanie, MPa | Elastyczność odskoku, % |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 | n/d | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | n/d |
Poliuretan wykazuje najniższą ścieralność wśród elastomerów, zachowując przy tym elastyczność odskoku 35 do 65 %, której brak kapolonowi (tylko 5 do 15 %). Dlatego w uderzeniowych węzłach wykrawających matryca poliuretanowa nie pęka jak kapolonowa i służy dłużej niż gumowa. Stal wygrywa tylko wytrzymałością na rozrywanie, lecz przegrywa wagą, korozją i delikatnością kontaktu, dlatego w przemyśle lekkim stosuje się ją tylko tam, gdzie bez metalu nie można się obejść.
Wskazówka inżyniera: nie dążysz do maksymalnej twardości. Do rolek podajnikowych i dociskowych kontaktujących się z tkaniną lub papierem bierz 50 do 70 Shore A — inaczej twardy wał będzie ślizgał i gniotł materiał. Twardsze gatunki bliżej 70 Shore D zostaw dla matryc wykrawających; prowadnice ścierne wykonuje się w górnej części Shore A, 80-95 Shore A, gdzie sprężystość trzyma zużycie. I pamiętaj: dla rolek z okładzinowaniem zasób określa nie sam poliuretan, lecz jakość przygotowania i odtłuszczenia metalowej podstawy pod adhezję.
Montaż, obsługa i ekonomika zamiany
W większości węzłów część poliuretanowa montuje się zamiast gumowej lub metalowej bez przebudowy urządzenia. Pełne rolki i tuleje sadzi się na wały według standardowych pasowań, okładzinowana warstwa pracuje bezpośrednio na oryginalnej osi, matryce mocuje się w posiadanym oprzyrządowaniu. Jest to ważne dla przemysłu lekkiego, gdzie dozbrojenie linii kosztuje więcej niż sama część.
Obsługa sprowadza się do czyszczenia z nalepiania i wizualnej kontroli zużycia. Gdy robocza warstwa okładzinowanej rolki w końcu się zużywa, metalowej podstawy nie wyrzuca się: stary poliuretan usuwa się, powierzchnię przygotowuje pod adhezję i wlewa nową warstwę. Metal pracuje dalej, a koszty spadają do ceny polimeru i robocizny.
Właśnie na tym buduje się ekonomika zamiany. Jedna część poliuretanowa kosztuje więcej niż jedna gumowa, lecz służy kilkakrotnie dłużej i nie powoduje przestoju linii. Jeśli policzyć nie cenę jednej części, lecz koszt roku pracy węzła razem z przestojami i montażem, poliuretan prawie zawsze wychodzi taniej. Więcej o usługach okładzinowania i odnowienia zużytych węzłów w dziale usługi zakładu.
Jak zamówić części poliuretanowe na wymiar
Do zamówienia wystarczy dostarczyć rysunek, szkic lub zużytą próbkę części z wymiarami i pasowaniami. Opisz warunki pracy węzła: rodzaj obciążenia, prędkość, obecność abrazywy lub chemikaliów, temperaturę i charakter kontaktu z przetwarzanym materiałem. Na podstawie tych danych technolodzy dobiorą recepturę i twardość oraz obliczą geometrię.
Technologia odlewania swobodnego nie wymaga kosztownego oprzyrządowania, dlatego zakład wykonuje zarówno pojedyncze części według rysunku, jak i serie. Jest to wygodne, gdy trzeba szybko wymienić zużyty węzeł niestandardowego rozmiaru lub opracować partię próbną przed serią. Materiały techniczne o właściwościach poliuretanu w dziale informacje techniczne.
Po wycenę pod Twój rysunek i konsultację skontaktuj się przez kontakty zakładu TIMOL. Inżynierowie pomogą dobrać twardość i recepturę, ocenią zasób w Twoich warunkach i zorganizują wykonanie pod konkretny węzeł przemysłu lekkiego.