Quando a peça de borracha ou plástico sai de produção com pouca frequência e em pequenos lotes, o ferramental para ela custa mais que a própria peça. O poliuretano de vazamento livre elimina essa questão: o material bicomponente líquido é vertido em um molde e se obtém o produto pronto da dureza necessária sem ferramental de prensa de vulcanização caro. A fábrica TIMOL fabrica produtos pelo método de vazamento livre para 12 setores, da construção de máquinas à indústria alimentícia. Vamos analisar como funciona a tecnologia, quais características tem o poliuretano de vazamento livre e em que ele supera a borracha, o aço e o plástico estrutural.
O que é o poliuretano de vazamento livre e como funciona o vazamento livre
O poliuretano de vazamento livre é um sistema bicomponente de base polimérica e endurecedor de isocianato, que são misturados imediatamente antes da vertida. A mistura tem boa fluidez no estado líquido, portanto preenche o molde de qualquer complexidade, e após a polimerização se transforma em um elastômero elástico e resistente ao desgaste. É exatamente a fluidez controlada que permite fundir as peças sem pressão, pelo método de vazamento livre.
A tecnologia de vazamento livre não requer moldes de prensa e alta pressão, como a vulcanização da borracha. O molde é preenchido pelo peso próprio da mistura, portanto o ferramental é mais barato e a transição entre tamanhos é mais rápida. Isso torna economicamente viável até a fabricação unitária e os pequenos lotes de peças para um desenho específico. Para a produção de peças avulsas e de reparo, onde a nomenclatura muda constantemente, essa flexibilidade frequentemente é mais importante que o custo unitário, pois permite fechar rapidamente a necessidade de peças não padrão sem encomendar ferramental caro de terceiros.
As características do produto pronto são definidas pela formulação. Variando a composição e a proporção dos componentes, se obtém dureza de 50 Shore A a 70 Shore D: de elementos de amortecimento macios a apoios estruturais rígidos. Na mesma faixa se controla a elasticidade, a resistência ao abrasamento e a resistência química para a tarefa específica.
Uma vantagem importante do estado líquido é a capacidade de verter armaduras e elementos embutidos diretamente no corpo da peça. Uma bucha metálica, um inserto roscado ou uma estrutura são colocados no molde, e o poliuretano os envolve na vertida e após a polimerização forma um produto monolítico. Assim se fazem rodas com cubo metálico, rolos em eixo de aço, eixos revestidos. A ligação do poliuretano com o metal é mantida pelo primer adesivo aplicado na superfície preparada e desengordurada antes da fundição. Isso dá uma peça com estrutura metálica resistente e superfície de trabalho elástica e resistente ao desgaste em um único produto.
Onde são aplicados os produtos de poliuretano de vazamento livre
O poliuretano de vazamento livre substitui borracha, plástico e até metal nos nós de desgaste rápido. A partir dele se fundem eixos e polias para alta carga mecânica, rodas e rolos para equipamentos de elevação, rolos guias de transportadores. Essas peças suportam abrasivo intensivo e duram mais que os análogos de borracha.
Um campo separado são os amortecedores, vedações, buchas e silent blocks, onde é importante a elasticidade com recuperação de forma. O poliuretano amortecer impactos e vibração, e depois recupera a geometria, portanto essas peças não adquirem deformação residual, ao contrário das de borracha. Do poliuretano de vazamento livre também se fabricam acoplamentos, mancais de deslizamento e revestimentos antiderrapantes.
Outra aplicação são os moldes elásticos e as bandejas para fundição de gesso, concreto, resina de poliéster e outros materiais. O molde de poliuretano libera facilmente a fundição e mantém a geometria precisa por muitos ciclos. O sortimento completo de produtos e áreas de trabalho está no catálogo de produtos de poliuretano.
O poliuretano de vazamento livre também é amplamente utilizado para revestimentos protetores e superfícies antiderrapantes. Silos metálicos, calhas, pás e ramais são revestidos com uma camada de poliuretano que absorve o impacto abrasivo do material a granel e protege o metal do desgaste e da corrosão. Esse revestimento prolonga a vida útil da estrutura metálica cara e reduz o nível de ruído dos impactos de frações contra as paredes.
Comparativo do poliuretano de vazamento livre com borracha, aço e caprolona
O poliuretano de vazamento livre vence no conjunto de propriedades: é mais resistente ao desgaste que a borracha, mais leve e silencioso que o aço e mais elástico que o plástico rígido. A tabela reúne as características de engenharia de referência dos materiais que realmente competem nas peças fundidas.
| Material | Abrasamento DIN 53516, mm³ | Temp. trabalho, °C | Densidade, g/cm³ | Resist. à tração, MPa | Elasticidade retorno, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60 a +100 | 1,05-1,25 | 39-87 | 34-61 |
| Borracha SBR | 100-200 | -40 a +80 | 0,94-1,1 | 8-20 | 30-55 |
| Borracha NBR | 80-150 | -30 a +100 | 1,0-1,3 | 10-25 | 20-45 |
| Caprolona PA6/PA66 | 30-90 | -40 a +100 | 1,13-1,15 | 60-85 | 5-15 |
| Aço estrutural | n/d | -40 a +500 | 7,7-7,9 | 370-700 | n/d |
O poliuretano mostra o menor abrasamento entre os elastômeros (de 38-39 mm³) e ao mesmo tempo mantém alta elasticidade. A caprolona é próxima pelo desgaste, mas sua elasticidade de retorno é de apenas 5 a 15%, portanto sob impacto racha. O aço vence pela resistência, mas é de 6 a 7 vezes mais pesado que o poliuretano e não amortecer a vibração. A borracha cede pelo abrasamento e perde a forma mais rápido.
Como selecionar a formulação e a dureza para a tarefa
A seleção da formulação começa pela compreensão da principal carga sobre a peça. Para nós abrasivos, toma-se um poliuretano mais rígido, mas elástico, na parte alta da faixa Shore A, 80-95 Shore A: é justamente a elasticidade que dá a resistência ao desgaste. Para nós de impacto, tomam-se marcas Shore A mais macias para o amortecimento. Para amortecedores, vedações e moldes, escolhe-se uma composição mais macia na faixa de 80 a 90 Shore A, onde é importante a elasticidade e a recuperação de forma.
Conselho do engenheiro: para o vazamento livre, é importante não apenas a dureza, mas também a espessura da parede e a geometria da peça. As fundições monolíticas maciças polimerizam desigualmente e podem apresentar tensões internas, portanto a peça complexa é melhor dividir em espessura razoável ou acordar a construção com o tecnólogo antecipadamente. E sempre calcule sobremetaL para usinagem das superfícies de assentamento se for necessária alta precisão.
Após a seleção da dureza, o tecnólogo acorda a resistência ao meio específico. Para contato com óleos, ácidos fracos e álcalis, seleciona-se a base adequada para que a peça não perca o recurso. O tipo de poliol também importa: as composições à base de poliéteres simples resistem melhor à umidade e ao frio, enquanto as à base de poliéteres complexos dão maior resistência a óleos e temperatura. A escolha correta da base pelas condições de trabalho é tão importante quanto a dureza, pois é ela que determina se a peça suportará o meio específico. Uma descrição mais ampla das propriedades para diferentes condições está na seção de informações de referência.
Como encomendar a fabricação de produtos na fábrica TIMOL
Para o pedido, envie o desenho ou a amostra da peça com as dimensões e os assentamentos, e descreva as condições de trabalho: tipo de carga, meio de trabalho, faixa de temperatura e dureza desejada. Com esses dados, o tecnólogo selecionará a formulação do poliuretano de vazamento livre, calculará a geometria do molde e determinará as margens para usinagem.
A fabricação é possível de uma peça a lotes em série, incluindo produtos de grandes dimensões e moldes elásticos para fundição. A tecnologia de vazamento livre torna economicamente viável até o pedido unitário. Para obter o cálculo por seu desenho e formalizar a fabricação, entre em contato pelos contatos da fábrica TIMOL ou consulte a lista de trabalhos na seção de serviços.