A peça metálica ou de borracha que se troca todo trimestre consome o orçamento não pelo preço da própria peça de reposição, mas pelas paradas da linha em cada substituição. O poliuretano de vazamento livre rompe esse ciclo: pela tecnologia de vazamento livre, funde-se uma peça da dureza necessária, que serve várias vezes mais que a borracha e é 6 a 7 vezes mais leve que o aço. A fábrica TIMOL produz artigos de poliuretano de vazamento livre para 12 setores industriais. Analisamos as propriedades do material, a escala de dureza, a economia da substituição de borracha e metal e o procedimento de pedido de peças sob medida.
O que o poliuretano de vazamento livre oferece no nó industrial
O poliuretano de vazamento livre é um elastômero estrutural universal que combina resistência ao desgaste, elasticidade e resistência química num único material. O abrasamento pela DIN 53516 é de 38-39 mm³, ou seja, a resistência ao desgaste é aproximadamente várias vezes superior à da borracha padrão. Essa é a razão principal pela qual as peças de poliuretano suportam o abrasivo onde a borracha dura semanas.
O segundo ponto forte é a elasticidade com recuperação de forma. Sob compressão e impacto, o poliuretano se deforma e depois recupera a geometria graças à elasticidade de retorno de 34-61%. Absorve impactos e ruído, mas não adquire deformação residual como a borracha sob carga prolongada. Isso o torna conveniente para amortecedores, vedações e amortecedores de vibração.
A terceira vantagem é a resistência ao ambiente e à temperatura. O poliuretano de vazamento livre trabalha na faixa de -60 a +100 °C e mantém derivados de petróleo, óleos, ácidos fracos e álcalis, soluções salinas. Não corrói, ao contrário do aço, e não envelhece com o ozônio tão rapidamente quanto a borracha natural. Graças a isso, uma peça pode fechar simultaneamente vários requisitos que para outros materiais teriam de ser combinados por compromisso: onde o aço é necessário pelo desgaste mas perde pela corrosão, e a borracha serve pela elasticidade mas não aguenta o óleo, o poliuretano muitas vezes se revela o único material que satisfaz todas as condições de uma vez. A descrição mais ampla das propriedades está na seção informações de referência.
Tecnologia de vazamento livre e escala de dureza
O vazamento livre é o vazamento de uma mistura de poliuretano bicomponente no molde sem alta pressão. A mistura da base polimérica e do endurecedor de isocianato tem boa fluidez, portanto preenche o molde por próprio peso e reproduz a geometria com precisão. O ferramental para esse vazamento é mais barato que os moldes de vulcanização de borracha, portanto até a fabricação unitária é vantajosa.
A dureza do produto acabado é definida pela formulação na fase de vazamento, na faixa de 50 Shore A a 70 Shore D. As composições macias na zona da escala A vão para amortecedores, vedações e moldes elásticos. As rígidas, próximas da escala D, para mancais de deslizamento carregados, rolos e rodas muito carregadas. Os revestimentos e as peças que trabalham em abrasivo são feitos na parte alta da faixa Shore A, 80-95 Shore A, onde a elasticidade retém o desgaste. Dentro dessa faixa, controlam-se também a resistência ao desgaste e a resistência química para a tarefa específica.
A formulação controlada significa que a mesma peça pode ser feita mais macia ou mais rígida para as condições reais do nó. O corante adicionado à base transparente serve apenas para marcar os lotes, não afeta o recurso e as propriedades. A lista de produtos acabados está no catálogo de produtos de poliuretano.
Mais uma vantagem prática do vazamento livre é a possibilidade de verter poliuretano sobre armadura metálica. A roda com cubo metálico, o rolo no eixo de aço ou o eixo com estrutura metálica recebem superfície de trabalho resistente ao desgaste e núcleo resistente numa única peça. O metal é previamente limpo, desengordurado e coberto com primer de adesão, após o que o poliuretano é vertido de modo que após a polimerização a camada se mantém na base por toda a vida útil. Essa abordagem combina a rigidez do metal com a elasticidade e a resistência ao desgaste do poliuretano sem conexões parafusadas ou soldadas.
Comparativo do poliuretano de vazamento livre com aço, borracha e UHMW-PE
O poliuretano de vazamento livre ocupa a posição entre borracha e metal: é mais resistente ao desgaste e mais resistente que a borracha, mais leve e silencioso que o aço, e o polietileno UHMW-PE perde em elasticidade. A tabela reúne as características de referência dos materiais com que realmente se fazem peças de desgaste.
| Material | Abrasamento DIN 53516, mm³ | Temp. trabalho, °C | Densidade, g/cm³ | Resist. à tração, MPa | Elasticidade retorno, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 | 34-61 |
| Borracha NBR | 80-150 | -30…+100 | 1,0-1,3 | 10-25 | 20-45 |
| Borracha 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 |
| Aço estrutural | n/d | -40…+500 | 7,7-7,9 | 370-700 | n/d |
O poliuretano oferece o melhor equilíbrio: entre os elastômeros tem o menor abrasamento mantendo a elasticidade. O UHMW-PE se desgasta ainda menos (15 a 30 mm³), mas sua elasticidade de retorno é de apenas 5 a 10%, portanto sob impacto se deforma e não amortecer. O aço vence em resistência, porém é várias vezes mais pesado e corrói. A borracha cede pelo desgaste e perde a forma mais rapidamente.
Economia da substituição de borracha e metal por poliuretano
O principal efeito econômico da transição para o poliuretano de vazamento livre é a menor frequência de substituições. Como o poliuretano se desgasta várias vezes mais lentamente que a borracha, a peça serve um ciclo mais longo, e as paradas da linha para substituição se tornam menos frequentes. Para uma produção onde a peça se desgasta todo trimestre, isso é ganho direto na continuidade do trabalho.
Conselho do engenheiro: conte não o preço de uma peça, mas o custo do nó por ano levando em conta as paradas. A peça de borracha mais barata, trocada quatro vezes por temporada, no total sai mais cara que a de poliuretano que trabalha a temporada toda. E lembre-se do revestimento: muitas vezes não faz sentido fundir uma peça maciça grande, basta aplicar a camada de poliuretano sobre a base metálica, conservando a estrutura resistente e adicionando a superfície de trabalho resistente ao desgaste.
O segundo fator de economia é a recusa de ferramental caro. O vazamento livre não requer moldes de prensa sob pressão, portanto a fabricação de pequenos lotes e peças unitárias por desenho é economicamente justificável, e o custo do molde não é distribuído por milhares de produtos como na produção de borracha. Isso é especialmente notável no reparo de equipamentos raros ou desatualizados, onde se precisam de algumas peças de tamanho não padrão. A lista de trabalhos da fábrica está na seção serviços.
Como encomendar peças de poliuretano de vazamento livre na fábrica TIMOL
Para o pedido, envie o desenho ou a amostra desgastada da peça com dimensões e assentamentos, descreva as condições de trabalho: tipo de carga, ambiente de trabalho, regime de temperatura e dureza desejada. Com esses dados, o tecnólogo selecionará a formulação do poliuretano de vazamento livre, calculará a geometria e definirá os subsídios para o processamento mecânico.
A fabricação é possível desde uma peça até lotes em série, incluindo produtos de grandes dimensões e revestimento sobre base metálica. A tecnologia de vazamento livre torna justificável até o pedido unitário por desenho específico. Se não tiver o desenho pronto, basta enviar a amostra desgastada: o tecnólogo tirará as dimensões, levará em conta as folgas de trabalho e reproduzirá a peça com correção pelo desgaste anterior. Essa abordagem é conveniente quando a documentação original do nó está perdida e a produção precisa ser restaurada rapidamente. Para obter cálculo e formalizar a fabricação, entre em contato pelos contatos da fábrica TIMOL. Os engenheiros ajudarão a selecionar o material e organizarão a produção para o seu nó.