Un ansamblu care iese din uz la câteva săptămâni oprește linia și atrage costuri neplanificate de reparație și de staționare. O piesă metalică sau din cauciuc care trebuie schimbată trimestrial consumă bugetul de întreținere mai repede decât pare la prima vedere. Poliuretanul turnat oferă o durată de viață de câteva ori mai mare și transformă întreținerea ansamblului din una de avarie în una planificată. Mai jos analizez ce piese are sens să fie fabricate din poliuretan, prin ce depășește el materialele tradiționale și cum se comandă un produs după desen propriu.
Ce oferă poliuretanul turnat în fabricarea pieselor?
Poliuretanul înlocuiește cauciucul, oțelul și materialele plastice rigide acolo unde ansamblul lucrează la uzură, la șoc sau în contact cu un mediu agresiv. Materialul face parte din categoria elastomerilor: se întinde sub solicitare și revine la forma inițială, iar rezistența sa la uzură este de 2-5 ori mai mare decât cea a cauciucului standard. Această combinație de elasticitate și duritate permite unui singur produs să amortizeze șocurile și, în același timp, să reziste la frecare.
La fabrica TIMOL, produsele se toarnă prin tehnologia turnării libere în matriță. Această metodă nu necesită presiune ridicată, permite obținerea de piese cu geometrie complexă și masă mare, precum și căptușirea bazelor metalice existente cu un strat de poliuretan. Datorită turnării după un desen concret, produsul reproduce exact dimensiunile de montaj ale ansamblului, astfel încât montajul nu necesită prelucrări suplimentare.
Poliuretanul nu se teme de umezeală, de aceea se montează în ansambluri care lucrează în apă, în aer liber și în hale umede. El nu corodează, spre deosebire de oțel, și nu îmbătrânește sub acțiunea uleiurilor la fel de repede ca cauciucul. Pentru întreprindere, aceasta înseamnă mai puține înlocuiri, mai puține staționări și un grafic de întreținere previzibil.
Caracteristicile tehnice ale poliuretanului TIMOL
Intervalul de temperatură de lucru al poliuretanului TIMOL este de la -60 la +100 °C, acoperind atât depozitele reci, cât și zonele de producție fierbinți. Materialul își păstrează elasticitatea la ger, când cauciucul se întărește și crapă, și nu curge la încălzire în limitele intervalului său.
Duritatea poliuretanului se alege de la 50 Shore A la 70 Shore D. Mărcile moi merg la garnituri, membrane și amortizoare, iar cele dure, la roți, role, raclete și căptușeli rezistente la uzură. Același polimer, cu rețete diferite, dă o piesă pentru sarcina concretă, de la un amortizor elastic la un element de sprijin rigid.
Uzura poliuretanului conform DIN 53516 este de 38-39 mm³, în timp ce la cauciucul SBR răspândit acest indicator ajunge la 100-200 mm³. Pe scurt, în aceleași condiții abrazive cauciucul pierde de câteva ori mai mult material și, prin urmare, se uzează mai repede. Rezistența la rupere a poliuretanului se situează în intervalul 39-87 MPa față de 8-20 MPa la SBR, de aceea produsul suportă solicitările de vârf fără să se rupă.
Tabel comparativ: poliuretan față de cauciuc, oțel și plastic
Cifrele prezentate sunt preluate din manualele inginerești standard (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) și arată de ce poliuretanul câștigă la majoritatea ansamblurilor care lucrează la uzură.
| Material | Uzură (DIN 53516), mm³ | Temperatură de lucru, °C | Duritate | Rezistență la rupere, MPa | Elasticitate la rebound, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan (TIMOL) | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Cauciuc SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Cauciuc NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Poliamidă (PA6/PA66) | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Oțel de construcție | fără date | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | fără date |
Rândul-cheie al tabelului este uzura: 38-39 mm³ la poliuretan față de 80-200 mm³ la diverse cauciucuri înseamnă o durată de viață de 2-10 ori mai mare pe abraziv. Poliamida are o rezistență la uzură apropiată de a poliuretanului (30-90 mm³), dar elasticitatea sa la rebound este de doar 5-15 %, de aceea este casantă la șoc și nu amortizează vibrațiile. Oțelul este incomparabil mai rezistent la rupere, însă cântărește de 6-7 ori mai mult, corodează și transmite șocurile către întreaga construcție, accelerând uzura rulmenților.
Tehnologia turnării libere: cum se fabrică produsele
Fabricarea începe cu pregătirea: tehnologul studiază desenul sau mostra, stabilește duritatea, alege rețeta polimerului și calculează matrița. Pentru căptușirea bazei metalice, suprafața se curăță de rugină și de lubrifiant, se sablează pentru rugozitate și se aplică un strat de adeziune, de care depinde aderența poliuretanului la metal.
Apoi poliuretanul lichid se toarnă în matriță prin metoda turnării libere. Metoda permite obținerea unui produs cu profilul și grosimea dorite fără presiune ridicată, de aceea este potrivită atât pentru piese masive, cât și pentru manșete subțiri. Înainte de turnare, masa se degazează pentru a elimina aerul, deoarece bulele din corpul produsului devin concentratori de tensiuni și scurtează durata de viață. După turnare, produsul se polimerizează câteva ore la o temperatură controlată, după care se prelucrează mecanic până la geometria exactă și dimensiunile de montaj.
Duritatea piesei se stabilește în etapa de rețetă, nu la prelucrare. Aceeași tehnologie de turnare liberă dă și o garnitură moale de 50 Shore A, și un element de sprijin rigid de 70 Shore D, în funcție de compoziția amestecului. Acesta este un avantaj important față de extrudare sau vulcanizarea cauciucului: pentru fiecare ansamblu se alege nu un profil gata din depozit, ci un material cu proprietăți calculate. Pentru piesele care lucrează în pereche cu metalul, poliuretanul se toarnă direct pe bază, obținând un ansamblu nedemontabil, cu o îmbinare adezivă solidă.
Sfatul inginerului: alegeți duritatea în funcție de caracterul solicitării, nu după principiul „cu cât mai dur, cu atât mai bine”. Pentru ansambluri supuse șocurilor și vibrațiilor, o piesă prea dură transmite șocul către construcție și se distruge mai repede la margini, iar una prea moale curge sub presiune. Dacă produsul se căptușește pe metal, urmăriți separat calitatea pregătirii prin sablare: o aderență slabă duce la desprinderea stratului sub solicitare.
Sortimentul de produse și soluțiile tipice sunt adunate în catalogul de produse din poliuretan, iar lista posibilităților de producție ale fabricii este descrisă în secțiunea servicii.
Unde se folosesc produsele din poliuretan
Poliuretanul turnat TIMOL lucrează în 12 ramuri industriale, de la industria minieră la cea alimentară. Oriunde piesa se uzează, se lovește sau intră în contact cu ulei și apă, poliuretanul prelungește durata de viață a ansamblului.
- Industria minieră: căptușeli, raclete, site de ciururi, role de transportoare.
- Metalurgie: valțuri de sprijin și de presare, bandaje, straturi de protecție.
- Construcții de mașini: bucșe, sileblocuri, amortizoare, lagăre de alunecare.
- Agricultură: piese de tehnică, straturi de acoperire, garnituri.
- Industria alimentară și celulozo-hârtie: valțuri, raclete, elemente pentru transport delicat.
- Transport și poligrafie: roți, role, valțuri de antrenare ale mașinilor de tipărit.
Pentru fiecare ramură, produsul se proiectează pentru ansamblul concret: se țin cont de tipul abrazivului, temperatură, presiune și chimia mediului. Același tip de piesă, de exemplu o rolă, în minerit se face dură și rezistentă la uzură pentru minereu, iar în poligrafie, moale pentru contactul delicat cu hârtia. Tocmai de aceea nu există produse din poliuretan universale: pentru condiții diferite același ansamblu primește o rețetă și o duritate diferite. Mai multe despre proprietățile materialului și despre tehnologie citiți în secțiunea informații de referință.
Cum se comandă fabricarea după desen
Pentru a comanda un produs din poliuretan, transmiteți desenul sau o mostră a piesei uzate, indicați dimensiunile principale și descrieți condițiile de lucru ale ansamblului: abraziv, temperatură, presiune, prezența uleiurilor sau a substanțelor chimice. Tehnologul va alege tipul de poliuretan, va calcula duritatea și geometria, iar la nevoie va prelua dimensiunile de pe mostra furnizată, fără un desen gata făcut.
După aprobarea sarcinii tehnice, fabrica calculează termenul și costul fabricării, care depind de complexitatea matriței și de volumul lotului. Producția este posibilă atât pentru piese unicat, cât și pentru serii, iar bazele metalice uzate pot fi recondiționate prin recăptușire, în locul înlocuirii complete. Pentru calcul și consultanță contactați-ne prin contactele fabricii TIMOL: specialiștii vă vor ajuta să alegeți materialul și să fabricați produsul exact pentru ansamblul dumneavoastră.