Când piesa din cauciuc sau plastic iese din fabricație rar și în loturi mici, echipamentul pentru ea costă mai mult decât piesa însăși. Poliuretanul turnat înlătură această problemă: materialul bicomponent lichid se toarnă în formă și se obține produsul finit cu duritatea necesară fără echipament de vulcanizare scump. Uzina TIMOL fabrică produse prin metoda turnării libere pentru 12 industrii — de la construcția de mașini la industria alimentară. Analizăm cum lucrează tehnologia, ce caracteristici are poliuretanul turnat și cu ce depășește cauciucul, oțelul și plasticul structural.
Ce este poliuretanul turnat și cum lucrează turnarea liberă
Poliuretanul turnat este un sistem bicomponent din baza polimerica și întăritorul izocianat, care se amestecă nemijlocit înainte de turnare. Amestecul are o bună fluiditate în stare lichidă, de aceea umple forma de orice complexitate, iar după polimerizare se transformă într-un elastomer elastic rezistent la uzură. Tocmai fluiditatea controlată permite turnarea pieselor fără presiune, prin metoda turnării libere.
Tehnologia turnării libere nu necesită matrițe și presiune înaltă, ca la vulcanizarea cauciucului. Forma se umple prin greutatea proprie a amestecului, de aceea echipamentul este mai ieftin, iar trecerea între dimensiuni este mai rapidă. Aceasta face economic avantajoasă chiar și fabricarea individuală și loturi mici de piese conform desenul specific. Pentru producția de serie mică și reparație, unde nomenclatura se schimbă constant, această flexibilitate este adesea mai importantă decât costul unitar, deoarece permite acoperirea rapidă a necesarului de piese nestandard fără comandarea echipamentului scump la terți.
Caracteristicile produsului finit se stabilesc prin rețetă. Variind compoziția și raportul componentelor, se obține duritatea de la 50 Shore A la 70 Shore D: de la elementele moi amortizante la suporturile rigide încărcate. În același interval se controlează elasticitatea, rezistența la abraziune și rezistența chimică pentru sarcina specifică.
Un avantaj important al stării lichide este posibilitatea de a turna armătura și elementele de inserție direct în corpul piesei. Bucșa metalică, inserția filetată sau cadrul se plasează în formă, iar poliuretanul le înfășoară la turnare și după polimerizare formează un produs monolitic. Astfel se fabrică roțile cu butuc metalic, rolele pe axa din oțel, arborii căptușiți. Îmbinarea poliuretanului cu metalul se menține datorită amorsajului adeziv care se aplică pe suprafața pregătită degresată înainte de turnare. Aceasta dă piesa cu cadrul metalic solid și suprafața de lucru elastică rezistentă la uzură într-un singur produs.
Unde se aplică produsele din poliuretan lichid
Poliuretanul turnat înlocuiește cauciucul, plasticul și chiar metalul în nodurile care se uzează rapid. Din el se toarnă arbori și volante sub sarcina mecanică ridicată, roți și role pentru tehnica de încărcare, role de ghidaj ale transportoarelor și benzilor. Aceste piese suportă abrazivul intens și servesc mai mult decât analogii din cauciuc.
O direcție separată sunt amortizoarele, etanșările, bucșele și silentblocurile, unde este importantă elasticitatea cu revenirea formei. Poliuretanul amortizează impacturile și vibrația, iar apoi restabilește geometria, de aceea astfel de piese nu capătă deformarea reziduală, ca cele din cauciuc. Din poliuretanul turnat se fabrică de asemenea cupele, rulmenții de alunecare și acoperirile antiderapante.
Încă o aplicare sunt formele elastice și tăvile pentru turnarea ipsosului, betonului, rășinei poliesterice și a altor materiale. Forma din poliuretan eliberează ușor turnajul și menține geometria exactă pentru multe cicluri. Lista completă a produselor gata și direcțiilor de lucru este prezentată în catalogul produselor din poliuretan.
Poliuretanul turnat se aplică de asemenea pe scară largă pentru acoperirile de protecție și suprafețele antiderapante. Buncărele metalice, jgheaburile, lamele și conductele de scurgere se căptușesc cu un strat de poliuretan care preia impactul abraziv al materialului vrac și protejează metalul de uzură și coroziune. O astfel de acoperire prelungește durata de viață a cadrului metalic scump și reduce nivelul de zgomot de la impacturile fracțiunilor pe pereți. În conducte poliuretanul protejează suprafața interioară și exterioară pentru a încetini coroziunea și uzura abrazivă în locurile de frecare ridicată a fluxului.
Compararea poliuretanului turnat cu cauciucul, oțelul și caprolonul
Poliuretanul turnat câștigă la totalul proprietăților: este mai rezistent la uzură decât cauciucul, mai ușor și mai silențios decât oțelul și mai elastic decât plasticul rigid. Tabelul reunește caracteristicile inginerești de referință ale materialelor care concurează real în piesele turnate.
| Material | Abraziune DIN 53516, mm³ | Temp. de lucru, °C | Densitate, g/cm³ | Rezistență la rupere, MPa | Elasticitate la revenire, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 1,05-1,25 | 39-87 | 34-61 |
| Cauciuc SBR | 100-200 | -40…+80 | 0,94-1,1 | 8-20 | 30-55 |
| Cauciuc NBR | 80-150 | -30…+100 | 1,0-1,3 | 10-25 | 20-45 |
| Caprolon PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 1,13-1,15 | 60-85 | 5-15 |
| Oțel structural | n/d | -40…+500 | 7,7-7,9 | 370-700 | n/d |
Poliuretanul arată cea mai mică abraziune dintre elastomeri (38-39 mm³) și totodată menține elasticitatea ridicată. Caprolonul este apropiat la uzură, dar elasticitatea la revenire de numai 5-15% face ca la impact să se fisureze. Oțelul câștigă la rezistență, dar este de 6-7 ori mai greu decât poliuretanul și nu amortizează vibrația. Cauciucul cedează la abraziune și pierde mai rapid forma.
Cum să alegeți rețeta și duritatea pentru sarcina dumneavoastră
Alegerea rețetei începe cu înțelegerea sarcinii principale pe piesă. Pentru nodurile abrazive se ia poliuretan mai rigid, dar elastic, în partea superioară a intervalului Shore A, 80-95 Shore A: tocmai elasticitatea dă rezistența la abraziune. Pentru nodurile de impact se iau mărci Shore A mai moi pentru amortizare. Pentru amortizoare, etanșări și forme se alege compoziția mai moale în zona de 80-90 Shore A, unde sunt importante elasticitatea și revenirea formei.
Sfatul inginerului TIMOL: pentru turnarea liberă sunt importante nu numai duritatea, ci și grosimea peretelui și geometria piesei. Turnajele masive monolitice se polimerizează neuniform și pot da tensiuni interne, de aceea piesa complexă este mai bine împărțită la grosimea rațională sau construcția se coordonează cu tehnologul în prealabil. Și prevedeți întotdeauna adaosul de prelucrare mecanică a suprafețelor de ajustare dacă este necesară precizia înaltă.
După alegerea durității tehnologul coordonează rezistența la mediul specific. Pentru contactul cu uleiuri, acizi slabi și baze se selectează baza corespunzătoare, pentru ca piesa să nu piardă resursa. Tipul de poliol contează de asemenea: compoziiile pe baza polieterilor simpli mențin mai bine umiditatea și gerul, în timp ce compoziiile pe baza poliesterilor complecși dau o rezistență mai mare la uleiuri și temperaturi. Alegerea corectă a bazei pentru condițiile de lucru este la fel de importantă ca și duritatea, deoarece tocmai ea determină dacă piesa va suporta mediul specific. O descriere mai largă a proprietăților pentru diferite condiții se află în secțiunea informații de referință.
Cum să comandați fabricarea produselor la uzina TIMOL
Pentru comandă trimiteți desenul sau mostra piesei cu dimensiunile și ajustările și descrieți condițiile de lucru: tipul sarcinii, mediul de lucru, intervalul de temperaturi și duritatea dorită. Pe baza acestor date tehnologul va selecta rețeta poliuretanului turnat, va calcula geometria formei și va determina adaosurile de prelucrare.
Fabricarea este posibilă de la o singură piesă până la loturi de serie, inclusiv produsele de gabarit mare și formele elastice pentru turnare. Tehnologia turnării libere face economic avantajoasă chiar și comanda individuală. Pentru a obține calculul conform desenul dumneavoastră și a executa fabricarea, contactați prin contactele uzinei TIMOL sau vizualizați lista lucrărilor în secțiunea servicii.