Stal pozostaje podstawowym materiałem w budowie maszyn, ale nie w każdym miejscu jej właściwości dają przewagę. Korozja, duża masa, tarcie czy konieczność smarowania mogą podnosić koszty eksploatacji urządzenia. W takich warunkach konstruktor może rozważyć zastąpienie części metalowej odpowiednim tworzywem technicznym.
Gdy problemem jest korozja i kontakt z chemikaliami
Element stalowy pracujący w wilgoci lub przy kontakcie z agresywnymi substancjami wymaga odpowiedniego zabezpieczenia. Powłoki ochronne zużywają się, a uszkodzenie powierzchni może otworzyć drogę do korozji.
Wiele tworzyw konstrukcyjnych nie koroduje i wykazuje odporność na szeroką grupę substancji chemicznych. Dotyczy to między innymi PTFE, PEEK, PE czy wybranych odmian PP. Z tego powodu tworzywa stosuje się między innymi w instalacjach chemicznych, urządzeniach procesowych oraz częściach mających regularny kontakt z wodą, olejami lub środkami czyszczącymi.
Mniejsza masa części może odciążyć całą konstrukcję
Tworzywa mają znacznie mniejszą gęstość niż stal. Zamiana metalowej rolki, prowadnicy, koła czy osłony na część z tworzywa pozwala więc ograniczyć masę ruchomego zespołu.
Może to mieć znaczenie przy szybko poruszających się mechanizmach, manipulatorach, przenośnikach i urządzeniach, w których napęd wielokrotnie rozpędza oraz zatrzymuje poszczególne podzespoły. Mniejsza masa oznacza mniejszą bezwładność, a więc także niższe obciążenie napędu i części współpracujących.
Tarcie i ścieranie przemawiają czasem za tworzywem
Niektóre tworzywa techniczne mają niski współczynnik tarcia i wysoką odporność na zużycie ścierne. POM, PA, PTFE czy PEEK stosuje się dlatego do produkcji prowadnic, ślizgów, tulei, rolek oraz innych części współpracujących ruchowo.
Zmiana materiału może przynieść kilka korzyści:
ograniczyć potrzebę smarowania,
zmniejszyć hałas podczas pracy,
chronić współpracujące powierzchnie przed zużyciem,
ograniczyć ryzyko korozji,
zmniejszyć masę części.
Nie oznacza to jednak, że każde tworzywo nadaje się do pracy ciernej. Trzeba uwzględnić nacisk powierzchniowy, prędkość ruchu, temperaturę oraz sposób odprowadzania ciepła.
Tworzywo sprawdzi się również w częściach precyzyjnych
Poliacetal POM wyróżnia się małą chłonnością wilgoci, stabilnością wymiarową i dobrymi właściwościami mechanicznymi. Dzięki temu wykorzystuje się go do produkcji kół zębatych, tulei, rolek, dystansów czy prowadnic.
Przy wyższej temperaturze lub większych wymaganiach można rozważyć PEEK. Materiał zachowuje właściwości mechaniczne w temperaturach znacznie wyższych niż popularne tworzywa techniczne i wykazuje wysoką odporność chemiczną.
Kiedy stal nadal będzie lepszym wyborem?
Tworzywo nie powinno zastępować metalu automatycznie. Stal zwykle pozostaje właściwym materiałem dla części przenoszących bardzo wysokie obciążenia, wymagających dużej sztywności albo pracujących w warunkach przekraczających parametry dostępnych polimerów.
Przed zmianą materiału trzeba sprawdzić obciążenia statyczne i dynamiczne, temperaturę, kontakt z substancjami chemicznymi, tarcie, dokładność wymiarową oraz oczekiwaną trwałość części. Dopiero takie porównanie pozwala ocenić, czy zamiana metalu przyniesie rzeczywistą korzyść.
Jeśli szukasz materiału do wykonania części maszyn, prowadnic, tulei, rolek lub innych detali technicznych, zapoznaj się z ofertą Transcom. Firma oferuje standardowe i wysokoparametrowe tworzywa konstrukcyjne oraz pomaga dobrać materiał do warunków, w których będzie pracował gotowy komponent.