Hoewel engineers in het verleden, wanneer duurzaamheid vereist is, maakdelen specificeerden met materialen als rubber, plastic of staal, overwegen velen een nieuw alternatief wanneer veel eisen gesteld worden aan slijtvastheid en de impact op het materiaal:
gietbare POLYURETHAAN.
Polyurethaan is een elastomeer. Dit is een materiaal dat kan worden uitgerekt en weer terugkomt in de “oorspronkelijke” vorm. Het is thermohardend materiaal, evenals natuurlijke en synthetische rubbers. Eenvoudig gezegd, is een elastomeer een materiaal dat bij kamertemperatuur tot twee keer zijn eigen lengte kan worden uitgerekt, gedurende vijf minuten kan worden vastgehouden en daarna binnen 10% van zijn oorspronkelijke lengte terugkeert.
Als de gegoten polyurethaan is uitgehard, is het materiaal niet opnieuw te vormen en kan ook niet vloeibaar worden gemaakt door de toepassing van warmte, zoals bij thermoplasten.
De belangrijkste significante eigenschappen van gietbare elastomeren
Er zijn in principe twee soorten gietbare urethaan-elastomeren namelijk POLYETHERS en POLYESTERS. Beide op polyether en polyester gebaseerde elastomeren hebben uitstekende fysische eigenschappen, waaronder slijtvastheid, dragende eigenschappen en vele andere nuttige eigenschappen zoals treksterkte en scheurbestendigheid. Dit zijn sterke duurzame materialen die unieke voordelen bieden ten opzichte van andere materialen. De uitgeharde eigenschappen van deze producten overbruggen de kloof tussen rubber en kunststof. De eigenschappen omvatten uitstekende slijt-, scheur- en buigweerstand, goede treksterkte en uitstekende slagvastheid. Deze producten blinken uit in toepassingen waarbij een ernstig slijtageprobleem is en waar ze bestand moeten zijn tegen kerfslag, schuren en snijden. Polyesters zijn uitstekend geschikt voor druktoepassingen waarbij organische oplosmiddelen aanwezig zijn. Ze zijn uitstekend in zowel droge- als vochtige omgevingen.
Matrijs
Omdat deze polyurethaan in vloeibare vorm wordt verwerkt, zijn de vereiste gietdrukken laag, daarom hoeft het gereedschap niet extreem sterk, zwaar of duur te zijn. Mallen kunnen worden vervaardigd uit verschillende materialen zoals staal, aluminium, hout, polyurethaan of epoxy.
Met de juiste technieken kunnen mallen worden gemaakt met behulp van een origineel onderdeel zoals bijvoorbeeld het model zelf.
Er is vrijwel geen limiet aan de grootte van het deel dat kan worden gegoten.
Fysieke eigenschappen
Hardheid
Een van de belangrijke voordelen van gietbare polyurethanen is het extreem brede hardheidsbereik waarbinnen delen kunnen worden gevormd. Het typische bereik is van een lage hardheid van 5-10 Shore “A” zachter dan een gom tot ongeveer 85 op de “D” die misschien harder is dan een bowlingbal.
Veerkracht/elasticiteit
De volgende meest zichtbare eigenschap is waarschijnlijk het brede bereik van beschikbare veerkracht (resilience). Polyurethaan kan worden geformuleerd tot een lage rebound van 10% (Bayshore) tot een zeer levendige 65%.
Slijtvastheid
Polyurethaan elastomeren bieden uitstekende duurzaamheid in vergelijking met rubber, kunststof en zelfs metaal. In veel toepassingen heeft de ongebruikelijke combinatie van eigenschappen het mogelijk gemaakt om producten uit polyurethaan-elastomeren te ontwerpen en te fabriceren met minder materiaal dan mogelijk was met andere elastomeren.
Typische toepassingen waarbij hoge slijtvastheid vereist is zijn
- Walsen en (transport)rollen
- Vultrechters en cyclonen
- Schutgoten
- Pads voor grondverzetmachines en asfaltmachines
- Transportschroeven
- Loopvlakken van wielen
- Roerbladen
- Schrapers
- Wielen van palletstapelaars en heftrucks
- Bladen van sneeuwschuivers
Compressie-eigenschappen
Polyurethaan heeft een groter draagvermogen dan conventionele elastomeren van gelijke hardheid. Naarmate de hardheid wordt verhoogd, worden ook eigenschappen zoals treksterkte, scheursterkte, druksterkte en trekmodulus verhoogd.
Naast slijtvastheid is hoog draagvermogen plus de combinatie van hardheid, veerkracht, oplosmiddel- en oliebestendigheid, een doorslaggevende factor bij het specificeren van het type polyurethaan voor walsen, wielen en rollen.
Typische toepassingen waarbij druksterkte vereist is zijn
- Heftruckwielen
- Transportwielen
- Persrollen
- Grafische rollen
- Lakwalsen
- Transportrollen
- Diabolo's
- Invoerwalsen
- Doorvoerwalsen
- Pakkingen en afdichtingen
- Niprollen
- Rollen (staalindustrie)
- Loopwielen
- Pads tensioners
Mechanische eigenschappen
Grote taaiheid in combinatie met de hoge hardheid van polyurethaan, leidt tot uitstekende eigenschappen. Eenvoudig te produceren en gefreesde tandwielen worden nu gemaakt van gietbare elastomeren. Ze zijn niet alleen minder duur in productie, ze zorgen ook voor een soepele, stille werking met minimale slijtage en absoluut geen corrosieproblemen.
Typische toepassingen waarbij mechanische sterkte vereist is zijn
- Bumpers
- Schokabsorberende producten
- Bussen en lagers
- Draagstrips en schuifplaten
- Machineonderdelen
- Behuizingen
- Stootblokken
- Koppelingen
Samenvattend zijn polyurethaanelastomeren het meest geschikt voor toepassingen waarbij duurzaamheid, flexibiliteit, elasticiteit en slijtvastheid eerste vereisten zijn.
Mocht u meer willen weten over de mogelijkheden wat betreft polyurethaan, neem dan contact op via onze website www.fcn-industries.nl