Переход на литые полиуретановые детали

Jun 01, 2023

Высокопроизводительные полиуретаны сочетают в себе преимущества пластмасс, металлов и керамики с эластичностью резиновых деталей.

Хотя инженеры-конструкторы традиционно выбирают детали из резины, пластика или стали, когда требуется долговечность, многие рассматривают новую альтернативу для самых требовательных, подверженных сильному износу, абразивному и ударному воздействию применений: литые полиуретаны.

Литые полиуретаны, также широко называемые уретаны, представляют собой прочные и эластичные материалы, сочетающие в себе многие эксплуатационные преимущества высокотехнологичных пластмасс, металлов и керамики, а также упругость и гибкость резиновых деталей.

В отличие от своего ближайшего аналога, каучука, который перед формованием в прессе высокого давления готовят в виде листов или буханок, уретаны можно разливать в виде жидкой смеси в менее дорогие формы низкого давления.

Используя эту технику, можно заполнять сложные полости пресс-форм без использования форм высокого давления и прессов. Это обеспечивает множество преимуществ, не последним из которых являются более низкие затраты на оснастку и производство, чем при формовании резины и пластика, а также более низкие затраты на материалы, чем при изготовлении металлов и керамики.

С точки зрения производительности литые полиуретановые детали часто легче, чем альтернативные керамические или металлические детали, не являются хрупкими и не трескаются, как пластмассы, под нагрузкой или при экстремальных температурах.

Литые полиуретановые детали не новы. Тем не менее, осознание потенциала этого типа материала в значительной степени остается вне поля зрения. Это можно объяснить несколькими факторами, не последним из которых является общее непонимание вариантов и формулировок.

Например, нельзя просто указать полиуретановую деталь. Существует множество составов (некоторые из них являются запатентованными), которые можно использовать для управления рядом переменных, таких как твердость, упругость, жесткость пружины и химическая стойкость.

По этой причине инженерам-конструкторам, заинтересованным в возможном переходе на полиуретан с пластмассовых, стальных, керамических или резиновых деталей, часто лучше всего обратиться за помощью и рекомендациями к экспертам по рецептурам уретана.

Индивидуальные детали в действии

В недавнем тематическом исследовании, которое демонстрирует преимущества этих деталей, когда голландскому судостроителю потребовался новый стапельный вкладыш, который мог бы поглощать удары и истирание катера, выходящего и заходящего в его морское патрульное судно через задний отсек, он выбрал специально полиуретановый состав от Argonics, одного из крупнейших производителей износостойких уретановых изделий в США.

По словам Ларса Мюллера, владельца Muller-Beltex, нидерландского дистрибьютора запчастей для различных отраслей промышленности, который участвовал в проекте, уретановый вкладыш заменил нейлоновый пластиковый вкладыш, который имел тенденцию повреждать скоростные катера, поскольку был слишком твердым.

«Лайнер должен был противостоять ударам, истиранию, воздействию морской воды и ультрафиолета, но при этом позволять катеру скользить в бухту и выходить из нее, не повреждая катер или патрульное судно», — говорит Мюллер.

Чтобы максимизировать долговечность и смягчить удар катера, входящего в задний отсек морского патрульного судна и выходящего из него,Аргоникасотрудничал с голландским судостроителем и компанией Muller-Beltex для разработки уретанового стапеля, состоящего из двух слоев материала, каждый из которых имеет разную твердость — меру твердости.

По словам Мюллера, компании Argonics пришла в голову идея создать футеровку с двойной твердостью, чтобы лучше противостоять неизбежному износу и ударам.

«Более твердый верхний слой уретана обладает большей устойчивостью к порезам и разрывам, а нижний слой мягче и лучше выдерживает удары моторных лодок», — говорит Мюллер. Он добавляет, что опыт компании в разработке рецептур уретана помог оптимизировать материал по необходимым характеристикам, создавая при этом прочно связанные слои, которые не будут разделяться.

Продолжающееся сотрудничество между тремя компаниями привело к дополнительным усовершенствованиям продукции. «Недавно мы скосили края стапеля, чтобы гарантировать, что за него не попадет морская вода или песок», — рассказывает Мюллер. «Мы также закалили уретан в отверстиях для болтов, чтобы лучше удерживать винты и приспособления там, где они подходят к вкладышу. Чтобы облегчить установку в полевых условиях, мы добавили во вкладыш области с потайными отверстиями, которые точно соответствуют положениям потайных отверстий детали.