Rozmanitost materiálů: vysoce kvalitní a inovativní materiály pro optimální vlastnosti

Při výběru vhodného materiálu by uživatelé vždy měli brát v úvahu oblast jeho použití. Marcus Schneck, ředitel společnosti norelem, vysvětluje, jak důležité je používat strojní součásti z vysoce kvalitních materiálů, neboť jen ty mohou zajistit dlouhodobou spolehlivost a mechanickou odolnost použitých komponent, a tím i kvalitu vyráběných produktů.

Při pohledu do výrobního provozu je nad slunce jasnější, že všude uvidíte lesk kovových přístrojů a zařízení. Naproti tomu inovace plastových materiálů a jejich zpracování spolu se změnami požadavků průmyslu přemosťují fyzické i cenové rozdíly, které odedávna existovaly mezi kovy a plasty.

Výběr materiálů je přirozeně důležitým faktorem, který je třeba brát v úvahu při použití normalizovaných dílů a strojních součástí. Správný výběr materiálů zaručuje vysoce kvalitní, trvanlivé výrobky a správná úprava jejich povrchu zase to, že díly, jako madla a úchyty, budou dobře viditelné.

V sektoru výroby strojů a strojírenství je výhodné používat také kompozitní materiály, jako např. PPA (polyftalamid) vyztužený skleněnými vlákny, protože jde o lehké, relativně tuhé, pevné a odolné materiály. Popularita těchto materiálů je stále větší: celosvětový trh s kompozitními materiály roste ročně o přibližně 5 %, z toho poptávka po materiálech s uhlíkovými vlákny roste o 12 % ročně.

Správný materiál pro každou úlohu
Při výběru dílů a volbě materiálů, z nichž mají být vyrobeny, je ovšem třeba brát v úvahu množství faktorů. Důležitým kritériem výběru může být např. pevnost v tahu, odolnost proti korozi, rozsah pracovních teplot nebo chemická odolnost. Úvaha o těchto kritériích a o prostředí, kde bude materiál používán, vám pomůže při výběru materiálu, který je pro danou úlohu nejvhodnější.

Nejběžněji používané materiály při konstrukci strojů a ve strojírenství jsou plasty, ocel, hliník, litina, neželezné kovy a korozivzdorná ocel.

Použití plastů při konstrukci strojů je stále populárnější, protože při přechodu z kovu na plast lze ušetřit 25 až 50 % ceny tím, že nejsou třeba spojovací a montážní prvky. Plasty lze využít v mnoha úlohách. Jmenujme alespoň hydraulické lisy, granulátory nebo vstřikovací lisy na výrobu plastových dílů.

Na druhou stranu, v plastových dílech mohou být vložky, např. pouzdra nebo kolíky se závitem, vyrobené z oceli, korozivzdorné oceli nebo mosazi, tedy z materiálů s velkou mechanickou odolností, požadovanou ve strojírenství. Kombinace plastů a kovů může být velmi výhodná, podaří-li se využít ty nejlepší vlastnosti obou materiálů.

Pokud jde o trubkové a zapuštěné úchytky a madla nebo o upínací páky, je podíl kovových komponent poněkud vyšší. Rýhované ovládací knoflíky či křížové a hvězdicové úchyty jsou převážně z plastů, protože tyto materiály mají vlastnosti, které při úchopu vyhovují uživatelům.

Mají-li komponenty strojů pracovat efektivně a bezpečně, je třeba při jejich konstrukci a výběru materiálů brát v úvahu tři technické aspekty: možnost vzniku elektrostatického náboje, tření a odolnost proti vysokým teplotám.
Nedávejte šanci elektrostatickým výbojům
Speciální úlohy vyžadují speciální materiály – dobrý příkladem jsou díly s antistatickými vlastnostmi. Tyto díly se vyrábějí z elektricky vodivých plastů, které zabraňují vzniku elektrostatického náboje, jenž by mohl poškodit citlivé elektronické komponenty.

Používají se komponenty z antistatických termoplastů, které vyhovují požadavkům normy ČSN EN 61340-5-1 a mohou být použity ve vyhrazených prostorech EPA (ESD Protected Area). Tyto produkty, označované jako ESD (Electrostatic Discharge), se používají také v prostorách s nebezpečím výbuchu.

Materiály a izolátory, jsou-li správně vybrány, mohou odstranit nebezpečí elektrických výbojů. Vytvářejí tak bezpečné pracovní prostředí a snižují frekvenci potřebné údržby zařízení.

V průběhu výroby, montáže nebo dopravy se elektrostatické výboje objevují poměrně často a antistatické prvky jejich nebezpečí účinně omezují. Pro bezpečnost strojů i pracovníků je třeba podle přísných norem zajistit pravidelné kontroly správné elektrické vodivosti dílů a současně vyhrazené prostory pro jasnou identifikaci označit žlutým logem ESD.

Umíte se vypořádat s teplem?
Častou volbou pro díly používané v prostorách s vysokou teplotou je plast PPA (polyftalamid) vyztužený skleněnými vlákny – kompozitní materiál, který je ve srovnání s běžnými plasty obzvlášť rozměrově stabilní. Díly z tohoto materiálu odolávají teplotám do 150 °C a krátkodobě dokonce do 250 °C.

Produkty z tohoto materiálu nacházejí uplatnění v široké škále průmyslových odvětví, např. ve zdravotnictví, kde díly musí odolat sterilizaci párou. Jsou také dobrou volbou pro komponenty používané v prostorách, kde se často vyskytují vysoké teploty.

Komponenty ze sklem vyztuženého termoplastu se často používají pro madla provozních zařízení, protože jsou odolné proti opotřebení a zajišťují pohodlné uchopení dokonce i ve vlhkém prostředí. Výběr správného materiálu je důležitý pro bezpečnost vašich pracovníků, protože je třeba zaručit, aby díly neakumulovaly teplo a obsluha zařízení se o ně nemohla popálit nebo si způsobit jiný úraz.
Zabránit opotřebení strojů
Při výběru z široké škály materiálů, které jsou dostupné pro použití v průmyslu, je důležité brát v úvahu také to, aby stroje a komponenty pracovaly hladce.

Jde-li o výběr materiálů z hlediska tření, např. polyacetal se vyznačuje velkou tvrdostí a malým koeficientem tření, zatímco díly z polyketonu mají dlouhou životnost a optimální vlastnosti z hlediska přenosy mechanického výkonu. Vzhledem k vysoké odolnosti proti opotřebení a velmi dobrým tribologickým vlastnostem polyketonů je výrazně omezena také náchylnost k vylamování zubů u ozubených kol.

Tření mezi díly a strojními součástmi snižuje také použití povrchů ložisek z olova nebo mědi. Tření a opotřebení snižuje také správná konstrukce z hlediska mazání.

S tím, jak se v průmyslu překlenuje mezera mezi možnostmi použití plastů a kovových materiálů, mají konstruktéři a výrobci strojů možnost vybírat si z jejich širokého sortimentu vždy nejlepší materiál pro danou konkrétní úlohu.

Příklon k plastům dává výrobcům více volnosti a flexibility, protože škála materiálů, které jsou k dispozici, je opravdu široká. Ačkoliv kovové materiály mají dobrou reputaci z hlediska své odolnosti, plastové se jim v tom dnes často vyrovnají, a přitom jsou lehčí a jejich použití je všestrannější.

Více informací o firmě norelem najdete na www.norelem.cz

  Vyžádejte si více informací…