PANORAMICA DI Sostituire il metallo con la plastica |
Perché i progettisti continuano a sostituire le parti in metallo con l'ingegneria delle materie plastiche Ingegneri e progettisti meccanici stanno sostituendo sempre più parti di metalli esistenti con componenti realizzati in tecnopolimeri. Un malinteso comune è che questa tendenza si basa esclusivamente sulla riduzione del costo iniziale per parte, ma la realtà è molto diversa. I materiali plastici per l'ingegneria sono spesso più costosi dei metalli, ma offrono vantaggi quali prestazioni migliorate, maggiore durata dei componenti e tempi di fermo macchina ridotti. Questo approccio a lungo termine, denominato "costo totale di proprietà ", sta guidando un mercato forte per le soluzioni in plastica ingegnerizzate.
Ecco alcune delle caratteristiche e dei vantaggi del prodotto che stanno guidando la tendenza verso un maggiore uso di tecnopolimeri.
Resistenza all'usura Nelle applicazioni ad alta usura, molti materiali plastici superano l'ottone e altri materiali portanti i metalli. Le materie plastiche come Nylon, UHMW, PTFE, acetale e Turcite® offrono un lubrificante naturale per aumentare la resistenza all'usura e prolungare la durata dei cuscinetti, dei rulli, degli ingranaggi e delle tenute.
leggero Quando si sostituiscono parti in metallo, la plastica riduce in genere il peso della parte dal 30% al 50%. Ciò può tradursi in un notevole risparmio energetico se utilizzato in applicazioni quali trasporto, movimento lineare e movimentazione di materiali.
Resistenza alla temperatura Sono stati sviluppati materiali plastici, ceramici e compositi che resistono a intervalli di temperatura criogenica estremamente alti ed estremamente bassi con una perdita minima di proprietà meccaniche. Materiali come Celazole® PBI possono funzionare continuamente fino a 750 ° F, mentre materiali come Kel-F® PCTFE possono funzionare a -400 ° F.
Resistenza agli urti e assorbimento degli urti Molte materie plastiche e materiali compositi offrono un'eccellente resistenza all'impatto. Materiali come il policarbonato sono utilizzati per vetri resistenti agli urti e scudi. Nylon, UHMW e poliuretano assorbono gli urti da impatto e isolano i punti di sollecitazione per proteggere i componenti circostanti.
Proprietà di isolamento Molte materie plastiche hanno eccellenti proprietà di isolamento, riducono il calore e migliorano l'affidabilità del prodotto. I laminati come G-10 / FR-4, GPO-3 e LE Phenolic sono ampiamente utilizzati nelle industrie elettriche e dei trasporti per isolare da calore e scosse elettriche. I materiali termoplastici come PTFE e Meldin® funzionano bene nelle applicazioni di isolamento ad alta temperatura.
Resistenza alla corrosione I metalli sono intrinsecamente suscettibili alla corrosione da umidità , acidi e solventi organici. Molte materie plastiche sono state progettate appositamente per combattere questi problemi. Materiali come PVC, CPVC, polipropilene e PTFE offrono una resistenza alla corrosione superiore ad un prezzo economico.
Approvazione medica Molte materie plastiche sono state approvate per l'uso in applicazioni mediche che vanno dalle valvole a pompa cardiaca agli strumenti endoscopici. I prodotti soddisfano gli standard FDA, USP Classe VI e ISO 10993. Tali materiali includono Radel®, PEEK, Ultem® e policarbonato.
Fire Safe Dozzine di materiali plastici sono stati sviluppati per soddisfare comuni valori di aeromobili, trasporto, semiconduttori e UL per la sicurezza di fiamma e fumo. Le specifiche includono FAR, FTA, FRA, ASTM, UL e FM. Nell'industria dei semiconduttori, i materiali che soddisfano le specifiche FM-4910 hanno ridotto o eliminato la necessità di costosi sistemi antincendio, e quindi hanno ridotto i costi complessivi delle apparecchiature. In alcuni casi, l'uso di questi materiali ha addirittura ridotto i costi assicurativi nelle applicazioni ad alta responsabilità . I comuni materiali ignifughi e ignifughi includono: Kydex®, Boltaron®, Halar®, CP7-D, FRPP, Corzan® CPVC e Kynar® 740 PVDF.
Purezza elevata La plastica è stata a lungo un prodotto cruciale utilizzato nella produzione di fluidi ad alta purezza e applicazioni di trattamento del gas. Molte materie plastiche hanno eliminato le preoccupazioni relative alla fuoriuscita di gas, alla lisciviazione e ad altre contaminazioni in sistemi cruciali di elevata purezza. Questi prodotti includono: PTFE, PFA, FEP, Halar® e Kynar® PVDF.
Controllo statico Diverse plastiche e materiali compositi hanno qualità antistatiche per impedire l'accumulo di una carica elettrica. I prodotti vanno dai materiali conduttivi da 10 2 a 10 6 e dai dissipativi statici da 10 6 a 10 10 a materiali altamente resistivi da 10 10 a 10 12 .
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