ÜBERSICHT über das Ersetzen von Metall durch Kunststoffe |
Warum Konstrukteure weiterhin Metallteile durch technische Kunststoffe ersetzen
Maschinenbauer und Konstrukteure ersetzen zunehmend vorhandene Metallteile durch Bauteile aus technischen Kunststoffen. Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass dieser Trend nur auf der Senkung der Anfangskosten pro Teil beruht, die Realität jedoch ganz anders ist. Technische Kunststoffe sind oft teurer als Metalle, bieten jedoch Vorteile wie verbesserte Leistung, längere Lebensdauer der Teile und geringere Ausfallzeiten. Dieser langfristige Ansatz der "Total Cost of Ownership" treibt einen starken Markt für technische Kunststofflösungen an.
Hier sind einige Produktmerkmale und -vorteile, die den Trend zum verstärkten Einsatz von technischen Kunststoffen vorantreiben.
Verschleißfestigkeit
In Anwendungen mit hohem Verschleiß werden viele Kunststoffe Messing und andere metallische Lagermaterialien übertreffen. Kunststoffe wie Nylon, UHMW, PTFE, Acetal und Turcite® bieten eine natürliche Schmierfähigkeit, um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen und die Lebensdauer von Lagern, Rollen, Getrieben und Dichtungen zu verlängern.
Leicht
Beim Austausch von Metallteilen verringert Kunststoff normalerweise das Gewicht der Teile um 30% bis 50%. Dies kann zu erheblichen Energieeinsparungen führen, wenn es in Anwendungen wie Transport, Linearbewegung und Materialhandhabung eingesetzt wird.
Temperaturbeständigkeit
Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe wurden entwickelt, die sowohl extrem hohen als auch extrem niedrigen kryogenen Temperaturbereichen mit minimalem Verlust an mechanischen Eigenschaften widerstehen. Materialien wie Celazole® PBI können kontinuierlich bei bis zu 750 ° F arbeiten, während Materialien wie Kel-F® PCTFE bei -400 ° F arbeiten können.
Schlagfestigkeit und Stoßdämpfung
Viele Kunststoffe und Verbundstoffe bieten eine hervorragende Schlagfestigkeit. Materialien wie Polycarbonat werden für schlagfeste Verglasungen und Abschirmungen verwendet. Nylon, UHMW und Polyurethan absorbieren Stöße und isolieren Belastungspunkte, um umgebende Komponenten zu schützen.
Isolationseigenschaften
Viele Kunststoffe haben hervorragende Isoliereigenschaften, reduzieren die Hitze und verbessern die Zuverlässigkeit des Produkts. Laminate wie G-10 / FR-4, GPO-3 und LE Phenol werden häufig in der Elektro- und Transportindustrie eingesetzt, um sie gegen Hitze und Stromschlag zu isolieren. Thermoplaste wie PTFE und Meldin® eignen sich gut für Hochtemperaturisolieranwendungen.
Korrosionsbeständigkeit
Metalle sind grundsätzlich anfällig für Korrosion durch Feuchtigkeit, Säuren und organische Lösungsmittel. Viele Kunststoffe wurden speziell zur Bekämpfung dieser Probleme entwickelt. Materialien wie PVC, CPVC, Polypropylen und PTFE bieten überlegene Korrosionsbeständigkeit zu einem günstigen Preis.
Ärztliche Zulassung
Viele Kunststoffe sind für den Einsatz in medizinischen Anwendungen zugelassen und reichen von Herzpumpenventilen bis zu endoskopischen Instrumenten. Die Produkte erfüllen die Normen FDA, USP Class VI und ISO 10993. Zu diesen Materialien gehören Radel®, PEEK, Ultem® und Polycarbonat.
Feuersicher
Es wurden Dutzende von Kunststoffmaterialien entwickelt, um gängige Flugzeug-, Transport-, Halbleiter- und UL-Bewertungen für Flamm- und Rauchschutz zu erfüllen. Die Spezifikationen umfassen FAR, FTA, FRA, ASTM, UL und FM. In der Halbleiterindustrie haben Materialien, die der Spezifikation FM-4910 entsprechen, den Bedarf an kostspieligen Brandbekämpfungssystemen reduziert oder eliminiert und somit die Gesamtkosten der Ausrüstung gesenkt. In einigen Fällen hat die Verwendung dieser Materialien die Versicherungskosten in Anwendungen mit hoher Haftung sogar reduziert. Übliche flammhemmende und flammsichere Materialien sind: Kydex®, Boltaron®, Halar®, CP7-D, FRPP, Corzan® CPVC und Kynar® 740 PVDF.
Hohe Reinheit
Kunststoffe sind seit langem ein wichtiges Produkt bei der Herstellung von hochreinen Fluid- und Gasbehandlungsanwendungen. Viele Kunststoffe haben die Bedenken hinsichtlich Ausgasung, Auslaugung und anderer Verunreinigungen in entscheidenden hochreinen Systemen beseitigt. Zu diesen Produkten zählen: PTFE, PFA, FEP, Halar® und Kynar® PVDF.
Statische Kontrolle
Mehrere Kunststoffe und Verbundstoffe besitzen antistatische Eigenschaften, um den Aufbau elektrischer Ladung zu verhindern. Die Produkte reichen von leitfähigen Materialien 10 2 bis 10 6 und statisch dissipativen 10 6 bis 10 10 bis zu hochohmigen Materialien 10 10 bis 10 12 .
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![Substitution von Metall durch Kunststoff]( "Substitution von Metall durch Kunststoff")
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