Sustitución de metal con los plásticos

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DESCRIPCIÓN GENERAL de la sustitución de metal con plásticos

Por qué los diseñadores continúan reemplazando piezas metálicas con plásticos de ingeniería
Los ingenieros y diseñadores mecánicos están reemplazando cada vez más las partes de metales existentes con componentes hechos de plásticos de ingeniería. Un error común es que esta tendencia se basa únicamente en reducir el costo inicial por pieza, pero la realidad es bastante diferente. Los plásticos de ingeniería suelen ser más caros que los metales, pero ofrecen beneficios como un mejor rendimiento, una mayor vida útil de las piezas y una reducción del tiempo de inactividad. Este enfoque a largo plazo del "costo general de propiedad" está impulsando un mercado sólido para soluciones de plástico diseñadas.

Estas son algunas de las características y beneficios del producto que están impulsando la tendencia hacia un mayor uso de plásticos de ingeniería.

Resistencia al desgaste
En aplicaciones de alto desgaste, muchos materiales plásticos superarán a los materiales de latón y otros materiales de metal. Los plásticos como Nylon, UHMW, PTFE, Acetal y Turcite® ofrecen lubricidad natural para aumentar la resistencia al desgaste y prolongar la vida útil de los rodamientos, rodillos, engranajes y sellos.

Ligero
Cuando se reemplazan piezas metálicas, los plásticos típicamente reducirán el peso de la pieza entre un 30% y un 50%. Esto puede traducirse en un ahorro significativo de energía cuando se usa en aplicaciones como transporte, movimiento lineal y manejo de materiales.

Resistencia a la temperatura
Se han desarrollado plásticos, cerámicos y compuestos que resisten rangos de temperaturas criogénicas extremadamente altas y bajas con una pérdida mínima de propiedades mecánicas. Los materiales como Celazole® PBI pueden funcionar continuamente a hasta 750 ° F, mientras que los materiales como Kel-F® PCTFE pueden funcionar a -400 ° F.

Resistencia al impacto y absorción de impactos
Muchos plásticos y compuestos ofrecen una excelente resistencia al impacto. Materiales como el policarbonato se utilizan para acristalamientos y escudos resistentes a los impactos. El nylon, el UHMW y el poliuretano absorberán el impacto y aislarán los puntos de tensión para proteger los componentes circundantes.

Propiedades de aislamiento
Muchos plásticos tienen excelentes propiedades de aislamiento, reducen el calor y mejoran la fiabilidad del producto. Los laminados tales como G-10 / FR-4, GPO-3 y LE Phenolic se utilizan ampliamente en las industrias eléctricas y de transporte para aislar del calor y las descargas eléctricas. Los termoplásticos como el PTFE y Meldin® funcionan bien en aplicaciones de aislamiento de alta temperatura.

Resistencia a la corrosión
Los metales son inherentemente susceptibles a la corrosión por la humedad, los ácidos y los solventes orgánicos. Muchos plásticos fueron diseñados específicamente para combatir estos problemas. Los materiales como PVC, CPVC, polipropileno y PTFE ofrecen una resistencia superior a la corrosión a un precio económico.

Aprobación médica
Muchos plásticos han sido aprobados para su uso en aplicaciones médicas que van desde válvulas de bomba cardíaca hasta instrumentos endoscópicos. Los productos cumplen con las normas FDA, USP Clase VI e ISO 10993. Estos materiales incluyen Radel®, PEEK, Ultem® y policarbonato.

A prueba de fuego
Se han desarrollado docenas de materiales plásticos para cumplir con los estándares comunes de aviación, transporte, semiconductores y UL para la seguridad de las llamas y el humo. Las especificaciones incluyen FAR, FTA, FRA, ASTM, UL y FM. En la industria de semiconductores, los materiales que cumplen con la especificación FM-4910 han reducido o eliminado la necesidad de costosos sistemas de extinción de incendios y, por lo tanto, han reducido los costos generales de los equipos. En algunos casos, el uso de estos materiales incluso ha reducido los costos de seguro en aplicaciones de alta responsabilidad. Los materiales comunes ignífugos y resistentes a las llamas incluyen: Kydex®, Boltaron®, Halar®, CP7-D, FRPP, Corzan® CPVC y Kynar® 740 PVDF.

Alta pureza
Los plásticos han sido durante mucho tiempo un producto crucial utilizado en la fabricación de aplicaciones de manejo de fluidos y gases de alta pureza. Muchos plásticos han eliminado las preocupaciones de desgasificación, lixiviación y otra contaminación en sistemas cruciales de alta pureza. Estos productos incluyen: PTFE, PFA, FEP, Halar® y Kynar® PVDF.

Control estático
Varios plásticos y compuestos tienen cualidades antiestáticas para evitar la acumulación de una carga eléctrica. Los productos van desde materiales conductivos 10 ² a 10 ⁶ , y disipadores de estática 10 ⁶ a 10 ¹⁰ , hasta materiales altamente resistentes 10 ¹⁰ a 10 ¹² .