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Proprietà delle materie plastiche – Quali materie plastiche sono adatte all’ingegneria meccanica?
Le plastiche tecniche sono una parte indispensabile dell’industria moderna. Nella costruzione di macchine personalizzate, in particolare, trovano un’ampia gamma di applicazioni perché hanno un alto grado di flessibilità e formabilità. È importante sapere quali proprietà devono avere le plastiche nei componenti e nelle parti standard nella costruzione di macchine personalizzate. Questo articolo descrive le applicazioni più importanti per la plastica nell’ingegneria meccanica.
Proprietà di base della plastica
La plastica è costituita da molecole a catena lunga, chiamate anche polimeri. Questi polimeri possono essere fabbricati sinteticamente o essere di origine naturale (per esempio cellulosa). La composizione chimica del polimero influenza significativamente le proprietà della plastica da esso prodotta.
Le proprietà meccaniche di una plastica ne descrivono la resistenza e l’elasticità, nonché le proprietà di frattura e l’elasticità sotto carico. In questo caso giocano un ruolo fattori come la densità del materiale, la sua cristallinità e la presenza di additivi.
Gli aspetti termodinamici si riferiscono al comportamento dei materiali plastici a temperature o pressioni diverse. In questo caso è particolarmente importante notare se un materiale reagisce in modo termoplastico o termoindurente.
La conduttanza elettrica dei materiali plastici è spesso bassa e pertanto molti di questi gruppi di materiali sono adatti come isolanti elettrici.
Requisiti specifici per componenti e parti standard nella costruzione di macchine personalizzate
- Capacità di carico meccanica: le parti della macchina come ingranaggi o cuscinetti devono avere un livello elevato di capacità di carico meccanica.
- Resistenza chimica: la maggior parte delle plastiche è chimicamente resistente a molti acidi, soluzioni alcaline o solventi.
- Resistenza alla temperatura: se utilizzate in ambienti ad alta temperatura, le plastiche utilizzate devono essere resistenti al calore per mantenere il loro funzionamento.
- Resistenza agli agenti atmosferici: le applicazioni dei componenti per uso esterno richiedono proprietà dei materiali resistenti agli agenti atmosferici.
- Peso leggero: la maggior parte dei tipi di plastica è caratterizzata dal loro peso ridotto.
- Proprietà di smorzamento: le materie plastiche hanno generalmente buone proprietà di smorzamento, ad esempio per quanto riguarda le vibrazioni.
- Trasparenza: in base alle loro proprietà parzialmente trasparenti, la plastica può fornire una linea di vista nelle aree chiuse delle macchine.
Dove vengono utilizzate le materie plastiche nell’ingegneria meccanica?
Le materie plastiche hanno una varietà di proprietà positive che le rendono particolarmente adatte all’uso nell’ingegneria meccanica.
Grazie a queste proprietà la plastica viene ora utilizzata in diverse aree dell’ingegneria meccanica, ad esempio:
Alloggiamenti e involucri: una delle applicazioni più comuni per la plastica nell’ingegneria meccanica è la produzione di alloggiamenti e involucri per apparecchiature elettroniche o motori.
Boccole dei cuscinetti e cuscinetti a strisciamento: la plastica svolge un ruolo importante anche nella progettazione dei cuscinetti: possono essere utilizzati come materiale per boccole a strisciamento o cuscinetti a strisciamento per ridurre al minimo le perdite di attrito e contrastare l’usura.
Elementi di tenuta: grazie alla loro elasticità alcuni tipi di plastica sono particolarmente adatti per produrre elementi di tenuta come gli O-ring o le guarnizioni piatte e mantengono permanentemente la loro funzione anche in condizioni ambientali difficili (alte temperature, fluidi aggressivi).
Oltre alla plastica negli ultimi anni esistono anche i compositi rinforzati con fibre che sono diventati sempre più importanti nell’ingegneria meccanica. Sono caratterizzati da resistenza elevata e peso ridotto e quindi sono particolarmente adatti per applicazioni che danno priorità al design più leggero possibile. Ciò è particolarmente vero quando i componenti vengono fatti ruotare e/o vengono spesso accelerati o decelerati. Un esempio è un braccio di un robot esposto a molti cambiamenti di movimento e che deve sopportare carichi elevati.
Componenti con proprietà funzionali speciali: alcuni scenari richiedono un componente con funzioni aggiuntive, come l’assorbimento delle vibrazioni o la conduttanza elettrica. Qui vengono utilizzate materie plastiche come poliammide, PEEK o policarbonato.
Quali tipi di plastica sono particolarmente adatti per l’ingegneria meccanica?
La plastica svolge un ruolo importante nell’ingegneria meccanica e nella costruzione degli impianti. Qui vengono usati spesso in particolare poliammidi, poliuretani e resine acetali.
Le poliammidi (abbreviate in PA) sono termoplastiche con alta resistenza, rigidità e durezza, nonché una buona resistenza a prodotti chimici e abrasioni.
Nell’ingegneria meccanica vengono spesso utilizzate per componenti come ingranaggi, boccole dei cuscinetti o viti. Tra i prodotti particolarmente durevoli e straordinari della nostra linea di prodotti vi sono:
I poliuretani (PUR) sono caratterizzati dalla loro elevata elasticità e sono quindi particolarmente adatti per applicazioni con carichi dinamici, come anelli di tenuta o molle in ammortizzatori.
Le resine acetali (poliacetale o POM) hanno proprietà simili a quelle delle plastiche poliammidiche, ma hanno anche buone proprietà di scorrimento e un comportamento a basso attrito a temperature elevate. Vengono utilizzate come elementi guida, ingranaggi o bulloni di cerniera.