Dlaczego tworzywa sztuczne stały się tak ważne dla przemysłu?
Jedną z ich najważniejszych zalet jest możliwość dopasowania materiału do konkretnej funkcji. Niektóre tworzywa zapewniają dużą sztywność, inne dobrze znoszą uderzenia, ścieranie lub wielokrotne zginanie. Dostępne są również materiały przeznaczone do kontaktu z żywnością, pracy w wilgotnym środowisku czy zastosowań wymagających określonych adekwatności elektrycznych. Istotna jest także niewielka masa. Zastąpienie cięższego elementu metalowego odpowiednio dobranym detalem z tworzywa może ograniczyć wagę urządzenia, zmniejszyć obciążenie napędu i ułatwić montaż. Nie zawsze będzie to możliwe, ale w wielu konstrukcjach polimerowy komponent spełnia swoją funkcję bez potrzeby stosowania materiału o znacznie większej gęstości. Tworzywa dają również dużą swobodę obróbki. Można je ciąć, frezować, wiercić, giąć, termoformować lub łączyć różnymi metodami. Pozwala to produkować zarówno proste formatki, jak i dokładne elementy maszyn wykonywane według dokumentacji technicznej.
Czy tworzywo może zastąpić metal w maszynie?
W określonych warunkach tak, choć każda taka zamiana wymaga analizy. Tworzywa konstrukcyjne stosuje się między innymi na prowadnice, ślizgi, rolki, tuleje, podkładki i koła zębate. Ich niewielka masa, odporność na korozję i dobre adekwatności ślizgowe mogą być atutem w mechanizmach wykonujących powtarzalne ruchy. Element z polimeru może pracować ciszej niż jego metalowy odpowiednik i niekiedy wymagać mniej intensywnego smarowania. Tworzywo nie rdzewieje, co ma znaczenie w środowisku wilgotnym albo przy częstym myciu urządzeń. Nie oznacza to, iż każdy metalowy detal można zastąpić częścią z tworzywa bez zmian w projekcie. Trzeba uwzględnić obciążenia statyczne i dynamiczne, temperaturę, rozszerzalność cieplną, możliwość odkształcenia pod długotrwałym naciskiem oraz rodzaj współpracujących powierzchni. Materiał powinien być wybierany na podstawie warunków pracy, a nie wyłącznie oczekiwanej oszczędności masy.
Jak powstają detale z tworzyw dla przemysłu?
Produkcja seryjna często kojarzy się z formowaniem wtryskowym, które pozwala wytwarzać dużą liczbę powtarzalnych części. Przy prototypach, krótszych seriach i elementach o indywidualnych wymiarach dobrze sprawdza się również obróbka skrawaniem. Frezowanie i toczenie umożliwiają przygotowanie detalu na podstawie rysunku technicznego, modelu albo dostarczonego wzoru. W ten sposób powstają części o określonych otworach, rowkach, powierzchniach współpracujących i tolerancjach wymiarowych. Technologia jest przydatna przy wykonywaniu komponentów do istniejących urządzeń, zwłaszcza gdy oryginalna część nie jest już dostępna.Firma Mediplex zajmuje się między innymi obróbką technicznych tworzyw konstrukcyjnych oraz realizacją jednostkowych i seryjnych detali dla różnych gałęzi przemysłu. Marka oferuje także płyty z tworzyw wykorzystywane w budownictwie, reklamie i zastosowaniach technicznych. Dobór konkretnego materiału powinien być każdorazowo powiązany z dokumentacją projektu i warunkami późniejszej eksploatacji.
Jak dobrać tworzywo do konkretnego zastosowania?
Punktem wyjścia powinny być warunki pracy. Trzeba określić rodzaj obciążenia, jego wartość i czas działania. Inaczej zachowuje się część poddawana stałemu naciskowi, inaczej komponent uderzany cyklicznie, a jeszcze inaczej prowadnica pracująca w ciągłym ruchu. Kolejne pytania dotyczą temperatury, wilgoci, promieniowania UV oraz kontaktu z olejami, detergentami, paliwami czy innymi substancjami. Ważna może być również palność, przewodnictwo elektryczne, dopuszczenie do kontaktu z żywnością lub możliwość sterylizacji. Nie można pomijać metody wykonania. Materiał odpowiedni do frezowania nie zawsze będzie najlepszym wyborem do termoformowania, gięcia czy klejenia. Na decyzję wpływają także wymagana dokładność, wielkość serii oraz dostępny budżet. Dobrą praktyką jest konsultacja z dostawcą lub wykonawcą detalu jeszcze przed zamknięciem dokumentacji. Zmiana niewielkiego promienia, grubości ścianki albo sposobu mocowania może ułatwić obróbkę i poprawić zachowanie części podczas eksploatacji.
Czy rozwój przemysłu może iść w parze z ograniczaniem odpadów?
Korzyści wynikające ze stosowania tworzyw trzeba rozpatrywać razem z odpowiedzialnym gospodarowaniem materiałem. Niewłaściwie zaprojektowany produkt jednorazowy lub połączenie kilku trudnych do rozdzielenia surowców może utrudniać późniejsze zagospodarowanie odpadu. W przemyśle znaczenie ma projektowanie części o długiej trwałości, ograniczanie liczby materiałów w jednym komponencie oraz możliwość naprawy albo wymiany zużytego elementu. Istotna jest także optymalizacja rozkroju płyt, która zmniejsza ilość resztek powstających podczas produkcji. Nie każdy detal może powstać z surowca wtórnego, szczególnie gdy obowiązują rygorystyczne wymagania dotyczące czystości, wytrzymałości lub dopuszczeń. Tam, gdzie jest to technicznie uzasadnione, recyklaty mogą jednak ograniczać zapotrzebowanie na materiał pierwotny. Warto również odróżnić możliwość recyklingu od rzeczywistego przetworzenia odpadu. Na końcowy rezultat wpływają sposób zbiórki, identyfikacja tworzywa, czystość strumienia i dostępność odpowiedniej technologii.
Tworzywa pozostaną ważnym materiałem konstrukcyjnym
Współczesny przemysł wykorzystuje polimery nie jako jeden zamiennik tradycyjnych surowców, ale jako szeroką grupę materiałów o odmiennych adekwatnościach. Mogą chronić, izolować, prowadzić ruch, zmniejszać masę i umożliwiać produkcję części, które byłyby trudne lub kosztowne do wykonania inną metodą. O powodzeniu zastosowania decyduje jednak prawidłowy dobór. Trzeba uwzględnić obciążenia, temperaturę, środowisko pracy, sposób montażu i oczekiwany czas użytkowania. Ważne są też technologia obróbki oraz dokładność wykonania. Dobrze zaprojektowany detal z adekwatnego tworzywa może pracować niezawodnie przez długi czas. Przypadkowy wybór materiału prowadzi natomiast do odkształceń, zużycia albo problemów z montażem. To właśnie połączenie wiedzy materiałowej, poprawnego projektu i precyzyjnej produkcji pozwala w pełni wykorzystać możliwości tworzyw sztucznych we współczesnym przemyśle.
