Tworzywa konstrukcyjne zastępują metale

Nowy trend: Tworzywa konstrukcyjne zastępują metale jako główne materiały do ​​zastosowań w przemyśle. Zobacz więcej na temat nowych tworzyw do obróbki. Sprawdź dlaczego warto zwrócić na nie uwagę. Dowiedz się więcej jakie części z metalu można zamienić części z tworzywa.


Tworzywa konstrukcyjne mają niewielki ciężar właściwy, wysoką wytrzymałość i odporność na korozję. Wyróżniają się również dobrą odpornością na ścieranie i wysoką odpornością na środki chemiczne. W przyszłości tworzywa mogą być używane do zastępowania materiałów metalowych w celu wytworzenia elementów konstrukcyjnych wymaganych w wielu maszynach i urządzeniach.

Jednym z wyzwań przy stosowaniu tworzyw termoplastycznych do zastępowania metali jest to, że wiele elementów konstrukcyjnych musi być sztywnych i zapewniać wysoką udarność. Te właściwości były pośrednio trudne do uzyskania w tworzywach termoplastycznych do czasu, kiedy do polimeru dodano włókno szklane. Pomogłoby to zwiększyć wytrzymałość na zginanie, sztywność, wytrzymałość na rozciąganie i udarność nawet o 300% do 400%.

Niska waga tworzyw konstrukcyjnych

Jedną z wielu zalet tych materiałów na jaką zwracają uwagę konstruktorzy oraz użytkownicy, to ich waga. W porównaniu do tradycyjnych materiałów różnica są dość znaczące. O ile nie ma to dużego znaczenia w przypadku małych maszyn lub urządzeń, o tyle w przemyśle takim jak lotnictwo czy motoryzacja, waga samolotów lub samochodów ma duże znaczenie związane z późniejszym kosztem użytkowania.

Do najlżejszych tworzyw możemy zaliczyć między innymi polipropylen. Wpływ wagi może być również ważny w transporcie i magazynowaniu gotowych detali. Tu również może wyraźnie obniżyć koszty.

Dobra odporność chemiczna. Tabela odporności chemicznej tworzyw

Tworzywa konstrukcyjne mają ogólnie wysoką odporność na korozję na środki chemiczne. Są wśród nich takie, które są obojętne na substancje takie jak kwasy i zasady, co jest znaczącą zaletą. Wśród nich są także takie, które mają bardzo znaczącą odporność na hydrolizę, dzięki czemu z powodzeniem mogą być wykorzystywane w przemyśle medycznym, chemicznym i spożywczym.

Aby sprawdzić jakie tworzywa są odporne na środki chemiczne najlepiej sprawdzić to szczegółowo w tabeli odporności. Ogólnie rzecz ujmując do tworzyw o najwyższej odporności można zaliczyć: Teflon PTFE, PEEK oraz polietylen PE

Doskonała redukcja tarcia i odporność na zużycie

Innym ważnym atutem tworzyw wykorzystywanych w obróbce CNC są ich właściwości ślizgowo cierne. Jak wiadomo większość z nich wykazuje wysoką odporność na ścieranie, a są też takiej, których odporność na ścieranie jest bardzo wysoka.

Ma to duże znaczenie ponieważ pomaga ograniczyć degradację partnerów ciernych, czyli innych podzespołów, które współpracują z tworzywami (również metali). Tak zwana samosmarowność tworzyw sprawia również, że w większości przypadków mogą one pracować na „na sucho” bez smarów i olejów. Powoduje to niższe koszty eksploatacji i serwisu oraz wydłuża żywotność układów. To ważne dlaczego tworzywa konstrukcyjne zastępują metale.

Doskonała amortyzacja i redukcja hałasu

Maszyny wyposażone w łożyska i przekładnie z tworzywa sztucznego mogą redukować wibracje, hałas, a nawet wyciszyć dźwięk. Na przykład elementy siedziska w fotelu samochodowej zostały pierwotnie wykonane ze stali węglowej 45, która ma krótką żywotność i duży powoduje duży hałas podczas użytkowania; zastosowanie nylonu nie tylko przedłuży żywotność tego elementu o około 100%, ale także znacznie zmniejszy hałas.

Innym dobrym przykładem może być tu tworzywo wysokosprawne PEEK. Ono z kolei może znaleźć zastosowanie w przekładniach. Gdzie także obniży poziom hałasu pracy urządzeń. Zobacz niżej

Łatwa obróbka tworzyw konstrukcyjnych


Inżynierskie produkty z tworzyw sztucznych można poddawać wielu procesom CNC. Obróbka mechaniczna tworzyw to przede wszystkim:

  • toczenie
  • frezowanie
  • wiercenie
  • gwintowanie

Obróbka w większości przypadków może być wykonywana na maszynach przeznaczonych do metalu lub drewna. W uzasadnionych przypadkach takich tak obróbka tworzywa z włóknem szklanym, wymagane będą specjalne narzędzia (noże, frezy). Poza tym wykorzystanie innych tradycyjnych materiałów takich jak poliamid PA6, poliacetal POM C, Teflon PTFE czy też polietylen PE1000 i PE500, nie powinien sprawić kłopotu dla doświadczonego operatora.

Tworzywa mogą oszczędzić czas produkcji i koszty energii w porównaniu z wytwarzaniem części z metali. Operatorzy mogą skorzystać z tych zalet, ponieważ możliwe jest skrócenie czasu produkcji. Może to być konieczne do realizacji zamówień krótkoseryjnych i utrzymania konkurencyjności.

Dlaczego tworzywa konstrukcyjne zastępują metale w przemyśle maszynowym


Ponieważ konstrukcyjne tworzywa sztuczne mają wiele wyżej wymienionych zalet pod względem właściwości fizycznych i mechanicznych, stały się one coraz szerzej stosowane w przemyśle. To z kolei przyczyniło się do szybkiego rozwoju przemysłu tworzyw sztucznych.

Jeśli zastanawiacie się Państwo jakim tworzywem można zamieć aluminium lub inne tradycyjne materiały zapraszamy do kontaktu, postaramy się doradzić w procesie wyboru.

Gdzie tworzywa mogą zastąpić metal

Jest bardzo wiele miejsc w jakich można wymienić tradycyjne materiały na tworzywa. Bardzo szeroka oferta nowych tworzyw daje szansę na wykorzystywanie ich w nowych aplikacjach. Sytuacja, w której tworzywa w postaci naturalnej nie mogą być używane być może daje może stwarza możliwość zastosowania modyfikowanych wersji. Na przykład:

  • tworzywa ze smarem lub tworzywa z olejem
  • tworzywa z grafitem
  • tworzywa z włóknem szklanym
  • tworzywa z węglem

To wszystko powoduje, że już dziś istniej wiele różnorodnych zastosowań gdzie z powodzeniem udało zamienić się części metalowe na te z tworzywa.

Należy jednak pamiętać, że przy rozważaniu kwestii zamiany tworzyw na problem należy patrzeć globalnie. Ponieważ są miejsca gdzie aby wymienić jeden mały element na produkowany z tworzyw należy przeprojektować cały układ.