Passaggio a parti in poliuretano colato

I poliuretani ad alte prestazioni combinano i vantaggi della plastica, dei metalli e della ceramica con la resilienza delle parti in gomma

Sebbene gli ingegneri progettisti abbiano tradizionalmente specificato parti in gomma, plastica o acciaio quando è richiesta la durabilità, molti stanno prendendo in considerazione una nuova alternativa per le applicazioni più impegnative, ad alta usura, abrasione e impatto: i poliuretani fusi.

I poliuretani fusi, noti anche come uretani, sono materiali resistenti ed elastici che combinano molti dei vantaggi prestazionali delle plastiche, dei metalli e delle ceramiche high-tech con la resilienza e la flessibilità delle parti in gomma.

A differenza della loro controparte più vicina, la gomma, che viene preparata sotto forma di fogli o pani prima di essere modellata in una pressa ad alta pressione, gli uretani possono essere versati come miscela liquida in stampi meno costosi e a bassa pressione.

Utilizzando questa tecnica, le cavità complesse dello stampo possono essere riempite senza stampi e presse ad alta pressione. Ciò offre numerosi vantaggi, non ultimi i costi di produzione e attrezzatura inferiori rispetto allo stampaggio di gomma e plastica e un costo del materiale inferiore rispetto a metalli e ceramica.

In termini di prestazioni, le parti in poliuretano colato sono spesso più leggere rispetto alle alternative in ceramica o metallo, non sono fragili e non si rompono come la plastica sotto stress o temperature estreme.

Le parti in poliuretano colato non sono nuove. Tuttavia, la consapevolezza del potenziale di questo tipo di materiale è rimasta in gran parte nascosta. Ciò può essere attribuito a diversi fattori, non ultimo la generale mancanza di comprensione delle opzioni e delle formulazioni.

Non si specifica semplicemente una parte in poliuretano, ad esempio. Esistono molte formulazioni, alcune proprietarie, che possono essere utilizzate per manipolare una serie di variabili come durezza, resilienza, rigidità della molla e resistenza chimica.

Per questo motivo, i progettisti interessati a un possibile passaggio al poliuretano da parti in plastica, acciaio, ceramica o gomma spesso trovano il miglior servizio cercando l'assistenza e la guida di esperti nella formulazione di uretano.

Parti personalizzate in azione

In un recente caso di studio che mette in mostra i meriti di queste parti, quando un costruttore navale olandese ha richiesto un nuovo rivestimento per lo scalo di alaggio in grado di assorbire l'impatto e l'abrasione di un motoscafo che esce ed entra nella sua nave pattuglia offshore attraverso una baia posteriore, ha selezionato un modello appositamente poliuretano formulato da Argonics, uno dei maggiori produttori statunitensi di prodotti in uretano resistenti all'usura.

Il rivestimento in uretano ha sostituito un rivestimento in plastica di nylon, che tendeva a danneggiare i motoscafi perché troppo duro, secondo Lars Muller, proprietario di Muller-Beltex, un distributore di ricambi con sede nei Paesi Bassi per varie industrie, coinvolto nel progetto.

"Il rivestimento doveva resistere agli urti, all'abrasione, all'acqua di mare e all'esposizione ai raggi UV e allo stesso tempo consentire al motoscafo di scivolare dentro e fuori dalla baia senza danneggiare il motoscafo o la nave pattuglia", afferma Muller.

Per massimizzare la durata e attutire l'impatto del motoscafo che entra ed esce dalla baia posteriore della nave da pattuglia d'altura,Argonicheha collaborato con il costruttore navale olandese e Muller-Beltex per progettare un rivestimento di alaggio in uretano composto da due strati di materiale ciascuno con un diverso durometro, una misura di durezza.

Secondo Muller, Argonics ha avuto l'idea di creare un rivestimento a doppio durometro per resistere meglio all'inevitabile usura e impatto.

"Lo strato superiore più duro dell'uretano ha una maggiore resistenza al taglio e allo strappo, mentre lo strato inferiore è più morbido per resistere meglio all'impatto delle barche a motore", afferma Muller. Aggiunge che l'esperienza dell'azienda nella formulazione dell'uretano ha contribuito a ottimizzare il materiale per le caratteristiche necessarie, creando allo stesso tempo strati fortemente legati che non si separavano.

La continua collaborazione tra le tre aziende ha portato a ulteriori perfezionamenti del prodotto. "Recentemente abbiamo smussato i bordi del rivestimento dello scalo di alaggio per garantire che non possa penetrare acqua di mare o sabbia", rivela Muller. “Abbiamo anche indurito l'uretano in corrispondenza dei fori dei bulloni per trattenere meglio le viti e gli attacchi nei punti in cui si inseriscono nel rivestimento. Per facilitare l'installazione sul campo, abbiamo aggiunto aree svasate nel rivestimento per corrispondere alle posizioni esatte dei fori svasati della parte.