Część pasuje podczas montażu, lecz po kilku tygodniach zaczyna pracować z oporem. Tuleja zaciska się na wałku, prowadnica traci właściwy luz, a koło zębate generuje więcej hałasu. Przyczyna może tkwić w wilgoci pochłanianej przez tworzywo. Różnica między POM a poliamidem wpływa wtedy na dokładność wymiarową i zachowanie gotowego detalu.
Poliamid pochłania wilgoć z otoczenia
Poliamid PA ma dobre właściwości ślizgowe, wysoką odporność na ścieranie i dużą wytrzymałość mechaniczną. Dobrze znosi uderzenia oraz zmienne obciążenia. Z tego powodu produkuje się z niego koła zębate, rolki, tuleje, prowadnice, ślizgi i inne części maszyn.
Materiał ma jednak budowę, która sprzyja pochłanianiu wilgoci. Poliamid pobiera wodę zarówno podczas zanurzenia, jak i z wilgotnego powietrza. Ilość pochłoniętej wody zależy od odmiany PA, temperatury, czasu kontaktu oraz wilgotności otoczenia.
Wraz ze wzrostem zawartości wody zmieniają się wymiary detalu. Poliamid może pęcznieć, a przy niskiej wilgotności ponownie się kurczyć. Zmiana nie zawsze przebiega równomiernie, zwłaszcza przy znacznej grubości ścianki. Zewnętrzna warstwa szybciej reaguje na otoczenie niż środek części.
Wilgoć zmienia też właściwości poliamidu
Pochłonięta woda działa na poliamid jak substancja uplastyczniająca. Materiał staje się bardziej elastyczny i odporny na uderzenia, ale traci część sztywności oraz twardości. Nie musi to oznaczać pogorszenia pracy. W wielu zastosowaniach większa udarność i zdolność tłumienia drgań stanowią zaletę.
Problem pojawia się wtedy, gdy projekt wymaga zachowania bardzo wąskiej tolerancji. Zmiana średnicy tulei o ułamek milimetra może zmniejszyć luz montażowy, zwiększyć tarcie albo doprowadzić do zakleszczenia mechanizmu. Ryzyko rośnie w zakładach spożywczych, myjniach, oczyszczalniach i maszynach pracujących na zewnątrz, gdzie poziom wilgotności często się zmienia.
Konstruktor powinien więc określić, czy podane wymiary dotyczą materiału suchego, czy ustabilizowanego w warunkach użytkowania. Pominięcie tej informacji utrudnia prawidłowe wykonanie części.
POM zachowuje bardziej stabilne wymiary
POM, czyli poliacetal, pochłania znacznie mniej wody niż typowe odmiany poliamidu. Niewypełniony POM-C może po krótkim zanurzeniu zwiększyć masę wskutek absorpcji wody jedynie o niewielki ułamek procenta. Dokładna wartość zależy od gatunku oraz warunków badania.
Mała chłonność przekłada się na dobrą stabilność wymiarową. Detal zachowuje geometrię przy zmianach wilgotności, dlatego POM często wybiera się na precyzyjne tuleje, pierścienie, prowadnice, zawory, rolki i koła zębate. Materiał ma również niski współczynnik tarcia, dobrą odporność na zużycie i gładką powierzchnię po obróbce.
Nie oznacza to, że POM zawsze zastąpi poliamid. Przy silnych uderzeniach, dużych obciążeniach oraz pracy wymagającej tłumienia drgań odpowiednio dobrany PA może wypaść lepiej. Decyzja powinna wynikać z warunków pracy części, a nie z jednego parametru.
Luz montażowy trzeba dopasować do materiału
Ta sama geometria nie musi pasować do obu tworzyw. Projekt przygotowany dla POM nie powinien automatycznie trafiać do produkcji z poliamidu. Trzeba ponownie sprawdzić luzy, pasowania, temperaturę pracy oraz kontakt z wodą.
Przy tulejach i prowadnicach z PA często potrzebny jest większy luz, który uwzględni późniejsze pęcznienie. Znaczenie ma także kierunek zmian wymiarowych oraz przekrój detalu. W przypadku POM łatwiej utrzymać małe luzy w środowisku o zmiennej wilgotności, ale nadal trzeba uwzględnić rozszerzalność cieplną i obciążenie mechaniczne.
Liczy się również sposób przechowywania półfabrykatu. Materiał przeniesiony z chłodnego magazynu do ciepłej hali powinien osiągnąć temperaturę otoczenia przed dokładnym pomiarem i obróbką. Dzięki temu łatwiej uniknąć rozbieżności między kontrolą na produkcji a późniejszym montażem.
Kiedy wybrać POM, a kiedy poliamid?
POM zwykle lepiej odpowiada wymaganiom części, które muszą zachować dokładny wymiar, pracują w kontakcie z wilgocią i wymagają małych luzów. Dotyczy to między innymi precyzyjnych prowadnic, gniazd, zaworów, kół zębatych oraz części układów dozujących.
Poliamid sprawdza się tam, gdzie większe znaczenie mają odporność na uderzenia, tłumienie drgań, wytrzymałość zmęczeniowa i praca pod znacznym obciążeniem. Trzeba jednak dobrać właściwą odmianę PA i przewidzieć zmianę wymiarów po pochłonięciu wilgoci. Dodatki, takie jak włókno szklane, olej lub dwusiarczek molibdenu, mogą zmienić sztywność, tarcie i stabilność materiału.
W Transcom pomagamy porównać właściwości tworzyw, dobrać odpowiedni półfabrykat oraz wykonać gotowe części metodą toczenia lub frezowania CNC. Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą tworzyw konstrukcyjnych i konsultacji wymagań planowanego detalu.