Powłoki
Wykorzystując wyjątkowe własności polimerów, tj. PTFE, FEP, PFA, ETFE, PPS, PEEK, można zwiększyć właściwości użytkowe oraz funkcjonalność powlekanych części maszyn, urządzeń czy wyrobów końcowych, w tym form wtryskowych. Polimery fluorowe są produkowane od dawna i mają duże znaczenie przemysłowe. Charakteryzują się wysoką odpornością termiczną i chemiczną, niezwykle małym współczynnikiem tarcia i bardzo korzystnymi własnościami dielektrycznymi.
Rodzaje powłok:
- PTFE (politetrafluoroetylen: termoutwardzalny): doskonałe właściwości antyadhezyjne (non-stick), temperatura robocza do 260°C, ekstremalnie niski współczynnik tarcia, dobra odporność abrazyjna
- PFA (polimer perfluoroalkoksylowy: termoplastyczny): bardzo dobre właściwości antyadhezyjne, temperatura robocza do 260°C, można uzyskać grubość powłoki do 300 µm, doskonała odporność chemiczna
- FEP (kopolimer tetrafluoroetylen/fluoropropylen: termoplastyczny): doskonałe właściwości antyadhezyjne, niski współczynnik tarcia, temperatura robocza do 205°C
- ETFE (kopolimer etylenu i tetrafluoretylenu: termoplastyczny): doskonała odporność chemiczna, temperatura robocza do 150°C, najwytrzymalszy ze wszystkich fluoropolimerów, bardzo odporna powłoka, grubość do 500 µm
- PEEK (polieteroeteroketon: termoplastyczny): wyjątkowe właściwości mechaniczne, wysoka odporność chemiczna, temperatura robocza do 260°C, wyjątkowa odporność radiacyjna
- PPS (polifenylenosulfid: termoplastyczny): temperatura robocza do 250°C, wysoka odporność chemiczna, dobre własności mechaniczne
| Unikalne cechy powłok | |
|---|---|
| Nieprzywieralność do innych materiałów |
Energia powierzchniowa fluoropolimerów ma wartość najmniejszą spośród wszystkich znanych ciał stałych. Cecha ta określa z kolei wiele własności polimerów, jak np. zwilżalność, adhezję, współczynnik tarcia. Doskonale sprawdzą się jako powłoki antyadhezyjne.
|
| Minimalny współczynnik tarcia |
Współczynnik tarcia mieszczący się w zakresie µ= 0,05–0,2 praktycznie eliminuje zjawisko „drgań ciernych”. Współczynnik tarcia w niewielkim stopniu zależy od wzrostu temperatury aż do wartości 327°C.
|
| Odporność termiczna |
Są bardzo dobrym izolatorem cieplnym, cechuje je wysoka odporność temperaturowa do 315°C. W zakresie temperatur -200°C ÷ 260°C powłoki mogą pracować ciągle, bez utraty swoich właściwości.
|
| Odporność chemiczna |
Są obojętne na działanie zdecydowanej większości substancji chemicznych, tj.: kwasów, zasad oraz rozpuszczalników organicznych. Ich odporność można porównać z odpornością metali szlachetnych. Fluoropolimery nie wytrzymują jedynie działania rozpuszczonych lub stopionych litowców, gazowego fluoru i chlorotrójfluoru.
|
| Właściwości dielektryczne |
Posiadają doskonałe własności izolacyjne. Spośród wszystkich stałych materiałów elektroizolacyinych, fluoropolimery posiadają najmniejszą względną przenikalność elektryczną oraz współczynnik strat dielektrycznych.
|
| Obojętność fizjologiczna |
Długoletnie doświadczenie w dziedzinie eksploatacji powłok antyadhezyinych i badań toksykologicznych potwierdziły całkowite bezpieczeństwo ich stosowania.
|
| Właściwości antykorozyjne |
Dzięki własnościom fizykochemicznym tego rodzaju powłoki antykorozyjne stanowią doskonałą ochronę przed korozją, nawet w środowisku agresywnym. Nałożone na elementy maszyn, urządzeń, bądź konstrukcji, skutecznie wydłużają żywotność narażonych elementów i mają wpływ na oszczędności ze względu na rzadsze postoje i remonty.
|
| Niezwilżalność |
Ze względu na niską energię powierzchniową powłoki wykazują niską sorpcję i wysoki współczynnik antyadhezji.
|
Wykonanie takiej powłoki pozwoli połączyć korzystne właściwości rdzenia z odpornością na zużycie, twardością i żaroodpornością powłoki oraz rozdzielić funkcję przenoszenia obciążeń od zabezpieczenia przed wpływem środowiska pracy elementu. Odpowiedni dobór powłoki do konkretnych warunków i zastosowania gwarantuje zwiększenie odporności na ścieranie, zmniejszenie przywierania tworzywa oraz ilości stosowanych środków antyadhezyjnych.
Koszty napraw
Jak to zwykle bywa w kwestii cen, trudno jest ustalić dokładny, jednoznaczny cennik regeneracji formy wtryskowej ze względu na fakt, iż formy wtryskowe różnią się między sobą wielkością, złożonością i przede wszystkim stopniem zniszczenia, który jest odmienny dla różnych czasów i warunków eksploatacji. Stopień zniszczenia form wtryskowych różni też rodzaj i jakość materiałów, z jakich zostały one wykonane. Im wyższa jakość materiałów i im mniejsze zniszczenia, tym koszt regeneracji będzie niższy.
Uszlachetnianie i ochrona zamiast napraw?
W ostatnim czasie metody uszlachetniania powierzchni stały się jednym z najprężniej rozwijających się tematów i obszarów badawczych. Postęp w tej dziedzinie jest spowodowany dążeniem do zwiększenia trwałości eksploatacyjnej form wtryskowych.
Uszlachetniania form wtryskowych można dokonać np. poprzez plazmową technologię dyfuzyjną, która podnosi twardość powierzchni formy, zapobiegając tym samym powstawaniu narostów i uszkodzeń oraz dodatkowo wzmacniając odporność krawędzi na wykruszenia. Poprawia właściwości antykorozyjne materiału bazowego i polerowalność. Powierzchnia formy po obróbce cechuje się wyższą jakością, a porowatość materiału narzędzia jest znacząco mniejsza, dzięki czemu uzyskuje się poprawę pracy takiej formy. Ta metoda uszlachetniania zapewnia również większy połysk na powierzchni. Możliwe są naprawy i korekty formy bez konieczności ponownego powlekania.
Formowanie wtryskowe to ciągle unowocześniana technologia, która jest obecnie jedną z najpopularniejszych metod wytwarzania produktów z tworzyw sztucznych. Daje naprawdę ogromne pole do popisu i oferuje spore możliwości. Za pomocą tej technologii można wykonać wiele zróżnicowanych produktów według indywidualnych projektów.
Tworzywa polimerowe znalazły szerokie zastosowanie w technice nie tylko jako surowce służące do wyrobu określonych elementów konstrukcyjnych, ale również jako materiał powłokowy. Powłoki z tworzyw sztucznych stanowią bardzo skuteczne i dobre zabezpieczenie antykorozyjne, mają dobre własności izolacyjne i ślizgowe, a także w wielu przypadkach dekoracyjne.
Opracowanie technologii regeneracji i ochrony form wtryskowych pozwoliło rozwiązać cały szereg problemów technicznych i uzyskać znaczne oszczędności materiałowe i finansowe. Musimy pamiętać, że nawet niewielkie wady formy wtryskowej przekładają się na wygląd i, co najważniejsze, na właściwości fizyczne wypraski (kształtki). Formy wtryskowe ulegają naturalnemu zużyciu, a czasami po prostu przedwczesnym uszkodzeniom. Dzieje się tak niezależnie od rodzaju wtryskiwanego tworzywa, a także bez względu na jakość wtryskarek i fachowość ich obsługi. Wiadomym jest, że koszt regeneracji elementu jest znacznie mniejszy od kosztu jego wytworzenia. Regeneracja, oprócz przywrócenia właściwości użytkowych, może jednocześnie zwiększyć trwałość nawet kilkakrotnie.
Marta Lenartowicz-Klik
