Plus qu'une simple résistance à l'usure : décoder les secrets d'application du POM (polyoxyméthylène) dans les engrenages de précision

Dans les domaines de l'ingénierie de précision et de la transmission de puissance, les engrenages sont des composants essentiels du transfert de puissance et du contrôle du mouvement. Lorsqu’on parle des matériaux d’engrenages, l’impression conventionnelle se concentre souvent sur la résistance et la durabilité des métaux. Cependant, grâce aux progrès technologiques, un plastique technique haute performance...POM (Polyoxyméthylène)- redéfinit discrètement les limites de la conception et les paysages d'applications des engrenages de précision grâce à ses propriétés complètes exceptionnelles. Aujourd'hui, découvrons les secrets d'application les plus profonds du POM dans les engrenages de précision, allant au-delà de la simple « résistance à l'usure ».

I. POM : Un « stock potentiel » naturel pour les engrenages

Le POM, communément appelé « acétal » ou « polyacétal », fait allusion à sa caractéristique fondamentale à travers ses surnoms : posséder une rigidité et une résistance comparables à celles du métal. Il s'agit d'un polymère linéaire hautement cristallin dont la structure moléculaire régulière lui confère plusieurs avantages innés essentiels pour les applications d'engrenages :

1. Excellentes rigidité et résistance : le POM a un module d'élasticité et de résistance à la traction élevé, lui permettant de résister aux charges nécessaires lors de l'engrènement et de la transmission des engrenages, garantissant un fonctionnement fluide et une résistance à la déformation.

2. Endurance supérieure à la fatigue : le POM présente une résistance exceptionnelle à la fatigue sous des cycles de contrainte répétés, ce qui est crucial pour les engrenages nécessitant un fonctionnement à long terme et à haute fréquence, prolongeant ainsi efficacement la durée de vie.

3. Très faible coefficient de friction et résistance à l'usure exceptionnelle : c'est la caractéristique la plus connue du POM. Ses propriétés autolubrifiantes permettent aux engrenages POM de fonctionner en douceur dans des conditions non lubrifiées ou peu lubrifiées, réduisant ainsi l'usure, réduisant le bruit et permettant un fonctionnement « sans entretien » ou « nécessitant peu d'entretien ».

4. Excellente stabilité dimensionnelle : le POM a une faible absorption d’eau, ce qui signifie que ses dimensions changent très peu dans les environnements humides. Cela garantit une stabilité à long terme de la précision de la transmission, évitant ainsi les problèmes de maillage ou le grippage dus aux fluctuations de l'humidité ambiante.

II. Au-delà de la résistance à l’usure : la valeur profonde du POM dans les engrenages de précision

Si la résistance à l'usure est le « ticket d'entrée » du POM, alors la valeur globale qu'il apporte en matière de conception, d'efficacité et de coût est son « atout ».

• Allègement et réduction du bruit : la densité du POM n'est que d'environ un septième de celle de l'acier, réduisant considérablement la masse d'inertie des pièces mobiles, permettant une réponse à grande vitesse et un allègement global de l'équipement. De plus, ses caractéristiques polymères absorbent efficacement les vibrations et les chocs, ce qui permet un fonctionnement beaucoup plus silencieux que les engrenages métalliques. Cela le rend idéal pour les applications exigeant un faible bruit, telles que les équipements de bureau, les appareils électroménagers et les intérieurs automobiles.

• Liberté de conception et intégration : via le moulage par injection, le POM peut facilement être façonné en formes complexes, créant des composants d'engrenage intégrés avec des moyeux ou des bagues, ou même combinant l'engrenage avec d'autres pièces fonctionnelles en une seule pièce. Cela réduit considérablement le nombre de pièces, simplifie les processus d’assemblage et réduit les coûts globaux.

• Résistance chimique et fonctionnement sans huile : le POM présente une bonne résistance à la plupart des solvants organiques, huiles et graisses. Cela permet aux engrenages POM de fonctionner de manière fiable dans des environnements exposés à des lubrifiants ou à des produits chimiques spécifiques. Sa nature autolubrifiante en fait le choix privilégié dans les secteurs où la contamination par les huiles doit être évitée, tels que l'alimentation, le médical et l'emballage.

III. À la recherche de l'excellence : les solutions POM hautes performances de Weisa Tech avec les plus grandes entreprises chimiques mondiales

En tant que fournisseur professionnel de plastiques techniques, Shanghai Weisa Plastic Technology Co., Ltd. comprend que même si la résine de base POM fonctionne bien, des matériaux modifiés hautes performances sont nécessaires pour des applications spécifiques exigeantes. Nous collaborons en étroite collaboration avec de grandes entreprises chimiques mondiales telles que BASF et SABIC pour fournir à nos clients des solutions POM améliorées :

BASF :

1. BASF Ultraform® POM

• Résistance chimique et fonctionnement sans huile : le POM présente une bonne résistance à la plupart des solvants organiques, huiles et graisses. Cela permet aux engrenages POM de fonctionner de manière fiable dans des environnements exposés à des lubrifiants ou à des produits chimiques spécifiques. Sa nature autolubrifiante en fait le choix privilégié dans les secteurs où la contamination par les huiles doit être évitée, tels que l'alimentation, le médical et l'emballage.

2. Série de lubrification BASF Ultraform®

Pour faire face à des conditions de fonctionnement extrêmes telles que des vitesses de rotation élevées, des charges lourdes ou une lubrification absolument sans huile, la résistance à l'usure de base doit être encore améliorée. À cette fin, BASF propose des qualités spécialisées Ultraform® lubrifiées intérieurement. Cette série incorpore uniformément des lubrifiants spéciaux (par exemple, PTFE, huile de silicone), réduisant considérablement le coefficient de friction et le taux d’usure du matériau. Par exemple, des qualités telles que l'Ultraform® H 4320 PVX sont spécialement conçues pour relever des défis difficiles tels que les valeurs PV (pression-vitesse) élevées, empêchant efficacement le grippage des engrenages ou l'usure anormale dans des conditions exigeantes. Cela garantit une efficacité de transmission maximale et une durée de vie prolongée, ce qui en fait un choix idéal pour des applications telles que les systèmes de verrouillage de porte automobile et les outils électriques hautes performances.

3. Grades fonctionnels renforcés et spéciaux : répondre à des besoins complets

En plus de ses excellentes séries d'homopolymères et de lubrification, BASF propose également des matériaux POM fonctionnels renforcés et spéciaux grâce à des technologies de modification innovantes, répondant pleinement aux divers besoins de conception d'engrenages :

o Nuances renforcées de fibre de verre : tout en conservant les principaux avantages du POM, ces qualités améliorent considérablement la rigidité et la résistance, tout en améliorant considérablement la résistance au fluage et à la chaleur. Ils conviennent aux composants d'engrenages nécessitant une rigidité structurelle extrêmement élevée.

o Qualités antistatiques/conductrices : en ajoutant des additifs spéciaux, ces qualités éliminent efficacement l'accumulation d'électricité statique pendant le fonctionnement des engrenages, empêchant ainsi les interférences électrostatiques ou l'adsorption de poussière. Ils conviennent parfaitement aux équipements bureautiques tels que les photocopieurs et les imprimantes.

o Qualités à haut débit : optimisées pour la fluidité à l'état fondu, ces qualités remplissent parfaitement les moules à micro-engrenages à parois ultra fines ou très complexes, garantissant une densité uniforme et une faible contrainte interne dans les pièces moulées. Cela garantit la précision dimensionnelle et la durabilité des micro-engrenages.

SABIC :

SABIC LEXAN™ POM (anciennement SABIC® POM) :SABIC propose une variété de qualités POM améliorées. Par exemple, le POM renforcé de fibres de verre améliore considérablement la résistance à la chaleur et au fluage tout en conservant une bonne rigidité. Le POM rempli d'huile, avec ses lubrifiants intégrés, assure une autolubrification à vie des engrenages, ce qui le rend particulièrement adapté aux systèmes de microtransmission entièrement étanches où la graisse ne peut pas être reconstituée.

IV. Conclusion

Dans le monde des engrenages de précision, le POM a depuis longtemps transcendé l'étiquette simpliste de « substitut du métal ». Il représente une philosophie de sélection de matériaux plus intelligente, plus économique et plus efficace. Des systèmes de verrouillage de porte automobile aux entraînements de rouleaux d'imprimante en passant par les microtransmissions dans les appareils domestiques intelligents, les engrenages POM pilotent silencieusement et avec précision divers aspects de la vie moderne.