Acétal, Delrin AF et PTFE :matériaux de roulement en plastique

Trois des plastiques les plus utiles pour la fabrication de roulements sont l'acétal, le Delrin AF® et le PTFE. L'acétal et le Delrin AF® sont tous deux des thermoplastiques; ce qui signifie que ces matériaux peuvent être chauffés sous une forme liquide puis refroidis en un solide conservant la forme soit de la buse d'extrusion, soit du moule utilisé pour la façonner. Le PTFE a la constante de friction la plus faible de toutes les matières plastiques. Ce n'est pas un thermoplastique mais il peut être extrudé. Ces matériaux sont idéaux pour une utilisation dans des applications où l'action de glissement des pièces est nécessaire pour des éléments tels que les paliers lisses, les engrenages et les plaques coulissantes.

L'acétal ou polyoxyméthylène (POM) est un type de thermoplastique semi-cristallin et non amorphe. Delrin®, qui est le nom commercial de DuPont pour l'acétal, est un homopolymère. Il existe en noir et en blanc. Une différence importante entre l'acétal et la résine homopolymère Delrin est que l'acétal a tendance à avoir une porosité centrale. Dans une dalle ou une feuille, elle apparaîtra sous la forme d'une bande blanche au milieu d'une feuille de matériau moulée. Les deux matériaux sont conformes aux normes FDA ou 3A (produits laitiers).

Le Delrin a un point de fusion de 175°C. Le copolymère POM a un point de fusion légèrement inférieur de 162-173°C. En général, l'acétal a un très faible coefficient de frottement, ce qui en fait un bon candidat pour la fabrication de roulements légers. Comme indiqué ci-dessus, il existe deux types d'acétal (POM); l'un est un copolymère et l'autre est un homopolymère. Bien que les deux variétés puissent se ressembler et être assez similaires, il existe des différences significatives dans leurs propriétés.

Le copolymère acétal sera plus performant que l'homopolymère dans des domaines tels que les performances thermiques, les chocs, l'usure, la résistance chimique et il a également un taux d'absorption d'eau inférieur. L'acétal homopolymère a une cristallinité élevée, améliorant ainsi sa résistance mécanique et sa résistance au fluage. L'acétal homopolymère est généralement résistant à une large gamme de solvants et de produits chimiques courants, mais ne fonctionne pas bien lorsqu'il est exposé à des agents oxydants et à des acides forts. Le copolymère acétal est utilisé plus souvent que l'homopolymère acétal dans les robinets, les roues à aubes, les tiges de valeur, les valeurs, les vapeurs de valeur et les pièces de pompe; en bref, partout où l'humidité est présente. L'acétal ou le POM a une résistance et une dureté élevées et maintient la rigidité jusqu'à -40°C.

Delrin AF est une combinaison de fibres PTFE fluorocarbonées orientées à 10-25% uniformément dispersées dans une résine acétal/Delrin. Le produit résultant est celui qui possède la résistance, la ténacité et la stabilité dimensionnelle de l'acétal avec les propriétés supplémentaires du PTFE, qui est l'un des matériaux solides les plus glissants au monde. En fait, le PTFE, communément appelé Teflon®, est utilisé comme matériau antiadhésif sur les ustensiles de cuisine. Lorsqu'une longue usure et une faible friction sont nécessaires dans une application, les roulements en Delrin AF supportent des charges de fonctionnement élevées à des vitesses élevées et présentent peu d'usure.

Ces roulements non lubrifiés sont également exempts de comportement de glissement car les coefficients de frottement statique et dynamique sont égaux. Le glissement est le mouvement saccadé spontané qui peut se produire lorsque deux surfaces se collent et glissent alternativement l'une sur l'autre avec le changement correspondant de la force de friction. Le stick-slip peut être comparé le plus simplement aux failles sismiques actives où les tremblements de terre sont générés pendant les périodes de glissements rapides. Les paliers à friction en PTFE ne nécessitent aucun entretien, tout comme les paliers en PTFE lubrifiés. Aucune lubrification supplémentaire n'est nécessaire. De plus, le PTFE a l'une des températures de service continu les plus élevées parmi le plastique.

Ces matériaux sont utilisés dans de minuscules engrenages en plastique dans les montres, les buses de tuyau d'arrosage, les poignées de couteau, les pièces de pompe, les fermetures à glissière, les roulements à billes, les attaches et les fixations de ski ainsi que les médiators et de nombreuses autres applications diverses.

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