De top 5 slijtvaste kunststoffen
Slijtvaste kunststoffen
Slijtvastheid kan ingedeeld worden in twee categorieën: Duurzaam en robuust, of lage wrijving in combinatie met een lange levensduur zoals bijvoorbeeld bij lagers belangrijk is. In het geval van slijtvaste kunststoffen kennen deze vele voordelen ten opzichte van metalen of bronzen equivalenten zoals hoge dynamische belastbaarheid, goede droogloopeigenschappen, gewicht, chemische resistentie en kostprijs. Hierdoor is het in sommige gevallen verstandiger om voor kunststof te kiezen in plaats van metaal.
Hieronder zetten wij de top 5 van slijtvaste kunststoffen en haar karakteristieken op een rij.
1. Polyamide (PA)
Polyamide (PA) ook wel Nylon genoemd, is één van de meest gebruikte slijtvaste kunststoffen. Zo wordt het in het productieproces veel gebruikt voor het vervaardigen van slijtplaten, tandwielen en glijlagers. Het materiaal kent een relatief hoge stijfheid en is uitstekend geschikt voor zware dynamisch belastingen en een goed trilling dempend vermogen. Het temperatuurbereik ligt tussen -40° tot +100°C. Bovendien zal Polyamide niet snel verouderen en zijn de meeste varianten bestand tegen hoge tempraturen.
Doordat PA in vele varianten met specifieke toevoegingen beschikbaar is, is dit een breed inzetbaar materiaal voor een verscheidenheid aan toepassingen. In de semicon-industrie wordt PA regelmatig toegepast in mechanische onderdelen die dynamische belasting combineren met de eis van laag deeltjesverlies. De meest gebruikte varianten zijn: PA6G, PA6 MoS2, PA12, PA glas gevuld (PA6 GF30), PA carbon gevuld (PA6 CF20), PA olie gevuld.
2. HMPE (Werkstoff-S)
Hoogmoleculair Polyetheen ofwel HMPE wordt veel gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie. Dit slijtvaste materiaal met een relatief lage wrijvingscoëfficiënt kan geleverd worden met een voedselveiligheidsverklaring en is daarom veilig te gebruiken in processen waarin het in direct contact komt met voedingsmiddelen.
Bovendien neemt HMPE ten opzichte van bijvoorbeeld PA/Nylon geen vocht op. Bij het toepassen moet wel rekening worden gehouden dat ten gevolge van de wrijving geen al te hoge (<80°C) temperaturen kunnen ontstaan.
Er zijn verschillende varianten van HMPE, waaronder HMPE-500 en 1000. Deze laatste is zeer bekend onder de merknaam ’Werkstof-S’ en is nog slijtvaster dan HMPE 500. Het kan daarom zelfs onder de meest veeleisende omstandigheden worden gebruikt en bij extreem lage temperaturen tot zelfs -200°C. Ook laat HMPE-1000 nauwelijks andere materialen aan zich hechten. Naast de voedingsmiddelenindustrie wordt HMPE ingezet in geleidingscomponenten waar lage wrijving en minimale deeltjesvorming van belang zijn, zoals in cleanroom-omgevingen.
3. POM
Net als nylon ofwel polyamide is POM een veel gebruikte slijtvaste kunststof. Het materiaal is ook bekend onder de namen Delrin en Polyacetaal. POM is veel minder slijtvast dan Nylon en Arnite en wordt daarom vooral gebruikt voor het vervaardigen van zeer nauwkeurige onderdelen die minder belasting moeten ondergaan.
POM is licht in gewicht, maatvast, verkleurt niet en is goed geschikt voor het maken van nauwkeurige onderdelen. De slijtvastheid is echter beperkt, waardoor het materiaal meer als gewone constructie kunststof gezien moet worden. Voor onderdelen in analytische apparatuur, waar maatvastheid zwaarder weegt dan slijtvastheid, is POM een veelgebruikte keuzen. De meest gebruikte POM varianten zijn:
- POM-C
- POM met 10% PTFE
- POM MoS2
- POM ELS (elektrisch geleidend)
4. PETP (Arnite)
Polyetheenterephtalaat, ook wel PETP kunststof of Arnite genoemd, is minder bekend maar zeker niet van mindere kwaliteit of minder toepasbaar. PETP is slijtvast, kruipvast, hard en heeft een lage vochtopname. Dit maakt het zeer geschikt voor toepassingen waarbij complexe onderdelen nodig zijn in combinatie met de strengste eisen op het gebied van dimensionale nauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit.
Bij het toepassen van PETP moet er rekening mee worden gehouden dat, door de extreme hardheid van het materiaal, het brosser is en stotende belasting daarom vermeden moet worden. Het is langdurig bestand tegen temperaturen tot 110°C en geschikt voor toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie. De combinatie van dimensionale nauwkeurigheid en lage vochtopname maakt PETP geschikt voor precisieonderdelen in metrologie- en analytische toepassingen.
5. PEEK
Polyetheretherketone (PEEK) is een hoogwaardig thermoplastisch materiaal dat een uitstekende keuze is voor veeleisende toepassingen en kent een uitstekende weerstand tegen slijtage. Het is bestand tegen hoge temperaturen en tegen chemicaliën en straling. PEEK kan continu worden gebruikt bij bedrijfstemperaturen tot 250 °C. Verder kan het worden toegepast in heet water of stoom zonder afbreuk te doen aan de fysieke eigenschappen.
PEEK is goed te verspanen kent een uitzonderlijke sterkte, maatvastheid en stijfheid. Vanwege zijn hoge prestaties wordt PEEK gebruikt in veel uitdagende omgevingen in de medische, nucleaire, chemische verwerkings- en lucht- en ruimtevaartindustrie. Ook zijn er diverse soorten PEEK op de markt die een gemodificeerde samenstelling hebben voor een specifieke toepassing. De meest gebruikte varianten zijn: PEEK BG (Speciale lager kwaliteit), PEEK TF 10 (zeer goede glij- en slijtvastheid eigenschappen), PEEK glas gevuld (PEEK GF 30), PEEK koolstofvezel gevuld (PEEK CF 30).
De eigenschappen en toepassingen van de slijtvaste kunststoffen vergeleken
| Materiaal | Max. bedrijfstemperatuur | Slijtvastheid | Typische toepassing |
|---|---|---|---|
| Polyamide (PA) | -40°C tot +100°C | Hoog, goed dempend vermogen | Slijtplaten, tandwielen, glijlagers |
| HMPE | tot -200°C, wrijving beperkt tot < 80°C | Zeer hoog, lage wrijvingscoëfficiënt | Voedingsmiddelenindustrie, geleiders |
| POM | Standaard constructietoepassingen | Beperkt t.o.v. PA | Nauwkeurige onderdelen met lagere belasting |
| PETP | Tot 110°C | Hoog, kruipvast | Complexe onderdelen met strenge maatvoering |
| Peek | Tot 250°C | Zeer hoog, ook bij hoge temperatuur | Medische, nucleaire, chemische en lucht-/ruimtevaarttoepassingen |
Slijtvaste kunststof laten verspanen
Nadat het juiste materiaal is bepaald, is de volgende stap de vertaling naar een nauwkeurig onderdeel. BKB Precision verspaant slijtvaste kunststoffen zoals PA, HMPE, POM, PETP en PEEK tot op 3 μm nauwkeurig, van prototype tot middelgrote series. Doordat materiaalkeuze en verspaning onder één dak plaatsvinden, blijft de tolerantie behouden die nodig is voor toepassingen in onder meer de semicon-, medische en analytische industrie.
Benieuwd welke slijtvaste kunststof het beste past bij uw specifieke toepassing en tolerantie-eisen? Neem contact op of bekijk onze mogelijkheden voor kunststof CNC-verspanen.
Meestgestelde vragen over slijtvaste kunststoffen
PEEK en HMPE behoren tot de meest slijtvaste kunststoffen. PEEK behoudt ijn slijtvastheid ook bij hoge bedrijfstemperaturen tot 250°C, terwijl HMPE opvalt door een zeer lage wrijvingscoëfficient en inzetbaarheid tot -200°C. Welke van de twee het meest geschikt is, hangt af van de toepassing: PEEK voor hoge temperaturen en chemische belasting, HMPE voor lage wrijving en lage temperaturen.
Polyamide is slijtvaster dan POM en beter bestand tegen dynamische belasting en trillingen. POM is minder slijtvast, maar uitstekend maatvast en daardoor geschikter voor nauwkeurige onderdelen die minder belasting ondergaan.
HMPE en POM worden veel toegepast in de voedingsmiddelenindustrie, zijn leverbaar met een voedselveiligheidsverklaring en nemen geen vocht op.
Dit verschilt sterk per materiaal: Polyamide is inzetbaar tussen -40°C en +100°C, HMPE tot -200°C, PETP tot 110°C en PEEK tot 250°C.
Slijtvaste kunststoffen bieden voordelen ten opzichte van metalen of bronzen equivalenten, zoals een hoge dynamische belastbaarheid, goede droogloopeigenschappen, lager gewicht, chemische resistentie en een lagere kostprijs.