Materiali plastici autolubrificanti

I LATILUB sono materiali costituiti da una matrice polimerica nella quale sono dispersi specifici additivi aventi il compito di ridurre fenomeni di attrito e usura generati dal movimento relativo fra due o più parti in contatto.  Le formule dei LATILUB sono progettate per assicurare un funzionamento corretto senza ricorrere a lubrificanti esterni, es. olio o grasso.

Ovunque vi siano problemi di attrito e usura: Ingranaggi e ruote dentate, boccole, bronzine, piani di scorrimento, guide lineari, camme, perni, elementi meccanici per automazione, automotive, pompe, valvole, componenti in contatto con acqua, parti in plastica in accoppiamento con metallo.

Si tratta di due fenomeni differenti alla cui origine vi sono alcune cause comuni, per esempio eventi di micro-adesione superficiale fra i materiali degli elementi in movimento relativo. La gestione di attrito e usura richiede però un approccio specifico e ottimizzato per il problema da risolvere.

È fondamentale individuare non solo la temperatura di lavoro, ma anche le condizioni di pressione locale e velocità relativa che caratterizzeranno il funzionamento dell’applicazione. In base allo scenario d’impiego si potrà selezionare la resina, l’eventuale rinforzo ma soprattutto il sistema autolubrificante più corretto.

LATI ha messo a punto un sistema autolubrificante molto efficace basato su diversi additivi alternativi, fra i quali il polietilene a peso molecolare ultra-elevato (UHMWPE), un polimero avanzato che prende il posto del PTFE in formulazioni sviluppate su matrici trasformabili fino a 300°C, per esempio PA6, PA66, PPS. La proposta LATILUB PTFE-free è in continua evoluzione, contattate i nostri tecnici per ulteriori approfondimenti.

A parità di finitura superficiale è possibile individuare, almeno a grandi linee, nel PTFE l’additivo autolubrificante più efficace per ridurre l’attrito e nelle fibre aramidiche la miglior soluzione per problemi di usura abrasiva. La grafite è un’ottima proposta per elementi autolubrificanti molto stabili dimensionalmente, anche in contatto con acqua. Il bisolfuro di molibdeno permette di ridurre l’attrito anche in compound rinforzati per applicazioni sensibili al costo finale.

I LATILUB sono progettati per funzionare in assenza di lubrificazione esterna. Ciò significa che non sarà necessaria la manutenzione del meato lubrificante e che quindi le prestazioni del sistema saranno costanti nel tempo. Inoltre, non si verificheranno i problemi di accumulo di sporco e di conseguente cattivo funzionamento generati dalla polvere catturata da olio e grasso.

In entrambi i casi si tratta di dati ricavati con misure semi-empiriche che simulano condizioni di funzionamento piuttosto circoscritte. È quindi consigliabile consultare questi fattori possibilmente a parità di condizioni di prova e per confronto fra prodotti diversi. Andrebbe invece evitata l’adozione di questi valori come specifiche di progetto.

Certamente. Le soluzioni più performanti dal punto di vista tribologico, per esempio PTFE e fibre aramidiche, funzionano egregiamente anche in matrici che si trasformano a temperature molto elevate e funzionano anche oltre i 200°C come PPS, PPA e PEEK.

È possibile assicurare una riduzione del coefficiente d’attrito e del fattore d’usura anche in compound rinforzati con percentuali importanti di fibra di vetro e di carbonio perfettamente adatti per progetti di metal replacement. Interessanti le soluzioni proposte su base PP, PA, PPS e PEEK. Attenzione: la presenza di fibre può promuovere usura abrasiva sulle controparti metalliche. L’eventuale particolato di vetro e carbonio può poi formare morchie molto abrasive in presenza di grasso o olio. Questi materiali vanno quindi valutati con attenzione prima di deciderne l’impiego.

Tutti i materiali LATI sono progettati per ridurre al minimo effetti negativi sull’attrezzatura. Le fibre di carbonio sono potenzialmente molto abrasive e il PTFE tende a formare deposito e a promuovere corrosione se plastificato a temperature superiori ai 300°C. Il problema viene gestito adottando acciai opportuni e condizioni di trasformazione corrette.