A pesquisa e aplicação de engrenagens plásticas receberam atenção e desenvolvimento extensos nos últimos anos. As engrenagens plásticas são amplamente utilizadas em vários campos, incluindo automotivo, aeroespacial, equipamentos eletrônicos, eletrodomésticos e dispositivos médicos, devido às suas vantagens de peso leve, baixo ruído, baixo custo e facilidade de produção em massa.
Seleção e propriedades de materiais
As engrenagens plásticas geralmente são feitas a partir de uma variedade de plásticos de engenharia, como polioximetileno (POM), nylon (PA), policarbonato (PC) e poliamida (PA66). Esses materiais têm características diferentes, por exemplo, o POM possui boa resistência química e força mecânica, enquanto o nylon é amplamente utilizado por suas propriedades auto-lubrificantes e resistência ao impacto.
Poloximetileno (POM): possui boa capacidade de carga e estabilidade química, adequada para aplicações que requerem alta resistência e resistência ao desgaste.
Nylon (PA66): Excelente resistência ao impacto e resistência à abrasão, mas alta absorção de água, geralmente usada em aplicações que requerem estabilidade de alta dimensão.
Policarbonato (PC): alta resistência e boa tenacidade, adequada para engrenagens que requerem alta resistência e resistência ao impacto.
Poliamida (PA): Também conhecida como nylon, com boas propriedades mecânicas e resistência ao desgaste, comumente usada na fabricação de brinquedos.
Éter de polifenileno (Peek): alta resistência a química e resistência química, ideal para engrenagens de alto desempenho.
Embora as engrenagens plásticas tenham um bom desempenho em algumas aplicações, sua baixa resistência mecânica, alto coeficiente de expansão térmica e baixa estabilidade dimensional limitam seu uso em cargas mais altas e aplicações de precisão mais alta. Para melhorar esses problemas, os pesquisadores melhoraram a força e a estabilidade térmica das engrenagens plásticas, adicionando materiais de reforço, como fibras de vidro e fibras de carbono.
Processos de fabricação e tecnologias de moldagem
As engrenagens plásticas são fabricadas por uma variedade de métodos, incluindo moldagem por injeção, impressão 3D e moldagem usinada. A moldagem por injeção é de longe o método de fabricação mais comumente usado, pois permite a produção em massa e é mais barato. No entanto, o encolhimento não linear do molde e os problemas de resfriamento e dissipação de calor durante a moldagem por injeção podem afetar a precisão dimensional e a qualidade da superfície das engrenagens; portanto, são necessárias simulação numérica e otimização dos parâmetros do processo para resolver esses problemas.
Áreas de aplicação e perspectivas de mercado
As engrenagens plásticas são especialmente valorizadas na indústria automotiva, onde sua aplicação em componentes como transmissões, motores e bloqueios reduz significativamente a vibração e o ruído e melhora a eficiência da transmissão. Com a tendência da indústria automotiva em direção ao desenvolvimento inteligente e leve, o escopo da aplicação de engrenagens plásticas deve se expandir ainda mais.
No campo dos equipamentos médicos, as engrenagens plásticas também estão substituindo gradualmente as engrenagens de metal tradicionais devido às suas propriedades com baixo ruído, auto-lubrificante e resistente à corrosão, especialmente em aplicações que requerem alta precisão e baixo ruído.
Direção de pesquisa e perspectivas futuras
No futuro, a pesquisa sobre engrenagens plásticas continuará se concentrando em melhorar seu desempenho abrangente, incluindo o aprimoramento de sua capacidade de carga e vida útil através da aplicação de novos materiais, processos aprimorados de design e fabricação. Além disso, com o desenvolvimento de novos veículos e robótica, os requisitos de precisão e força para engrenagens plásticas também estão aumentando, o que promoverá o progresso das tecnologias relacionadas.
Como material alternativo leve, econômico e ambientalmente amigável, as engrenagens de plástico desempenham um papel cada vez mais importante na indústria moderna. Com o progresso contínuo da tecnologia e o crescimento da demanda do mercado, a perspectiva de aplicação de engrenagens plásticas será mais ampla.
