Gegossene Polyurethan-Elastomere werden häufig in Industriekomponenten eingesetzt, die eine hohe Abriebfestigkeit, mechanische Festigkeit und Elastizität erfordern. Man findet sie häufig in Industrierollen, Antriebsrädern, Förderkomponenten, Dichtungen und anderen Teilen, die ständiger Reibung oder wiederholter mechanischer Belastung ausgesetzt sind.
Im Vergleich zu vielen herkömmlichen Gummimaterialien können Polyurethan-Elastomere eine sinnvolle Kombination aus Verschleißfestigkeit, Belastbarkeit und Belastbarkeit bieten. Ihre Eigenschaften können auch durch Änderung der chemischen Formulierung und des Herstellungsprozesses an unterschiedliche Arbeitsbedingungen angepasst werden.
Zu den häufigsten Anwendungen zählen Industrierollen und -räder. Je nach Ausführung können Polyurethan-Komponenten in Materialtransportgeräten, Produktionslinien, Druckmaschinen und industriellen Transportsystemen eingesetzt werden. Ihre Leistung hängt von Faktoren wie Härte, Belastung, Betriebsgeschwindigkeit, Oberflächenkontakt und Umgebungsbedingungen ab.
Im Bergbau und in der Mineralverarbeitung wird Polyurethan für Siebe, Verschleißplatten, Auskleidungen und andere Komponenten verwendet, die abrasiven Partikeln ausgesetzt sind. Diese Anwendungen erfordern eine sorgfältige Materialauswahl, da die Betriebsumgebung ständigen Stößen, Feuchtigkeit, scharfen Partikeln und wechselnden Temperaturen ausgesetzt sein kann. Eine für eine trockene Industriewalze geeignete Formulierung bietet möglicherweise nicht die gleiche Lebensdauer bei der nassen Mineralverarbeitung.
Die Härte ist ein wichtiger Ausgangspunkt bei der Auswahl eines Polyurethan-Elastomers. Weichere Sorten können Flexibilität und Oberflächenkontakt bieten, während härtere Sorten für Anwendungen geeignet sein können, die eine höhere Verformungsbeständigkeit erfordern. Shore-A- und Shore-D-Skalen werden üblicherweise zur Beschreibung der Härte verwendet, die Ergebnisse der beiden Skalen sollten jedoch nicht als direkt austauschbar betrachtet werden.
Die Härte allein bestimmt nicht die Gesamtleistung einer Komponente. Abriebfestigkeit, Reißfestigkeit, Elastizität, Druckverformungsrest und Hydrolysebeständigkeit können gleichermaßen wichtig sein. Zwei Polyurethan-Materialien mit gleicher Nennhärte können unter tatsächlichen Betriebsbedingungen unterschiedliche Ergebnisse zeigen.
Auch die chemische Struktur des Polyurethans beeinflusst dessen Eignung. Polyurethan auf Polyetherbasis bietet im Allgemeinen eine gute Hydrolysebeständigkeit und eignet sich daher für Anwendungen mit Feuchtigkeit. Polyesterbasiertes Polyurethan kann bei bestimmten mechanischen und Ölbeständigkeitsanforderungen Vorteile bieten. Die geeignete Wahl hängt von der gesamten Betriebsumgebung und den von der fertigen Komponente geforderten Eigenschaften ab.
Beispielsweise können bei einem Polyurethan-Rad, das im Innenbereich verwendet wird, der Rollwiderstand, die Tragfähigkeit und die Verschleißleistung im Vordergrund stehen. Ein Bergbausieb erfordert möglicherweise ein anderes Gleichgewicht zwischen Abriebfestigkeit, Elastizität und Wasserbeständigkeit. Für Dichtungen und Industriewalzen können zusätzliche Anforderungen in Bezug auf chemischen Kontakt, Dimensionsstabilität oder Oberflächenbeschaffenheit gelten.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Fertigungsqualität. Feuchtigkeitskontrolle, Materialtemperatur, Mischen, Entgasen, Formvorbereitung und Aushärtungsbedingungen können sich alle auf das endgültige Bauteil auswirken. Eine schlechte Prozesskontrolle kann zu Blasen, ungleichmäßiger Härte, Oberflächenfehlern oder inkonsistenten mechanischen Eigenschaften führen.
Bei der Beschaffung von gegossenen Polyurethan-Elastomermaterialien sollten Hersteller den Lieferanten praktische Anwendungsdetails zur Verfügung stellen. Dazu können die Komponentenabmessungen, die erforderliche Härte, die Betriebstemperatur, die Arbeitsbelastung, die Kontaktmaterialien, die Einwirkung von Wasser oder Chemikalien sowie die erwarteten Betriebsbedingungen gehören.
Für neue Anwendungen sind Labortests sinnvoll, oft sind jedoch Versuche unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen erforderlich, bevor eine endgültige Sorte ausgewählt wird. Durch die Bewertung der Verschleißleistung und der Lebensdauer können Hersteller vermeiden, dass sie sich bei der Auswahl eines Materials ausschließlich auf den ursprünglichen Kaufpreis stützen.
Gusspolyurethan-Elastomere bieten vielfältige Möglichkeiten für die industrielle Bauteilfertigung. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Materialformulierung an die Anwendung angepasst, der Gießprozess gesteuert und die Leistung unter realistischen Betriebsbedingungen bewertet wird.