Les opérations de traitement des métaux exposent les outils et les composants à des conditions difficiles qui dépassent les capacités de la plupart des plastiques. Les polymères à ultra hautes performances de Drake sont l’exception, avec des décennies de succès dans la fourniture de solutions aux défis difficiles de cette industrie.
Options de matériaux haute performance pour un environnement de travail difficile
Les matériaux des composants utilisés dans les machines de production et les outils de formage, de finition et de découpe au plasma doivent résister à des environnements et des conditions de fonctionnement extrêmement difficiles. La résilience et la résistance à la déformation sous des charges très élevées et répétées sont des critères essentiels pour les montages d’emboutissage, de découpe et de formage. La résistance et la rigidité à des températures extrêmement élevées sont essentielles pour les composants des fours de production d’acier. Les torches de coupage plasma génèrent des températures de fonctionnement élevées et subissent des impacts lors d’une utilisation régulière dans les ateliers de fabrication et à l’extérieur dans des conditions de froid extrême. Ces conditions font de la durabilité et de la haute résistance sur une large plage de températures des propriétés essentielles pour les boîtiers et les composants des outils de coupe. Dans tous ces domaines d’application, les matériaux doivent résister à une exposition régulière aux lubrifiants et aux produits chimiques courants dans un environnement de production, sans se corroder ni se fragiliser.
Alors que les avantages inhérents aux plastiques, à savoir la légèreté et l’isolation thermique et électrique, profiteraient à de nombreuses applications dans les machines de production métallique, les outils de coupe et les équipements de formage et de finition, peu d’entre eux peuvent résister aux rigueurs des différents environnements d’exploitation.
Ces conditions d’application difficiles s’accordent toutefois bien avec les profils de propriétés des formes de stock et des pièces usinées en polymère à ultra-haute performance de Drake Plastics. La famille Torlon PAI, composée de produits standard et de produits renforcés par des fibres, associe l’isolation thermique et électrique à la ténacité et à la résistance chimique nécessaires pour les fixations, les isolateurs, les roulements et d’autres composants des équipements de traitement des métaux, des fours de production d’acier aux machines de formage et de finition, en passant par les torches de découpage au plasma.
Haute résistance et isolation pour les composants des fours à arc électrique et des hauts fourneaux
Les matériaux PAI et PEEK de Torlon sont largement utilisés dans le traitement et la fabrication des métaux pour les raccords non conducteurs résistants aux températures élevées, les connecteurs isolants et les roulements. Le rapport poids/résistance ou la résistance spécifique des deux polymères est supérieur à celui de la plupart des métaux. Bien que les deux polymères soient également très stables sur le plan dimensionnel, le Tolron PAI se distingue par un coefficient de dilatation thermique linéaire (CLTE) inférieur, comparable à celui de l’aluminium de qualité aéronautique.
Le PAI de Torlon est unique parmi les thermoplastiques dans sa capacité à maintenir sa résistance structurelle et sa rigidité à des températures très élevées. Dans les opérations de production à chaud, sa température de déformation à chaud supérieure à 277°C et sa résistance au fluage empêchent les composants de se déformer sous des charges élevées. Les propriétés de roulement et d’usure de ce matériau haute performance sont également exceptionnelles.
Ce profil de propriétés a conduit à l’utilisation de différents grades de Torlon PAI pour les composants de fours à arc électrique qui doivent conserver leur résistance et leur rigidité élevées dans l’environnement de fonctionnement à chaud. Par exemple, les raccords de colonne d’électrode en PAI Torlon 5030 usinés avec précision par Drake constituent une solution durable pour répondre aux besoins de résistance et de non-conductivité de ces composants critiques des fours à arc électrique. Également utilisé comme matériau pour les applications de roulement, le PAI Torlon résiste à l’usure et à la déformation sous des charges élevées à des températures de fonctionnement extrêmes associées aux fours électriques à arc.
Les hauts fourneaux représentent un autre domaine d’application exigeant où le Torlon 4203 PAI relève les défis des matériaux utilisés pour les composants critiques.Ce matériau ultra performant combine la haute résistance, la résistance à la déformation sous charge et la stabilité dimensionnelle nécessaires pour résister aux conditions de fonctionnement extrêmes de ce processus de production d’acier. Ses propriétés physiques et thermiques inégalées contribuent à sa spécification pour une gamme d’applications structurelles, portantes et résistantes à l’usure, y compris les joints de hauts fourneaux d’un diamètre allant jusqu’à 30 pieds.
Composants de torche de coupage plasma robustes et résistants à la chaleur
La légèreté, la ténacité, la résistance et la stabilité à des températures de fonctionnement élevées sont autant de facteurs qui expliquent l’utilisation du Torlon PAI, du PEEK renforcé de verre et de l’Ultem 2300 pour les outils de découpe au plasma. Les conditions d’utilisation réelles déterminent lequel de ces thermoplastiques haute performance offre le meilleur équilibre entre performance et coût. Tous les matériaux isolants sont exceptionnellement efficaces pour garantir la non-conductivité thermique et électrique des corps de torches et des raccords.
Les propriétés du Torlon PAI en font un matériau isolant rigide particulièrement intéressant en raison des températures de fonctionnement élevées qu’implique le découpage au plasma. Les embouts de torche usinés en Torlon 4203 PAI et Torlon 5030 PAI, un grade à haute résistance renforcé de 30 % de fibres de verre, restent rigides en raison de la température de déformation thermique inhérente au polymère, qui est de 278 °C (532 °F). Ces deux matériaux assurent l’isolation électrique et thermique ainsi que la résistance aux températures élevées dont ces outils ont besoin près de la pointe de coupe.
Le PEEK renforcé de verre conserve également une résistance et une rigidité élevées à des températures élevées et est souvent spécifié pour les composants isolants. L’Ultem 2300 renforcé de verre, sous la forme du Seamless Tube®, unique et facile à usiner, vient s’ajouter à la liste des matériaux haute performance proposés par Drake pour répondre aux besoins de performance des différentes conceptions de torches de coupage au plasma et aux exigences d’utilisation finale.
Outils et montages de formage et de finition solides et résistants
Les montages, gabarits et outils de formage usinés à partir des semi-produits en PAI Torlon de Drake présentent l’équilibre des propriétés physiques nécessaires pour supporter les charges élevées, les températures et les impacts typiques des opérations de travail des métaux.
Pour le formage et le brunissage CNC à grande vitesse de réflecteurs en alliage d’aluminium filé, les disques de formage en Torlon 4203 PAI présentent un niveau inégalé de résistance à la compression et à l’usure qui contribue à une longue durée de vie de l’outil et à une productivité élevée. La dureté inhérente du Torlon PAI et la surface ultra-lisse obtenue sur les disques usinés permettent d’obtenir une qualité de finition toujours supérieure à celle des matériaux précédemment utilisés pour les outils.
Cette même résistance élevée à la compression, à l’usure et à la dureté de surface est à l’origine de l’utilisation du PAI Torlon 4203L pour les outils de débosselage sans peinture (PDR) utilisés pour réparer les dommages causés à la tôle des véhicules automobiles. Cette méthode peu coûteuse permet d’éviter de repeindre ou de remplacer entièrement les pièces de tôle.
Le PAI Torlon 5030 se caractérise par un module élevé, un faible taux d’expansion similaire à celui de l’aluminium et un faible fluage. Par conséquent, les isolateurs thermiques et électriques, les gabarits, les outils de formage et les composants coulissants usinés à partir des semi-produits en Torlon 5030 de Drake Plastics conservent leur rigidité et leurs dimensions sous charge, même lorsqu’ils sont en contact avec des surfaces chaudes dans le cadre de la production de métal.
Applications typiques : Polymères à ultra-haute performance dans le traitement des métaux
- Les raccords de colonne d’électrode de four électrique et les raccords en Torlon PAI résistent à des charges et des températures élevées, sont non conducteurs et assurent l’isolation thermique.
- Les joints de hauts fourneaux usinés en Torlon PAI et PEEK de Drake résistent à des charges physiques élevées et à des températures de fonctionnement extrêmes.
- Les roulements pour fours électriques et hauts fourneaux fabriqués à partir de grades de roulements Torlon PAI résistent à l’usure et assurent un service à long terme.
- Les pointes et corps d’outils de découpe plasma usinés en Torlon PAI, GF PEEK et Ultem 2300 résistent à la déformation et aux impacts tout en assurant une isolation thermique et électrique.
- Les fixations et les disques de polissage durables en Torlon PAI résistent à l’usure et permettent d’obtenir une qualité de finition de surface élevée.
- Les outils PDR (paintless dent repair ) tirent parti de la dureté, de la rigidité et de la résistance aux chocs du PAI Torlon pour une grande durabilité, une longue durée de vie et des résultats de qualité.
Délai d'exécution rapide pour les pièces de rechange de haute performance
L’inventaire de Drake Plastics comprend une large gamme de semi-produits et de dimensions de ses polymères à très hautes performances. Toutes ces pièces sont disponibles en stock et peuvent être expédiées le jour même pour être usinées en pièces de rechange afin de minimiser les temps d’arrêt de la production et de réduire les problèmes et les coûts d’entretien.
