Il presente articolo studia la possibilità di utilizzare un inserto metallico in ingranaggi in polimero per migliorare il loro comportamento termico e ridurre la temperatura nella struttura.

Criticità legate al polimero

L’utilizzo di ingranaggi in polimero è un tema di grande interesse. I vantaggi rispetto al metallo sono in primis prezzo e possibilità di operare in assenza di lubrificazione, fattore determinanti in molti settori come stampanti, industria alimentare…

Gli ingranaggi in polimero sono più leggeri di quelli in acciaio, possono essere molto più efficienti e ridurre al contempo l’emissione acustica. Tuttavia, in accordo a quanto si trova in letteratura, la maggiore limitazione al loro utilizzo è rappresentata da problemi di tipo termico.

Una limitazione importante, comune a diversi materiali per ingranaggi polimerici (come poliacetilato e poliammide) è la loro bassa conduttività termica. Questa può essere migliorata utilizzando additivi come fibre, nanotubi di carbonio o grafene. L’impiego di suddetti additivi deve essere opportunamente bilanciato per assicurare che, oltre ad un miglioramento delle proprietà termiche, non vi sia un peggioramento delle prestazioni tribologiche (coefficiente di attrito e usura), che diminuirebbero in questo modo il beneficio principale, ovvero la loro capacità di auto-lubrificazione. Tuttavia, sebbene a costi maggiori, esistono soluzioni molto performanti come POM, poliammide o polieteretiletere (PEEK) che presentano una maggiore capacità termica.

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Fonte: Meccanica News