POM plast

POM je semikrystalický konstrukční termoplast určený pro výrobu přesných, mechanicky namáhaných a pohyblivých součástí. V porovnání s běžnými plasty nabízí vysokou tuhost, pevnost, povrchovou tvrdost a odolnost proti únavovému namáhání.

Nízká absorpce vlhkosti přispívá k dobré rozměrové stabilitě. Na rozdíl od polyamidu PA6 se rozměry a mechanické vlastnosti POM při běžných změnách vzdušné vlhkosti mění pouze omezeně. Díky tomu je materiál vhodný pro součásti s přesnými tolerancemi, malé mechanismy, ozubená kola, vodicí elementy nebo prvky měřicí techniky.

POM má také dobré kluzné vlastnosti, nízký součinitel tření a vysokou odolnost proti opotřebení. Uplatňuje se proto v pohyblivých mechanismech, které pracují s omezeným mazáním nebo zcela bez něj. Pro zvlášť náročné kluzné aplikace jsou dostupné modifikace s PTFE a dalšími mazacími přísadami.

POM-C – polyacetal kopolymer

POM-C je kopolymerní varianta polyacetalu a představuje nejčastěji používaný typ POM ve formě obráběných polotovarů. Nabízí vyváženou kombinaci pevnosti, houževnatosti, rozměrové stability, chemické odolnosti a snadné obrobitelnosti.

Ve srovnání s POM-H má POM-C zpravidla lepší odolnost proti působení chemikálií, horké vody a hydrolýze. Rovněž má nižší sklon ke vzniku středové pórovitosti u rozměrnějších polotovarů. Díky tomu se používá pro přesné obráběné díly, součásti armatur, čerpadel, potravinářských zařízení a mechanismů pracujících ve vlhkém prostředí.

Z materiálu POM-C se běžně vyrábějí:

• ozubená kola,
• vodicí lišty a kameny,
• kluzná pouzdra,
• válečky a kladky,
• písty a ventilové díly,
• tělesa armatur,
• příruby a distanční prvky,
• přesné konstrukční součásti.

Standardní POM-C je vhodný pro většinu obecných strojírenských aplikací. V případě speciálních požadavků lze zvolit potravinářské, antistatické, vodivé, detekovatelné, skelnými vlákny vyztužené nebo kluzně modifikované provedení.

POM-H – polyacetal homopolymer

POM-H je homopolymerní varianta polyacetalu. Ve srovnání s POM-C zpravidla nabízí vyšší pevnost, tuhost, tvrdost a odolnost proti únavovému namáhání. Je vhodný především pro mechanicky silně zatížené součásti, u kterých je důležitá vysoká únosnost a zachování přesného tvaru.

POM-H se používá například pro:

• silně namáhaná ozubená kola,
• přesná ložiska a pouzdra,
• západky a pružné mechanismy,
• vačky,
• spojovací prvky,
• součásti čerpadel,
• přesné konstrukční díly.

Známým obchodním názvem POM-H je Delrin. Výrobce materiálu uvádí u homopolymeru oproti běžným kopolymerům vyšší úroveň mechanické pevnosti, tuhosti a houževnatosti.

POM-H však může být citlivější na dlouhodobý kontakt s horkou vodou, párou, silnými zásadami a některými chemickými látkami. Při výběru je proto nutné zohlednit nejen zatížení, ale také provozní médium a teplotu.

Rozměrová stabilita a nízká nasákavost

Jednou z hlavních výhod POM je nízká absorpce vody a vzdušné vlhkosti. Materiál si díky tomu zachovává stabilní rozměry i v prostředí, kde by polyamidy mohly bobtnat nebo měnit mechanické vlastnosti.

POM je vhodný pro výrobu přesných dílů s malými tolerancemi, například:

• dávkovacích pístů,
• přesných pouzder,
• vodicích kamenů,
• měřicích přípravků,
• ventilových součástí,
• ozubených kol,
• mechanických dorazů.

Při návrhu je přesto nutné počítat s tepelnou roztažností, která je vyšší než u kovových materiálů. Rozměry součásti je proto nutné posuzovat s ohledem na skutečnou provozní teplotu.

Kluzné vlastnosti a odolnost proti opotřebení

POM má nízký součinitel tření a dobrou odolnost proti adhezivnímu i abrazivnímu opotřebení. Vhodný je pro součásti vykonávající rotační, kývavý nebo přímočarý pohyb.

Používá se například pro kluzná ložiska, ozubená kola, vodicí lišty, řetězová vedení, válečky a kladky. Díky podobným hodnotám statického a dynamického tření má materiál nízký sklon k nežádoucímu trhavému pohybu typu stick-slip.

Pro aplikace s vyšší rychlostí, zatížením nebo požadavkem na provoz bez mazání lze použít POM s PTFE, silikonovým olejem nebo jinou kluznou přísadou. Tyto modifikace mohou snižovat tření, zahřívání a rychlost opotřebení. Výrobci nabízejí jak standardní, tak skelnými vlákny vyztužené a PTFE modifikované varianty určené pro ložiska a kluzné plochy.

Chemická odolnost POM

POM dobře odolává minerálním olejům, tukům, palivům, alkoholům, slabým zásadám a mnoha organickým rozpouštědlům. Díky tomu se používá v automobilovém průmyslu, hydraulice, pneumatice, výrobě čerpadel a v zařízeních přicházejících do kontaktu s mazivy.

Omezenou odolnost má zejména vůči:

• silným kyselinám,
• silným oxidačním látkám,
• některým chlorovaným chemikáliím,
• dlouhodobému působení páry,
• velmi horké vodě v závislosti na typu materiálu.

POM-C má obecně lepší chemickou odolnost než POM-H. V agresivním prostředí je však vždy nutné ověřit vhodnost materiálu podle koncentrace média, provozní teploty, mechanického zatížení a délky expozice.

Teplotní odolnost POM

Standardní POM lze dlouhodobě používat přibližně v rozsahu od −50 do +100 °C. Přesný teplotní rozsah se liší podle konkrétního typu, výrobce, mechanického zatížení a provozního prostředí.

Při krátkodobém použití může materiál odolávat vyšším teplotám, ale s rostoucí teplotou klesá jeho pevnost, tuhost a únosnost. U součástí vystavených dlouhodobému zatížení, horké vodě nebo vysokému tření je proto nutné vycházet z technického listu konkrétního materiálu.

Pro dlouhodobý provoz ve vodě může být doporučená maximální teplota nižší než při použití v suchém prostředí. Technická dokumentace kopolymerního POM například uvádí pro trvalý provoz ve vodě nižší doporučenou teplotu než pro krátkodobou expozici.

POM vyztužený skelnými vlákny

POM se skelnými vlákny nabízí vyšší tuhost, pevnost a rozměrovou stabilitu při mechanickém zatížení. Běžně se používají například materiály s přibližně 20 až 30 % skelných vláken.

Tato modifikace je vhodná pro:

• nosné konstrukční díly,
• držáky,
• přesná tělesa,
• součásti zatížené tlakem,
• díly s požadavkem na omezenou deformaci,
• komponenty pracující při zvýšené teplotě.

Skelná vlákna však snižují houževnatost a mohou působit abrazivně na protilehlou kluznou plochu. Vyztužený POM proto nemusí být optimální volbou pro běžná kluzná pouzdra nebo měkké kovové hřídele. POM-C s přibližně 25 % skelných vláken je dostupný jako standardní technická modifikace.

POM s PTFE a kluznými přísadami

Přidáním PTFE nebo jiných mazacích složek lze dále zlepšit kluzné vlastnosti POM. Tyto varianty mají nižší součinitel tření a mohou dosahovat delší životnosti při provozu bez mazání.

Používají se pro:

• kluzná pouzdra,
• ložiskové segmenty,
• vodicí prvky,
• přesuvné mechanismy,
• vačky,
• ozubená kola,
• součásti dávkovacích a balicích strojů.

Volba konkrétní modifikace musí vycházet z kombinace zatížení, rychlosti, teploty a materiálu protilehlé plochy. Samotné označení „POM s PTFE“ nezaručuje vhodnost pro všechny kluzné aplikace.

POM pro potravinářství

Vybrané typy POM-C a POM-H jsou dostupné v provedení vhodném pro přímý kontakt s potravinami. Používají se zejména pro přesné součásti potravinářských, balicích a plnicích linek.

Typické aplikace zahrnují:

• ozubená kola,
• hvězdice plnicích linek,
• dávkovací písty,
• vodicí prvky,
• šneky,
• válečky,
• stěrky,
• ventilové díly.

Vhodnost pro kontakt s potravinami musí být doložena prohlášením o shodě konkrétního materiálu. Certifikace se může vztahovat pouze na určité barvy, teploty, typy potravin nebo dobu kontaktu. Výrobci POM nabízejí speciální materiály formulované pro potravinářské aplikace.

Detekovatelný POM

Pro potravinářské a farmaceutické provozy jsou dostupné opticky nebo kovově detekovatelné varianty POM. Nejčastěji mají modrou barvu, která usnadňuje jejich vizuální rozpoznání v potravinách.

Detekovatelný POM se používá pro součásti, u kterých existuje riziko mechanického poškození a oddělení části materiálu. Může jít například o vodicí prvky, stěrky, ozubená kola, držáky, pouzdra nebo dávkovací díly.

Konkrétní detekovatelnost závisí na velikosti částice, nastavení kontrolního zařízení a vlastnostech zpracovávaného produktu. Musí být proto ověřena přímo na dané výrobní lince.

Antistatický, ESD a vodivý POM

Standardní POM je elektricky izolační materiál. V některých provozech však může být nežádoucí hromadění elektrostatického náboje. Pro tyto případy jsou dostupné antistatické, elektrostaticky disipativní a elektricky vodivé varianty.

Tyto materiály se využívají například v:

• elektronickém průmyslu,
• automatizaci,
• výrobě polovodičů,
• dopravníkové technice,
• prašných provozech,
• přesných montážních přípravcích.

Při výběru je nutné určit požadovaný rozsah povrchového nebo objemového odporu. Označení antistatický, ESD a vodivý představují různé úrovně elektrické vodivosti a nelze je automaticky zaměňovat. Výrobci technických polotovarů nabízejí POM-C v několika provedeních určených pro řízený odvod elektrostatického náboje.

Výhody technického plastu POM

Mezi hlavní výhody POM patří:

• vysoká pevnost a tuhost,
• vysoká povrchová tvrdost,
• velmi dobrá rozměrová stabilita,
• nízká absorpce vlhkosti,
• dobré kluzné vlastnosti,
• vysoká odolnost proti opotřebení,
• dobrá odolnost proti únavě,
• nízký sklon k trhavému pohybu,
• dobrá odolnost proti olejům a palivům,
• elektrické izolační vlastnosti,
• snadná CNC obrobitelnost,
• možnost výroby přesných součástí.

Omezení technického plastu POM

Při návrhu součástí je nutné zohlednit také některá omezení:

• omezenou odolnost proti silným kyselinám,
• citlivost vůči silným oxidačním látkám,
• obtížné lepení a povrchové úpravy,
• omezenou odolnost proti UV záření bez stabilizace,
• vyšší tepelnou roztažnost než u kovů,
• postupný pokles pevnosti při zvýšené teplotě,
• omezenou vhodnost pro dlouhodobý kontakt s párou,
• vznik škodlivých rozkladných produktů při přehřátí během zpracování.

POM by neměl být při tepelném zpracování přehříván ani kombinován s materiály, které mohou způsobit jeho rozklad. CNC obrábění za běžných podmínek nepředstavuje stejný proces jako tavení materiálu, přesto je vhodné zabránit nadměrnému lokálnímu zahřívání.

CNC obrábění POM

POM patří mezi velmi dobře obrobitelné technické plasty. Při obrábění vytváří relativně krátké třísky a umožňuje dosahovat kvalitního povrchu a přesných rozměrů.

Používají se zejména tyto technologie:

• CNC frézování,
• CNC soustružení,
• vrtání,
• vystružování,
• řezání,
• závitování,
• gravírování.

Pro kvalitní výsledek je důležité používat ostré nástroje, správně zvolenou geometrii břitu a přiměřené řezné podmínky. Při obrábění je nutné omezit vznik tepla a zabránit deformaci součásti nevhodným upnutím.

POM má vyšší tepelnou roztažnost než kovové materiály. U přesných dílů je proto nutné stanovit tolerance podle provozní teploty, velikosti součásti a způsobu jejího uložení.

Rozměrnější polotovary mohou obsahovat vnitřní pnutí vzniklé při výrobě. Při velkém nebo jednostranném úběru materiálu může dojít k deformaci. V takovém případě je vhodné provádět hrubování a dokončovací obrábění v několika krocích.

POM-C a POM-H lze pomocí CNC technologie zpracovávat od jednotlivých kusů a prototypů až po malé a střední série bez nutnosti investovat do vstřikovací formy. Kopolymerní POM lze podle technické dokumentace obrábět běžnými konvenčními nástroji, je však nutné minimalizovat vznik tepla.

Typické výrobky z POM

Z technického plastu POM lze vyrábět například:

• ozubená a řetězová kola,
• kluzná pouzdra,
• ložiskové segmenty,
• vodicí lišty a kameny,
• válečky a kladky,
• vačky a západky,
• písty a ventilové prvky,
• tělesa armatur,
• dávkovací součásti,
• hvězdice plnicích linek,
• příruby a podložky,
• distanční kroužky,
• přesné držáky,
• izolační prvky,
• náhradní díly pro stroje,
• atypické díly podle výkresu nebo vzorku.