La conversion du métal vers le plastique est une tendance majeure et un progrès significatif dans la technologie de l’engrenage. Les engrenages en plastiques offrent beaucoup d’avantages par rapport au métal traditionnel, à commencer par une plus grande liberté de conception. La substitution de l’usinage par le moulage permet de nouvelles configurations tout en évitant les coûts d’opérations secondaires. La masse plus légère du plastique réduit aussi l’inertie, pour une plus grande efficacité de l’engrenage. En outre, les pièces en mouvement sont beaucoup plus silencieuses que celles en métal, contribuant ainsi à la réduction du bruit ambiant des machines.
« Toutefois, le manque de données fiables a mis un frein à la conception d’engrenages en plastique », précise le Dr Stefan Beermann, PDG de KISSsoft AG, éditeur suisse de logiciels. « Les calculs de dimensionnement pour engrenages en métal ne peuvent être appliqués à leur équivalent en plastique car les propriétés de performance du plastique peuvent varier avec la température. Le travail accompli avec SABIC Innovative Plastics a permis à KISSsoft d’incorporer les propriétés d’une grande partie des composés haut de gamme de l’entreprise dans notre logiciel de calculs, ce qui a radicalement simplifié le processus de conception d’engrenage. Que les engrenages soient destinés aux systèmes de funiculaires, au matériel de construction, aux transmissions pour Formule 1 ou aux engins spatiaux, les clients peuvent désormais choisir et évaluer les composés de spécialité de SABIC Innovative Plastics rapidement et avec précision» poursuit-il.
Tirer parti de l’avantage des engrenages en plastique
La socité KISSsoft applique désormais des calculs de dimensionnement d’engrenages pour 17 grades de composés de spécialité LNP de SABIC Innovative Plastics, spécialiste des solutions thermoplastiques techniques, y compris des grades haute température, des grades lubrifiés de manière interne et des grades renforcés à la fibre de verre. Désormais, les ingénieurs et les concepteurs peuvent remplacer les essais et éviter les tâtonnements et les erreurs en utilisant des données validées selon des paramètres tels que la résistance, la résistance à la température et l’usure des flancs de dent, afin de rationaliser de manière significative le processus de conception d’engrenage.
Cette nouvelle solution peut aider un large éventail d’industries, allant du domaine de la santé et de l’automobile, à la restauration. Une solution qui tire parti des avantages des engrenages en plastique en vue de réduire les coûts du système, d’augmenter fortement la liberté de conception et d’offrir une meilleure performance.
Le premier ensemble de matériaux LNP de SABIC Innovative Plastics à être validé comprend les grades renforcés utilisant des fibres de verre et carbones courtes et longues, des technologies de lubrification variées et huit polymères de bases différentes. Les données pour ces grades comprennent les valeurs dépendant de la température pour le module, la résistance à la flexion statique et les valeurs d’usures caractéristiques pendant le fonctionnement à sec.
Par exemple, les composés Lubricomp LNP et Lubriloy LNP avec lubrification interne peuvent être utilisés dans des engrenages fonctionnant à sec pour des applications ne permettant par l’application externe d’huile et de graisse. Les secteurs de la santé et de la restauration sont les marchés clés pour ces matériaux, du fait des exigences en matière d’hygiène et de sécurité. D’autres avantages liés aux composés lubrifiés de manière interne tiennent à la réduction des coûts du fait d’un entretien moindre et une meilleure protection environnementale. Enfin, les grades renforcés en fibre de verre des composés de SABIC Innovative Plastics peuvent améliorer la résistance à l’usure et à la fatigue, et permettre la transmission de couples de serrage plus élevés.