Plastik parçada ölçü sıcaklıkla neden değişir? Isıl genleşme

Montajdan sonra fark edilen milimetreler

Isıl genleşme çoğu zaman montajdan sonra fark edilir: yazın sıkışan bir kızak şeridi, kışın aralanan bir astar levhası, sabah ölçüde, öğleden sonra ölçü dışında çıkan bir parça. Metalle çalışmaya alışkın göz bu farkları beklemez, çünkü plastiklerin çoğu metalden belirgin biçimde fazla genleşir.

Plastikler ısındıkça uzar, soğudukça kısalır. Kısa ve küçük parçada bu fark çoğu zaman önemsizdir. Ama uzun bir kızak şeridi, büyük bir astar levhası ya da dar toleranslı bir parça söz konusuysa, sıcaklık değişimi ölçüyü milimetrelerle oynatır. Bu yazı katsayının nasıl okunduğunu, malzemeler arasındaki farkı ve basit bir hesabı anlatır.

Katsayı nasıl okunur

Föyde "lineer ısıl genleşme katsayısı" satırında µm/(m·K) birimiyle bir sayı görürsünüz. Anlamı şudur: 1 metre uzunluğundaki malzeme 1 °C (1 K) ısındığında kaç mikrometre uzar.

Hesap tek satırdır:

Uzama = katsayı × uzunluk × sıcaklık farkı

Örnek: katsayı 100 µm/(m·K), uzunluk 2 m, sıcaklık farkı 40 °C ise uzama 100 × 2 × 40 = 8000 µm, yani 8 mm'dir.

Aynı hesap soğumada kısalmayı verir. Kışın soğuk bir depoda monte edilen parça, yazın sıcak bir hatta çalışırken uzar.

Stoğumuzdaki malzemelerin katsayıları ve örnek hesap

Aşağıdaki katsayılar üretici föylerinden alınmıştır; belirli bir partinin ölçümü değil, kılavuz değerdir. Örnek: 2000 mm uzunluğunda bir şerit, 20 °C'den 60 °C'ye ısınıyor (sıcaklık farkı 40 °C).

Hesap föy katsayısıyla yapılmış bir tahmindir. Gerçek parçada uzama; montaj biçimine, parçanın serbest olup olmadığına, yüke ve sıcaklığın parçanın her yerine eşit dağılıp dağılmadığına bağlıdır.

Tablo ne söyler

Polietilen ve PP-H en çok uzayanlardır. PE 1000'in katsayısı PET'inkinin yaklaşık iki buçuk ile dört katıdır. Kızak, astar ve aşınma plakası gibi uzun parçalar çoğunlukla polietilenden yapıldığı için genleşme bu işlerde en sık karşılaşılan sorundur.

PET ve PEEK en az uzayanlardır. Sıcaklığı değişen bir makinede dar toleranslı parça için bu iki malzeme öne çıkar. POM-C ile PET arasındaki seçimde genleşmenin rolünü POM-C mi PET mi yazısında anlattık.

Aralık veren katsayılar sıcaklığa bağlıdır. Katsayı sabit değildir; sıcaklıkla değişir. Aydınlar föyü saf PTFE için bunu üç bantta verir (bilgi amaçlı): 25–100 °C arasında 125–160, 25–200 °C arasında 150–190, 25–300 °C arasında 215–250 µm/(m·K). Yüksek sıcaklıkta çalışan parçada hesabı o sıcaklık bandının katsayısıyla yapın. PEEK değerinin yalnız 23–60 °C için verildiğine de dikkat edin.

Poliamidde ikinci etki: nem

Poliamidde ölçüyü değiştiren tek etki sıcaklık değildir. PA 6 ve PA 6 G nem aldıkça da büyür. PA 6 G'nin ısıl genleşme katsayısı polietilenden düşüktür, ama nemli ortamda nemden gelen ölçü değişimi hesaba ayrıca eklenir. Nemin etkisini poliamid nem çeker mi yazısında anlattık.

Montajda ne yapılır

Tasarım kararı tasarımcınındır; aşağıdakiler genel ilkelerdir, montaj ölçüsü önerisi değildir.

1. Uzun parçayı tek noktadan sabitleyin, öteki uçları serbest bırakın. Her iki ucundan sıkıca bağlanan uzun bir polietilen şerit uzayamaz ve eğilir.
2. Uzama boşluğu bırakın. Boşluğu, parçanın gerçekten göreceği en düşük ve en yüksek sıcaklıkla yukarıdaki formülden hesaplayın.
3. Uzun parçayı bölün. Tek parça yerine birkaç kısa parça, her birinin uzamasını küçültür.
4. Farklı malzemeleri birlikte düşünün. Plastik bir parça başka bir malzemeden gövdeye bağlanıyorsa, iki malzemenin farklı uzaması bağlantıda gerilme yaratır.

Kızak şeritlerinde bu ilkelerin nasıl uygulandığını zincir kızağı yazısında anlattık.

Kesim ölçüsü ve sıcaklık

Genleşme kesim ölçüsünü de etkiler. Aynı PE 1000 levha, 10 °C'lik bir depoda ve 25 °C'lik bir atölyede ölçüldüğünde, 1 metrede 2–3,5 mm kadar farklı çıkabilir (katsayıyla hesap). Kesilmiş parçayı teslimde ölçerken malzemenin ortam sıcaklığına gelmesini bekleyin.

Kritik ölçüde ihtiyacınızı not alanına yazın. Kesim kurallarının tamamı ölçüye kesim sayfasında. Parça işlemiyoruz; ham malzemeyi ölçünüze kesip göndeririz.

Stok ve sipariş

Değer tabloları PE 1000, PA 6 G, POM-C, PET ve PEEK sayfalarında. Ölçünüzü PE 1000 için teklif formuna yazabilirsiniz; teklif yanıtı 1 iş günüdür.

Kaynaklar

• ISO 11359-2, plastiklerde lineer ısıl genleşme katsayısının belirlenmesi; DIN 53752.
• Röchling PE 1000, PP-H, PA 6, PA 6 G, POM-C ve PET teknik veri föyleri.
• SIMONA PE föyü ve teknik el kitabı (PE 100, PVC).
• Ensinger PEEK ürün sayfası; Ensinger PTFE föyü (eski baskı, ikincil kopya).
• Aydınlar Makina Metal PTFE teknik föyü (sıcaklık bantlarına göre katsayı; bilgi amaçlı).