Los engranajes y piñones transmiten movimiento y fuerza. En metal esto se hace de forma silenciosa y eficiente, pero el metal requiere lubricación, pesa mucho y puede oxidarse. En muchas aplicaciones el plástico es más que suficiente, y a veces es superior.
Los engranajes de plástico funcionan más silenciosamente, pesan menos y a menudo no necesitan lubricación. Eso los hace adecuados para maquinaria de alimentos, equipos médicos, máquinas de oficina y transportadores donde la limpieza y los bajos niveles de ruido son importantes.
Materiales que encajan
POM-C
El POM-C es la opción más común para engranajes de plástico. El material es rígido, dimensionalmente estable y tiene baja fricción, lo que proporciona marcha silenciosa y precisión duradera. Es adecuado para cargas moderadas y velocidades medias.
PA6
El PA6 soporta mayores impactos y tiene mejor resistencia al desgaste que el POM-C. Es adecuado para engranajes expuestos a impactos, vibraciones o cargas variables. El PA6 con aceite ofrece aún mejor deslizamiento y menos desgaste contra superficies metálicas.
PEEK
El PEEK se utiliza cuando la temperatura o los productos químicos descartan otros plásticos. Es considerablemente más caro, pero soporta calor continuo hasta 250 grados y entornos agresivos.
PE-1000
El PE-1000 es adecuado para ruedas grandes de rotación lenta donde la resistencia al desgaste y la baja fricción importan más que la alta precisión. Es una alternativa rentable para aplicaciones pesadas.
Comparación de materiales
| Material | Mejor para | Limitación |
|---|---|---|
| POM-C | Precisión y marcha silenciosa | Sensible a ácidos fuertes y grandes impactos |
| PA6 | Carga e impactos | Absorbe humedad, puede afectar la precisión |
| PEEK | Calor y entornos agresivos | Alto coste |
| PE-1000 | Ruedas grandes y baja fricción | Menos rígido y preciso |
Construcción y mecanizado
Los engranajes de plástico se producen generalmente por mecanizado CNC a partir de placas, barras o tubos. El POM-C y el PA6 son especialmente adecuados para torneado y fresado a tolerancias estrechas. En el diseño hay que recordar que el plástico tiene mayor elasticidad que el metal, por lo que el contacto entre engranajes es algo diferente.
Para reducir el desgaste y el ruido es bueno emparejar la rueda de plástico con un eje metálico o un engranaje de contraparte metálico. Las ruedas también deben tener suficiente holgura para evitar el sobrecalentamiento durante el funcionamiento continuo. En aplicaciones con contacto con alimentos se debe elegir un grado aprobado por la FDA del material respectivo.
Ruido y vibración
Una de las diferencias más notables entre los engranajes de plástico y los metálicos es el nivel de ruido. El plástico amortigua las vibraciones y proporciona una transición más suave entre los dientes. Esta es una gran ventaja en lugares de trabajo donde el ruido es un problema y en máquinas ubicadas en oficinas o tiendas.
La reducción de vibraciones también disminuye el desgaste de otras partes de la máquina y puede mejorar la precisión en aplicaciones de posicionamiento. Para un funcionamiento realmente silencioso, el POM-C y el PA6 son las opciones más comunes, mientras que el PE-1000 es adecuado cuando el ruido importa menos que la resistencia al desgaste.
Aplicaciones típicas
- Accionamientos en máquinas de alimentos y embalaje
- Transportadores y piñones de cadena
- Equipos médicos y máquinas de laboratorio
- Máquinas de oficina e impresoras
- Accionamientos lineales y cuadros de maniobra
Ventajas del plástico frente al metal
- Marcha más silenciosa y menos vibraciones
- Menor peso, lo que reduce la inercia y el consumo de energía
- No se necesita lubricación en entornos secos
- No se oxida y resiste muchos productos químicos
- Se puede fresar y tornear con alta precisión
Cómo elegir el material adecuado
Para engranajes estándar con carga moderada, el POM-C es el punto de partida correcto. Para impactos y cargas más altas, el PA6 es mejor. Para calor o productos químicos agresivos, el PEEK es la alternativa. Para ruedas grandes y lentas donde el coste importa, el PE-1000 merece la pena probar.