Ontwerphandleiding voor kunststof tandwielen: materiaalkeuze, geometrie en productiemethoden

Waarom plastic tandwielen metaal vervangen in moderne krachtoverbrenging

Kunststof tandwielen worden inmiddels voor veel meer dan alleen lichte consumentenproducten gebruikt. Tegenwoordig zorgen ze voor krachtoverbrenging in stuursystemen van auto's, industriële robots, medische pompen en actuatoren in de lucht- en ruimtevaart. De technologische voordelen zijn overtuigend: lager gewicht, het wegvallen van smering in veel toepassingen, geluidsreductie van 6 tot 10 dBA in vergelijking met metalen tandwielen, corrosiebestendigheid en de mogelijkheid om complexe geometrieën te spuitgieten die bij machinale bewerking onbetaalbaar zouden zijn. Een goed ontworpen kunststof tandwiel kan bij toepassingen met gemiddelde belasting en intermitterend gebruik beter presteren dan een metalen tandwiel, terwijl het bij productievolumes 50% tot 70% minder kost.

Voor een succesvol ontwerp van kunststof tandwielen is echter een fundamenteel andere technische aanpak nodig dan bij het ontwerpen van metalen tandwielen. De materiaalkeuze, de optimalisatie van de tandgeometrie, het warmtebeheer en de keuze van het productieproces zijn allemaal onderling samenhangende beslissingen die gezamenlijk moeten worden genomen. Deze gids biedt een compleet kader voor het ontwerpen van kunststof tandwielen die aan de prestatie-eisen voldoen en tegelijkertijd tegen de beoogde kosten kunnen worden geproduceerd.

Materiaalkeuze: de basis voor de prestaties van tandwielen

De materiaalkeuze bepaalt de bedrijfsgrenzen van de tandwieloverbrenging wat betreft koppel, toerental, temperatuur en smeerregime. Het kiezen van het verkeerde materiaal voor de belastingsomstandigheden is de meest voorkomende oorzaak van defecten aan kunststof tandwielen.

POM, een homopolymeer en copolymeer van acetaal, is het meest gebruikte kunststofmateriaal voor tandwielen. Het biedt een uitstekende balans tussen vermoeidheidssterkte, lage wrijving – zowel tegen zichzelf als tegen metaal –, goede maatvastheid en redelijke kosten van ongeveer $3 tot $5 per kilogram. POM-copolymeer heeft bij tandwielen de voorkeur boven homopolymeer omdat het een betere chemische bestendigheid biedt, een lagere porositeit in de middellijn (die vermoeidheidsscheurtjes kan veroorzaken) en een breder verwerkingsbereik bij spuitgieten. POM-tandwielen functioneren het best in droge of met vet gesmeerde omstandigheden bij continue temperaturen tot 90 graden Celsius, met een intermitterend vermogen tot 120 graden Celsius.

PA66 en PA6 zijn beter bestand tegen hoge temperaturen en bieden een betere slagvastheid dan POM, waardoor ze geschikt zijn voor tandwielen die worden blootgesteld aan schokbelastingen of hoge temperaturen. Met glasvezel versterkt PA66 verhoogt de buigsterkte van de tanden met 50% tot 80% in vergelijking met ongevuld PA66, maar de schurende glasvezels versnellen de slijtage ten opzichte van de aangrijpende tandwielen, waardoor een gesmeerd systeem of een opofferingspartner nodig is. Nylon tandwielen nemen vocht uit de omgeving op, doorgaans 2% tot 3% in gewicht bij een relatieve vochtigheid van 50%, wat leidt tot een dimensionale uitzetting van 0,5% tot 0,8% en een afname van de modulus met 25% tot 40%. De tandprofielen van tandwielen moeten worden ontworpen voor de afmetingen en eigenschappen in de geconditioneerde toestand, niet voor de droge toestand direct na het gieten.

Voor toepassingen bij hoge temperaturen zijn er verschillende materialen die het toepassingsbereik vergroten. PA46, met een smeltpunt van 295 graden Celsius en een continue gebruikstemperatuur van 150 graden Celsius in ongevulde vorm en tot 180 graden Celsius met glasvezel, wordt gespecificeerd voor tandwieltoepassingen onder de motorkap van auto’s, waaronder spaninrichtingen voor distributiekettingen. PPS GF40 is geschikt voor continue temperaturen tot 220 graden Celsius en biedt een uitstekende chemische bestendigheid, waardoor het geschikt is voor apparatuur voor chemische processen en tandwielen voor oliepompen. PEEK, met een continue gebruikstemperatuur van 260 graden Celsius, is gespecificeerd voor tandwielen in actuatoren voor de lucht- en ruimtevaart, halfgeleiderapparatuur en tandwielen voor medische apparatuur die herhaaldelijk met stoom worden gesteriliseerd. Met koolstofvezel versterkte PEEK-kwaliteiten bieden een buigvermoeiingssterkte van de tanden die die van spuitgegoten zink benadert, terwijl ze 80% minder wegen.

Geometrie van tandwieltanden: het involuutprofiel

Kunststof tandwielen maken gebruik van dezelfde involute tandvorm als metalen tandwielen, omdat het involute profiel zorgt voor een geconjugeerde werking, wat betekent dat de hoeksnelheidsverhouding tijdens de hele tandwieloverbrenging constant blijft, ongeacht variaties in de hartafstand. Dit is van cruciaal belang voor kunststof tandwielen, omdat thermische uitzetting en vochtopname de effectieve hartafstand tijdens het gebruik beïnvloeden. Het involuutprofiel compenseert variaties in de hartafstand zonder dat dit tot overbrengingsfouten leidt, in tegenstelling tot cycloïdale of andere profielen.

De standaard drukhoeken voor kunststof tandwielen bedragen 20 graden, wat overeenkomt met de norm voor metalen tandwielen en uitwisselbaarheid mogelijk maakt in tandwieloverbrengingen met gemengde materialen. Een drukhoek van 14,5 graden wordt af en toe gebruikt voor lichte toepassingen omdat dit een stillere werking oplevert, maar dit leidt tot zwakkere tanden met hogere contactverhoudingen en wordt over het algemeen niet aanbevolen voor krachtoverbrenging. Bij kunststof tandwielen voor zware belastingen kan een drukhoek van 25 graden de buigsterkte van de tanden verhogen van 15% tot 25% in vergelijking met een tand van 20 graden met dezelfde module. De keerzijde hiervan zijn hogere radiale lagerbelastingen en een iets hogere glijsnelheid, wat van invloed kan zijn op de slijtage bij drooglopende tandwielen.

Het aanpassen van het tandprofiel is essentieel voor kunststof tandwielen. Door middel van tandpuntontlasting, waarbij een kleine hoeveelheid materiaal van de punt van de tand wordt verwijderd, wordt de doorbuiging van de tand onder belasting gecompenseerd en wordt het slaggeluid verminderd wanneer de tanden in elkaar grijpen. Bij kunststof tandwielen is een tip relief van 0,01 tot 0,02 keer de module gebruikelijk; dit is ongeveer het dubbele van de tip relief die bij metalen tandwielen wordt toegepast, omdat de doorbuiging van kunststof tanden groter is. De radius van de tandvoetronding is cruciaal voor de sterkte van kunststof tandwielen. Een tandvoetronding met volledige radius, zo groot mogelijk zonder interferentie met de punt van het aangrijpende tandwiel te veroorzaken, maximaliseert de buigvermoeidheidssterkte. Bij kunststof tandwielen moeten scherpe hoeken aan de tandvoet worden vermeden, iets wat bij metalen tandwielen wel kan worden getolereerd, omdat kunststoffen kerfgevoelige materialen zijn waarbij vermoeidheidsscheuren ontstaan op plaatsen met spanningsconcentraties. Een radius van de tandvoetafschuining van ten minste 0,38 keer de module wordt aanbevolen, waarbij 0,45 keer de module de voorkeur geniet voor toepassingen met hoge belasting.

Berekeningen van de tandsterkte voor kunststof tandwielen

De sterkte van tandwieltanden van kunststof wordt berekend met behulp van de Lewis-buigvergelijking, aangepast voor kunststofmaterialen. De Lewis-vormfactor houdt rekening met de tandgeometrie, terwijl de toegestane materiaalspanning rekening houdt met de temperatuurafhankelijke en snelheidsafhankelijke eigenschappen van de kunststof. Het cruciale verschil met het ontwerp van metalen tandwielen is dat de toegestane buigspanning voor kunststof geen vaste waarde is. Deze is afhankelijk van de bedrijfstemperatuur, het aantal belastingscycli en de belastingscyclus.

De toegestane buigspanning voor een kunststof tandwiel bij een bepaald aantal cycli is gelijk aan de materiaalvermoeidheidssterkte bij dat aantal cycli, gedeeld door een passende veiligheidsfactor. Voor POM bij 10 miljoen cycli bij 23 graden Celsius bedraagt de buigvermoeidheidssterkte ongeveer 30 tot 35 MPa. Voor PA66 onder dezelfde omstandigheden bedraagt deze in geconditioneerde toestand ongeveer 25 tot 30 MPa, waarbij moet worden opgemerkt dat PA66 in droge, direct uit de matrijs komende toestand een hogere sterkte heeft die afneemt bij vochtopname. Voor PEEK CF30 bij 10 miljoen cycli bij 23 graden Celsius bedraagt de buigvermoeidheidssterkte ongeveer 55 tot 65 MPa, en deze waarde blijft behouden tot aanzienlijk hogere temperaturen dan bij POM of PA66.

Temperatuurafschrijving wordt toegepast via een factor die de toegestane spanning vermindert naarmate de bedrijfstemperatuur stijgt. Voor POM bedraagt de buigsterkte bij 80 graden Celsius ongeveer 60% van de waarde bij kamertemperatuur. Voor PA66 bij 120 graden Celsius is dit ongeveer 50% van de waarde bij kamertemperatuur. PEEK behoudt bij 150 graden Celsius meer dan 80% van zijn buigsterkte bij kamertemperatuur. De temperatuurafzwakkingscurve voor de specifieke materiaalkwaliteit moet worden opgevraagd bij de leverancier van het materiaal en worden gebruikt bij de berekening van het tandwielontwerp.

Ontwerp van speling en spelingruimte

Speling is de ruimte tussen de tanden van in elkaar grijpende tandwielen, gemeten op de steekcirkel. Dit is van essentieel belang voor kunststof tandwielen, omdat het ruimte biedt voor thermische uitzetting, vochtopname en fabricagetoleranties. Onvoldoende speling leidt tot tandinterferentie, verhoogde wrijving en warmteontwikkeling, en versnelde slijtage of vastlopen. Overmatige speling vergroot de overbrengingsfout, het geluidsniveau en de stootbelasting bij het omkeren van de aandrijfrichting.

Bij kunststof tandwielen is de aanbevolen speling groter dan bij vergelijkbare metalen tandwielen. Een algemene richtlijn is 0,04 tot 0,08 keer de module voor tandwielparen van kunststof, vergeleken met 0,02 tot 0,05 keer de module voor stalen tandwielen. De exacte waarde hangt af van de materiaalcombinatie. Tandwielparen van kunststof vereisen meer speling omdat beide tandwielen uitzetten. Bij tandwielparen van kunststof en metaal kan minder speling worden gebruikt, omdat alleen het kunststof tandwiel uitzet en het metalen tandwiel als warmteafvoer fungeert. Voor kunststof tandwielen die bij hoge temperaturen werken, dicht bij hun maximale bedrijfstemperatuur, moet de speling worden berekend op basis van het verschil in thermische uitzetting tussen het tandwielmateriaal en het behuizingsmateriaal, waarbij rekening moet worden gehouden met het volledige bedrijfstemperatuurbereik, van koude start tot maximum.

Smeerstrategieën

Smering is een cruciale ontwerpkeuze die de levensduur van tandwielen met een factor 2 tot 5 beïnvloedt. De opties variëren van drooglopen – wat uniek is voor kunststoffen en de kosten en verontreiniging door smeermiddelen elimineert – tot systemen met vet, een oliebad en vaste smeermiddelen.

Drooglopen is mogelijk voor POM-tandwielen bij lage tot matige belastingen en snelheden, waarbij de PV-waarde – het product van contactdruk en glijsnelheid – onder de grenswaarde van het materiaal blijft. Voor POM bij lage snelheden ligt de grenswaarde van de PV-waarde bij ongeveer 0,1 tot 0,2 MPa maal meter per seconde. Drooglopen vereist een zorgvuldige materiaalcombinatie. POM tegen POM zorgt voor de laagste wrijving en slijtage onder droge omstandigheden. POM tegen PA66 verhoogt de slijtage, omdat de materialen chemisch verschillend zijn en niet de gunstige overdrachtsfilm vormen die bij contact tussen POM en POM ontstaat.

Smeervet verlengt de levensduur van tandwielen aanzienlijk en is de meest gangbare smeermethode voor kunststof tandwielen in industriële toepassingen. Vetten op basis van synthetische koolwaterstoffen of perfluoropolyether hebben de voorkeur, omdat vetten op basis van minerale olie bij sommige technische kunststoffen, met name polycarbonaat en amorfe nylons, spanningsscheuren kunnen veroorzaken, hoewel POM en PA66 over het algemeen compatibel zijn met minerale vetten. Het smeervet moet spaarzaam worden aangebracht; overtollig smeervet verhoogt de wrijvingsverliezen en de bedrijfstemperatuur zonder dat dit extra voordelen oplevert. Een filmlaag van ongeveer 10 tot 50 micrometer tussen de tandwieltanden is voldoende voor grens- en gemengde-film-smering.

Door vaste smeermiddelen in de kunststofmassa te verwerken, wordt bij veel toepassingen externe smering overbodig. Met PTFE gevuld POM zorgt voor een verlaging van de wrijvingscoëfficiënt van 20% tot 30% in vergelijking met ongevuld POM. Met siliconenolie gevulde kwaliteiten brengen gedurende de gehele levensduur van het tandwiel smeermiddel naar het oppervlak. Met MoS₂ gevuld PA66 biedt droge smering voor toepassingen bij hoge temperaturen waarbij extern smeervet zou worden afgebroken. Vaste smeermiddelvullers verminderen doorgaans de trek- en buigsterkte van de basishars met 5% tot 15%, waarmee bij de berekening van de tandsterkte rekening moet worden gehouden.

Productiemethoden: spuitgieten, CNC-bewerking en tandwielfrezen

Spuitgieten is de meest gebruikte productiemethode voor kunststof tandwielen bij productievolumes van meer dan 2.000 tot 5.000 stuks per jaar. Hiermee worden kant-en-klare tandwielen geproduceerd in cyclustijden van 15 tot 45 seconden, zonder dat er een tweede bewerking nodig is. Bij de matrijs moet rekening worden gehouden met materiaalkrimp, doorgaans 1,5% tot 2,5% voor ongevulde materialen en 0,3% tot 1,0% voor met glasvezel versterkte soorten, toegepast op elke afmeting. Voor precisietandwielen zijn een matrijsstroomanalyse en iteratieve aanpassing van de matrijs vereist, omdat de krimp niet perfect isotroop is, met name bij vezelversterkte materialen, waarbij de krimp in de stroomrichting lager is dan loodrecht daarop. Tandwielmatrijzen vereisen de hoogste precisie van alle categorieën spuitgietmatrijzen, met dimensionale toleranties van de holtes van plus of min 0,005 mm voor precisietandwieltanden en slingertoleranties van 0,01 mm of minder tussen de tandwielboring en het tandprofiel.

CNC-bewerking van staaf- of plaatmateriaal is de voorkeursmethode voor prototypetandwielen, kleine productieseries tot 2.000 stuks en materialen zoals PEEK en PAI, die moeilijk spuit te gieten zijn. Verspaande kunststof tandwielen bereiken een hogere nauwkeurigheid dan spuitgegoten tandwielen, waarbij AGMA-kwaliteitsklasse 8 tot 10 haalbaar is, vergeleken met klasse 7 tot 9 voor spuitgegoten kunststof tandwielen. Bij verspanen wordt de smeltbewerkingsstap vermeden die sommige polymeren bij hoge temperaturen aantast, waardoor de materiaaleigenschappen van de uitgangsvorm behouden blijven. De beperking van verspaande kunststof tandwielen is de kostprijs per stuk, die doorgaans 3 tot 10 keer hoger ligt dan die van spuitgegoten tandwielen van vergelijkbare kwaliteit bij productiehoeveelheden boven de 5.000 stuks. Verspanen beperkt de tandwielgeometrie bovendien tot wat snijgereedschappen kunnen produceren, terwijl spuitgieten complexe geometrieën kan opleveren, waaronder inwendige tandwielen, vlakke tandwielen en gekroonde tanden, zonder dat er extra bewerkingen nodig zijn.

Het frezen van tandwielen is toepasbaar op bepaalde technische kunststoffen en maakt het mogelijk om bij middelgrote productievolumes rechte en schuine tandwielen met een AGMA-kwaliteit van 8 tot 10 te vervaardigen. Het freesproces genereert het involuutprofiel door de relatieve beweging van de frees en het tandwielruwstuk, waardoor een theoretisch correct involuutprofiel ontstaat in plaats van de benadering die wordt geproduceerd door afzonderlijke snijgereedschappen bij CNC-bewerking. Tandwielfrezen is sneller dan CNC-bewerking voor eenvoudige rechte en schuine tandwielen met een diameter tussen 10 en 100 mm, met cyclustijden van 30 tot 120 seconden per tandwiel. Het is beperkt tot externe tandwielen met eenvoudige naafgeometrieën en kan geen complexe geïntegreerde kenmerken produceren die spuitgieten in één enkel onderdeel kan combineren.

Slijtagetests en validatie

Bij slijtagetests van kunststof tandwielen moeten de werkelijke bedrijfsomstandigheden – zoals belasting, snelheid, werkcyclus, temperatuur en smering – worden nagebootst. Een ‘back-to-back’-testopstelling, waarbij twee identieke tandwielstellen met behulp van een koppeltoepassingsmechanisme tegen elkaar worden belast, biedt de meest representatieve versnelde slijtagetest voor tandwielen in krachtoverbrengingen. De test moet minimaal 10 miljoen cycli duren voor een voorlopige slijtagebeoordeling en 50 tot 100 miljoen cycli voor een volledige ontwerpvalidatie bij toepassingen die een lange levensduur vereisen.

Slijtage wordt gemeten als de verandering in tanddikte ter hoogte van de steekcirkel gedurende de testperiode. Een slijtagepercentage van minder dan 1% verandering in tanddikte per 10 miljoen cycli wordt voor de meeste industriële toepassingen als aanvaardbaar beschouwd. Voor toepassingen die een hogere precisie vereisen, zoals robotica en de lucht- en ruimtevaart, kunnen slijtagepercentages van minder dan 0,2% per 10 miljoen cycli vereist zijn. De inspectie na de test omvat het meten van de tanddikte, het meten van de oppervlakteruwheid van de actieve flank en microscopisch onderzoek op putjes, afbrokkeling of scheurtjes. Het meten van het gewichtsverlies biedt een snelle maar minder gedetailleerde slijtagebeoordeling die een aanvulling vormt op de dimensionale meting.

Veelvoorkomende storingen en preventie

Vermoeidheidsbreuken in tandwielen zijn de meest voorkomende faalwijze bij tandwielen van kunststof voor krachtoverbrenging en worden gekenmerkt door scheuren die ontstaan bij de tandvoet en zich over de tandbasis voortplanten. Om dit te voorkomen is een voldoende grote radius van de tandvoetronding nodig, een juiste materiaalkeuze op basis van de bedrijfstemperatuur en het aantal cycli, en een veiligheidsfactor van 1,5 tot 2,0 op de berekende buigspanning ten opzichte van de vermoeidheidssterkte van het materiaal.

Oppervlaktepitting treedt op wanneer de cyclische contactspanning de oppervlaktevermoeidheidsgrens van het materiaal overschrijdt, waardoor deeltjes loskomen van de tandflank. Kunststof tandwielen zijn minder gevoelig voor klassieke putvorming dan metalen tandwielen, omdat de lagere modulus van kunststof de contactbelasting over een groter oppervlak verdeelt, maar putvorming treedt wel op bij zwaar belaste tandwielen, met name bij met glasvezel versterkte materialen, waarbij de vezeluiteinden fungeren als spanningsconcentrators aan het oppervlak. Om dit te voorkomen moet de contactspanning worden beperkt tot onder de oppervlaktevermoeidheidsgrens van het materiaal en moet worden gezorgd voor een voldoende dikte van de smeerfilm.

Thermisch falen treedt op wanneer wrijvingswarmte door het glijden van de tanden en hysterese-warmte door cyclische materiaalvervorming de temperatuur van de tanden boven de thermische grens van het materiaal doen stijgen. De tandpunt, waar de glijsnelheid en de contactspanning het hoogst zijn, is doorgaans de heetste plek. Thermisch falen uit zich in het smelten van het oppervlak, het zachter worden van het materiaal wat leidt tot plastische vervorming, en snelle slijtage. Om dit te voorkomen moet de bedrijfstemperatuur van het tandwiel worden beperkt door middel van materiaalkeuze, smering, het verlagen van de glijsnelheid door gebruik te maken van kleinere modules of schuine tandwielen, en een ontwerp dat zorgt voor voldoende warmteafvoer via het tandwielhuis, de as en de behuizing.

Veelgestelde vragen

Wat is het maximale vermogen dat een kunststof tandwiel kan overbrengen?

Er is geen eenduidig antwoord, omdat het vermogen afhangt van de afmetingen van het tandwiel, het materiaal, het toerental, de temperatuur en de inschakelduur. Als ruwe richtlijn geldt dat een POM-tandwiel met een diameter van 50 mm bij 1.500 RPM in continu gesmeerd bedrijf ongeveer 0,5 tot 1,0 kW kan overbrengen. Hetzelfde tandwiel van PEEK CF30 kan ongeveer 1,5 tot 2,5 kW overbrengen. Voor toepassingen die een hoger vermogen vereisen, kan de capaciteit worden vergroot door de diameter of de tandbreedte van het tandwiel te vergroten, of door schuine tandwielen te gebruiken in plaats van rechte tandwielen. Het is essentieel om de ontwerpgegevens van de materiaalleverancier te raadplegen en een toepassingsspecifieke analyse uit te voeren.

Kunnen kunststof tandwielen zonder smering draaien?

Ja, POM-tandwielen zijn speciaal ontworpen voor drooglopen en worden op grote schaal gebruikt in kantoorapparatuur, licht elektrisch gereedschap en consumentenproducten zonder smering. De beperkende factor is de PV-waarde. Voor POM-tandwielen die droog draaien, ligt de PV-grenswaarde doorgaans tussen 0,1 en 0,15 MPa maal meter per seconde bij continu gebruik, of tot 0,3 MPa maal meter per seconde bij intermitterend gebruik. Overschrijding van de PV-grenswaarde leidt tot snelle slijtage en thermische uitval. Door PTFE of siliconen als interne smering aan de POM-samenstelling toe te voegen, wordt de PV-grenswaarde voor drooglopen verhoogd.

Hoe houd ik bij het ontwerpen van uitrusting rekening met de vochtopname van nylon?

Ontwerp het tandprofiel van het tandwiel op basis van de gecorrigeerde afmetingen, niet op basis van de afmetingen direct na het gieten. Specificeer de afmetingen van de matrijsholte op basis van het verwachte evenwichtsvochtgehalte in de toepassingsomgeving, doorgaans 2,5% wateropname voor PA66 bij 50% relatieve vochtigheid, wat een lineaire uitzetting van ongeveer 0,6% oplevert. De bij berekeningen gebruikte buigvermoeidheidssterkte van de tand moet de geconditioneerde waarde zijn, die doorgaans 25% tot 40% lager ligt dan de waarde in droge, net-uit-de-matrijs-toestand. De hartafstand in de behuizing moet ruimte bieden aan de volledig geconditioneerde tandwielafmetingen plus een speling voor toleranties.

Wanneer moet ik voor kunststof tandwielen de voorkeur geven aan CNC-bewerking boven spuitgieten?

CNC-bewerking heeft de voorkeur bij prototypen met een oplage tot 100 stuks, bij productievolumes van minder dan 2.000 stuks per jaar waarbij de afschrijving van de matrijs onrendabel is, bij PEEK- en PAI-tandwielen waarbij de hoge matrijstemperatuurvereisten spuitgieten bemoeilijken, voor tandwielen die een AGMA-kwaliteit 9 of 10 vereisen, wat bij spuitgieten moeilijk te realiseren is, en voor grote tandwielen met een diameter van meer dan 200 mm, waarbij de matrijskosten onbetaalbaar worden. Verspaning biedt bovendien een snellere doorlooptijd voor ontwerpiteraties tijdens de productontwikkeling.

Wat is het verschil tussen POM-homopolymeer en -copolymeer voor tandwielen, en welke moet ik kiezen?

POM-copolymeer geniet sterk de voorkeur voor tandwielen. Copolymeer biedt een betere thermische stabiliteit op lange termijn, omdat de comonomeereenheden het ‘openritelen’ (depolymerisatie) onderbreken dat bij homopolymeer bij verhoogde temperaturen kan optreden. Copolymeer heeft een lagere porositeit langs de middellijn, waardoor het aantal plaatsen waar vermoeidheidsscheuren kunnen ontstaan in het midden van de tand wordt verminderd. Copolymeer biedt een betere chemische bestendigheid, met name tegen alkalische oplossingen en heet water. Homopolymeer heeft een iets hogere kristalliniteit en daardoor een iets hogere sterkte en stijfheid, doorgaans 5% tot 10%, en een iets lagere wrijving, maar deze kleine voordelen wegen niet op tegen de betrouwbaarheidsvoordelen van copolymeer voor de meeste tandwieltoepassingen.

Gerelateerde lezen

• Plastic Bearing Materials and Self-Lubricating Polymers
• PA66 GF30 vs GF50 Selection Guide
• Plastic Part Tolerances and Molding Standards