Il fulcro della scelta dei materiali per gli ingranaggi in plastica è la corrispondenza ai requisiti di carico, temperatura e resistenza all'usura dello scenario d'uso previsto. Si dividono principalmente in tre categorie: plastica-per uso generico, plastica tecnica e plastica speciale-per alte temperature. Le diverse categorie variano in modo significativo in termini di robustezza, resistenza alla temperatura e costo, richiedendo una selezione in base a esigenze specifiche.
Plastica-per usi generici
Le plastiche per uso generale-offrono un elevato-rapporto di costi e sono facili da stampare a iniezione, ma la loro forza e resistenza all'usura sono generalmente nella media, il che le rende adatte solo per applicazioni a basso-carico e-durata breve. Il nylon (PA, poliammide) ha una certa tenacità e proprietà autolubrificanti-ed è resistente agli urti-, ma la sua tendenza ad assorbire acqua porta a instabilità dimensionale. Le versioni non rinforzate hanno una resistenza inferiore e vengono spesso modificate aggiungendo fibra di vetro (PA+GF 10%-30%) per migliorare la robustezza e la resistenza all'usura. È un materiale per ingranaggi comunemente utilizzato tra le plastiche per uso generale-, adatto per ingranaggi di giocattoli, ingranaggi di trasmissione ausiliari in semplici elettrodomestici e ingranaggi per forniture per ufficio a carico leggero. Il polipropilene (PP) ha un costo inferiore ed è resistente alla corrosione acida e alcalina, ma ha scarsa rigidità, si deforma facilmente alle alte temperature (resistenza alla temperatura inferiore o uguale a 90 gradi) e ha una debole resistenza all'usura. È adatto per ingranaggi di attrezzature usa e getta e ingranaggi decorativi con requisiti di bassa velocità e assenza di carico.
Ingegneria delle materie plastiche
I tecnopolimeri offrono robustezza, resistenza all'usura e resistenza alla temperatura superiori rispetto ai materiali plastici-per uso generico, rendendoli adatti per la maggior parte delle applicazioni di trasmissione convenzionali e un materiale comune per gli ingranaggi in plastica. Il poliossimetilene (POM, comunemente noto come "acetale") offre prestazioni complessive eccezionali, con buona auto-lubrificazione, elevata rigidità, elevata stabilità dimensionale, resistenza alla temperatura inferiore o uguale a 120 gradi, migliore resistenza all'usura rispetto al nylon e nessun problema di assorbimento dell'acqua. Offre inoltre un'elevata precisione di trasmissione ed è il materiale più utilizzato per gli ingranaggi in plastica, coprendo quasi tutte le applicazioni convenzionali con carichi da bassi a medi, come ingranaggi di trasmissione di stampanti, ingranaggi interni di automobili, ingranaggi di trasmissione principali di elettrodomestici e ingranaggi di apparecchiature per ufficio. Inoltre, aggiungendo specifici additivi di grado scorrevole alla resina POM, è possibile migliorare le prestazioni acustiche degli ingranaggi, rendendoli adatti per applicazioni come apparecchiature per l'automazione degli uffici in cui il funzionamento silenzioso è fondamentale. Il policarbonato (PC) offre elevata trasparenza e forte resistenza agli urti, ma scarsa resistenza all'usura e suscettibilità alle fessurazioni da stress. La sua resistenza alla temperatura è inferiore o uguale a 130 gradi, il che lo rende adatto per ingranaggi che richiedono trasmissione visibile e applicazioni a basso-carico e resistenti agli urti-. La resina ABS ha un equilibrio tra rigidità e resistenza agli urti ed è facile da tingere, ma ha una resistenza alle basse temperature (inferiore o uguale a 80 gradi) e una scarsa resistenza all'usura. È soggetto a usura e deformazione dopo un utilizzo-a lungo termine. È adatto per ingranaggi a bassa-velocità, con carico leggero-e ingranaggi ausiliari per trasmissioni non-principali.
Materie plastiche speciali-per alte temperature
Le plastiche speciali-alle alte temperature offrono un'elevata robustezza e resistenza alle alte temperature, in grado di sopportare carichi medio-alti e ambienti difficili, ma sono costose e difficili da lavorare. Il polietereterchetone (PEEK) mostra prestazioni eccellenti, con resistenza alla temperatura fino a 250 gradi, elevata resistenza, elevata resistenza all'usura, resistenza alla corrosione petrolifera e chimica e buona stabilità dimensionale. Tuttavia, è costoso, richiede temperatura e pressione elevate per la lavorazione ed è difficile da modellare. È adatto per ingranaggi ausiliari di motori automobilistici, ingranaggi ad alto carico-in apparecchiature industriali e ingranaggi in apparecchiature mediche. Il materiale PEEK ha una bassa densità (circa 1,32 g/cm³), buone proprietà auto-lubrificanti e un'eccezionale resistenza all'usura. In specifiche condizioni di prova, il suo tasso di usura è inferiore a quello degli ingranaggi in acciaio. Inoltre, le sue caratteristiche di smorzamento possono assorbire l'energia delle vibrazioni, ottenendo una trasmissione silenziosa. Il polifenilene solfuro (PPS) ha una resistenza alla temperatura inferiore o uguale a 220 gradi, robustezza e resistenza all'usura vicine al PEEK ed è resistente agli acidi, agli alcali e alle macchie di olio ad alta temperatura-. Il suo costo è inferiore al PEEK. Viene spesso modificato aggiungendo fibra di vetro o riempitivi minerali per migliorare la rigidità e la resistenza alla temperatura, rendendolo adatto per applicazioni come ingranaggi ausiliari nelle trasmissioni automobilistiche, ingranaggi di pompe dell'acqua industriali e ingranaggi in zone ad alta-temperatura all'interno di dispositivi elettronici. La poliimmide (PI) ha resistenza alle alte temperature, ma è fragile, difficile da lavorare e costosa. È adatto per ingranaggi speciali in ambienti con temperature estremamente elevate-e la sua applicazione nel settore civile è limitata.
