Plastik dişliler sessiz çalışma, düşük ağırlık ve farklı çalışma şartları uyarlanabilme özelliklerinden dolayı farklı mekanik sistemlerde kullanılabilir. Ancak bir plastik dişlinin çalışma performansı sadece dişli geometrisine bağlı değildir. Kullanılan polimerin sıcaklık dayanımı, mekanik özellikleri, sürtünme davranışı ve çevresel unsurlara karşı gösterdiği performans da göz önünde bulundurulmalıdır. Bu yüzden plastik dişli imalatında kullanılabilecek malzemenin dişlinin görev yaptığı sisteme bağlı olarak belirlenmesi gerekir.
Plastik dişli malzemeleri arasında POM, PA6, PE1000 ve PTFE gibi farklı mühendislik malzemeleri yer alır. Her malzemenin hız, yük, aşınma, nem ve sıcaklık karşısından davranışı aynı değildir. Dolayısıyla plastik dişli malzeme tercihi yapılırken tek bir özelliğe odaklanmak yerine dişlinin tüm çalışma şartları değerlendirilmelidir.
Plastik dişli malzemesi tercihinin ilk aşamasında dişlinin maruz kalacağı mekanik yükün belirlenmesi gerekir. Dişlilere sürekli ya da aralıklı olarak aktarılan kuvvet, kullanılacak malzemenin mekanik dayanımı ile doğrudan alakalıdır. Yüksek hızlarda çalışan bir dişlide sürtünmeden kaynaklanan aşınma ve ısınma daha önemli hale gelebilir.
Çalışma sıcaklığı da tercih aşamasında dikkate alınması gereken temel etkenlerden biridir. Plastiklerin mekanik özellikleri sıcaklık değişikliklerinden etkilenebilir. Bunun yanı sıra kimyasallar, yağlar, nem ve diğer çevresel unsurlar malzemenin kullanım davranışını değiştirebilir.
Karşı dişlinin malzemesi de bu noktada göz ardı edilmemelidir. Plastik- plastik ya da plastik- metal temasında oluşan sürtünme ve aşınma şartları farklı olabilir. Bu yüzden mühendislik plastiği dişli tercih edilirken sadece dişlinin kendisi değil, birlikte çalıştığı parçalar ve sistemin genel çalışma şartları da değerlendirmelidir.
Plastik dişli üretiminde aktif olarak kullanılan malzemeler arasında farklı teknik özelliklere sahip mühendislik plastikleri vardır. POM, PA6, PE1000 ve PTFE, belli uygulama şartlarında değerlendirilebilecek başlıca seçenekler arasında yer alır.
POM (poliasetal) plastik dişli uygulamalarında sık değerlendirilen mühendislik plastiklerinden biridir. Düşük sürtünme özellikleri ve boyutsal kararlılığı sayesinde hassas dişli geometrinin koruma altına alınmasının önemli olduğu uygulamalarda kullanılabilir.
POM’un yüzey özellikleri, hareketli parçalar arasındaki sürtünmenin kontrol edilmesinin istendiği sistemlerde büyük bir avantaj sağlayabilir. Bu yüzden hassas çalışan mekanizmalar ve belli otomasyon uygulamalarındaki plastik dişliler için kullanılabilir. Bununla beraber malzeme tercihi sırasında sadece düşük sürtünme özelliğine değil dişlinin taşıyacağı yük ve çalışma sıcaklığına da bakılması gerekir.
PA6 (polyamid 6), mekanik dayanım ihtiyacı olan plastik dişi uygulamalarında değerlendirilen malzemelerden biridir. Özellikle yük taşıma kapasitesinin çok önemli olduğu sistemlerde tercih seçenekleri arasında yer alır.
Ancak PA6’nın nem alma özelliği plastik dişli malzeme tercihinde özellikle göz önünde bulundurulmalıdır. Ortamda alınan nem, malzemenin mekanik ve boyutsal özelliklerini etkileyebileceği için nemli ortamlarda çalışan dişliler için uygulama şartları ayrıca değerlendirilmelidir. Bu yüzden poliamid dişli tasarımında sadece başlangıçtaki malzeme özelliklerine bakılması yeterli değildir.
PE1000, yüksek moleküler ağırlıklı polietilen olarak bilinen ve aşınma davranışının önem kazandığı uygulamalarda değerlendirilebilen bir malzemedir. Sürekli temasın söz konusu olduğu sistemlerde malzemenin aşınma özellikleri çok önemlidir.
PE1000 aynı zamanda darbe şartlarının bulunduğu bazı uygulamalarda değerlendirilebilir. Bununla beraber daha yüksek mekanik yüklerin olduğu her sistem için uygun olduğu düşünülmelidir. Dişli üzerindeki yük, çalışma süresi, dönüş hızı ve karşı yüzey özellikleri birlikte incelenerek karar verilmelidir.
PTFE, çok düşük sürtünme katsayısı ve kimyasal dayanımı ile ön plana çıkan bir mühendislik plastiğidir. Bu özelliklerinden dolayı sürtünmenin mümkün olduğunca azaltılmasının önemli olduğu özel uygulamalarda değerlendirilebilir.
Bununla beraber PTFE’nin mekanik davranışı diğer bazı mühendislik plastiklerden farklıdır. Özellikle yük altında deformasyon ve boyutsal kararlılık gibi etkenler dikkate alınmalıdır. Bu yüzden PTFE esaslı plastik dişli malzemesi tercihi uygulamanın hız ve yük koşuları incelenerek yapılmalıdır.
Plastik dişlinin çalışma şartları değerlilirken devir, yük ve aşınma birbirinden bağımsız düşünülmemelidir. Dişlere uygulanan yük oranı arttıkça dış yüzeyleri üzerindeki temas şartları da değişir ve malzemenin mekanik dayanımı daha önemli hale gelir. Özellikle süreli yük altında çalışan dişlilerde malzemenin deformasyona karşı davranışı göz önünde bulundurulmalıdır.
Dönüş hızı arttığında temasın tekrar etme sıklığı da artar. Bu durum sürtünme kaynaklı ısınmanın ve çalışma sıcaklığının önemini arıtabilir. Aynı zamanda yüksek devirle beraber dış yüzeyinin birbiriyle daha sık temas etmesi uygun olmayan malzeme eşleşmelerinde aşınma hızlandırabilir.
Aşınma ise sadece malzemenin sertliği ile açıklanabilecek bir konu değildir. Dişli üzerindeki yük, çalışma süresi, dönüş hızı, temas eden yüzeylerin özellikleri ve yağlama koşulları birlikte değerlendirilmelidir. Sürekli çalışan bir mekanizmada başlangıçta uygun görülen bir malzemenin uzun süreli kullanım performansı farklı olabilir. Bu yüzden plastik dişli imalatında malzeme tercihi yapılırken sistemin gerçek çalışma döngüsü dikkate alınmalıdır.
Plastik dişlinin bulunduğu ortam, kullanılacak malzemenin belirlenmesinde çok önemli bir etkendir. Yüksek sıcaklık, kimyasal maddeler, nem ya da yağlarla temas söz konusu olduğunda malzemenin bu şartlardaki davranışı incelenmelidir.
Örnek vermek gerekirse; nemli bir ortamda çalışacak dişli için malzemenin su alma eğilimi ve bunun boyutsal özelliklerine etkisi oldukça önemlidir. Sıcaklığın yükseldiği uygulamalarda ise malzemenin sıcaklık altında mekanik özellikleri ne ölçüde koruyabildiği değerlendirilmelidir. Kimyasallarla doğrudan temas eden sistemlerde de malzemenin ilgili ortama karşı dayanımı kontrol edilmelidir.
Yağlama şartları da malzeme tercihinde dikkate alınabilir. Kullanılan yağ ya da gres ile dişli malzemesinin uyumlu olması şarttır. Bu yüzden çalışma ortamı değerlendirilmeden sadece malzemenin genel özelliklerine bağlı olarak plastik dişli tercihi yapmak doğru bir yaklaşım olmayabilir.
Plastik dişli imalatında kullanılacak malzemenin tedarik aşamasında sadece malzemenin ticari adı üzerinden tercih yapılmamalıdır. Malzemenin kullanım koşullarına uygunluğu, teknik özellikleri ve ihtiyaç duyulan ölçü ya da formda temin edilebilmesi birlikte değerlendirilmelidir.
POM, PA6, PE1000 ve ya PTFE gibi farklı plastik dişli malzemeleri arasından tercih yapılırken dişlinin çalışma devri, yükü, sıcaklığı, nem durumu, yağlama koşulları ve karşı dişlinin özellikleri dikkate alınmalıdır. Gerektiğinde malzemenin teknik dökümanları incelenerek çalışma şartlarına uygun olup olmadığı kontrol edilmelidir.
Doğru malzeme tercihi, plastik dişlinin çalışma performansının yanı sıra sistem içerisindeki uyumunu ve kullanım süresini de etkileyebilir. Bu yüzden plastik dişli imalatı öncesinde malzeme tercihinin uygulamaya özgü teknik ihtiyaçlar üzerinden yapılması çok önemlidir.
Gürkan Polimer, plastik dişli imalatında kullanılabilecek mühendislik plastikleri konusunda malzeme tedarik çözümleri sunar. POM, PA6, PE1000 ve PTFE gibi seçeneklerin farklı uygulama ihtiyaçlarına göre değerlendirilmesine yardımcı olarak, plastik dişli malzeme tercihinde en doğru ürüne ulaşması kolay hale getirir.
Plastik dişli imalatında POM, PA6, PE1000 ve PTFE gibi mühendislik plastiklerin kullanıldığı görülür. Hangi malzemenin değerlendirileceği; hız, yük, sıcaklık, yağlama, nem ve diğer çalışma şartlarına bağlı olarak değişiklik gösterir.
Yük, çalışma sıcaklığı, dönüş hızı, sıcaklık, kimyasal ortam, nem, yağlama koşulları, aşınma beklentisi ve karşı dişlinin malzemesi birlikte değerlendirilmelidir.
Bazı plastik dişliler yüksek devirli uygulamalarda sorunsuz şekilde kullanılabilir. Ancak uygunluk sadece devir sayısına bağlı değişir. Sürtünme, yük, oluşabilecek ısı, çalışma süresi ve malzemenin bu koşullardaki davranışı birlikte incelenmelidir.
Bazı uygulamalarda plastik dişliler metal dişlilere bir seçenek olarak değerlendirilebilir. Ancak iki malzemenin mekanik ve çalışma özellikleri birbirinden farklıdır. Bu yüzden değişim kararı, sistemin sıcaklığı, hızı, yükü, çalışma süresi ve diğer teknik ihtiyaçları göz önünde bulundurularak verilmelidir.