Materijal od kojeg je zupčanik izrađen izravno utječe na njegova svojstva poput čvrstoće, otpornosti na habanje, kao i na ukupnu učinkovitost zupčaničkog sustava. U ovom članku ćemo se usredotočiti na čimbenike koje treba uzeti u obzir pri odabiru pravog materijala za proizvodnju zupčanika.
Čimbenici koji utječu na izbor materijala
Prvi i najvažniji čimbenik koji određuje izbor materijala za zupčanici ima vrsta opterećenjakakav će točak morati nositi. Za primjene koje zahtijevaju visoku čvrstoću i žilavost, metalne legure kao što je kaljeni čelik ili legure nikla. Za primjene manjeg opterećenja gdje je naglasak na smanjenju buke i težini, često se koriste proizvedeni kotači izrađeni od aluminija ili plastike.
Drugi važan aspekt je radno okruženje zupčanika. U uvjetima intenzivnog trošenja, visokih temperatura ili agresivnih kemikalija, materijal mora biti otporan na koroziju i abrazivne pojave. U takvim slučajevima koriste se specijalne legure kao npr nehrđajućeg čelika ili fosforne bronce.
Tehnološki aspekti izbora materijala
Izbor materijala također utječe na proces proizvodnje zupčanika. Različiti materijali zahtijevaju različite metode obrade, npr. tokarenje, glodanje ili kaljenje. Na primjer, strojna obrada kaljenog čelika zahtijeva upotrebu karbidnih ili dijamantnih alata, što može utjecati na troškove proizvodnje. S druge strane, plastika i aluminij omogućuju lakše i jeftinije tehnike obrade. Stoga je važno uzeti u obzir izbor materijala kako tehnoloških tako i ekonomskih zahtjeva proces proizvodnje.
Posljednji, ali ne i najmanje važan aspekt je utjecaj materijala na ukupnu učinkovitost sustava zupčanika. Materijali visoke tvrdoće i izdržljivosti mogu značajno produljiti životni vijek zupčanika i cijelog sustava, smanjujući učestalost pregleda i zamjene dijelova. Međutim, oni također mogu povećati početne troškove. U međuvremenu, lakši materijali kao što je aluminij mogu smanjiti ukupnu težinu sustava, što je korisno u mobilnim aplikacijama. Konačni izbor materijala trebao bi biti rezultat kompromis između izvedbe, cijene i specifičnih zahtjeva za datu aplikaciju.