En la investigació, el desenvolupament i la fabricació d'equips de manipulació de materials, la selecció de materials és un pas fonamental per determinar el rendiment, la durabilitat i els escenaris aplicables de l'equip. A diferència dels productes industrials normals, els equips de manipulació de materials estan sotmesos a càrregues d'alta-freqüència, impactes dinàmics i interaccions ambientals complexes-tot l'any. Els seus materials no només han de complir els requisits de rigidesa de resistència mecànica, sinó que també han d'aconseguir un equilibri integral en termes de resistència al desgast, resistència a la corrosió, lleugeresa i seguretat i fiabilitat. Una estratègia de selecció de material científicament sòlida pot allargar significativament la vida útil de l'equip, reduir els costos de manteniment i garantir un funcionament estable en diverses condicions de treball.
En primer lloc, l'estructura de càrrega-és la dimensió bàsica de la consideració del material. El bastidor principal i els components-de càrrega dels equips de manipulació de materials sovint suporten tensions repetides i impactes instantanis; per tant, sovint es seleccionen acers d'alta-resistencia o acers d'aliatge especial. L'acer estructural al carboni d'alta-qualitat té una bona mecanització i rendibilitat-cost, adequat per a escenaris de càrrega convencionals; en entorns de-càrrega pesada o d'alta-fatiga, l'acer de baixa-aliatge-tractat tèrmicament pot proporcionar millors reserves de resistència a la tracció i tenacitat, retardant l'inici i la propagació de les fissures. Per als dispositius mòbils que requereixen una reducció de pes (com ara carrosseries de vehicles amb guia automàtica i barres lleugeres de carretons elevadors), s'utilitzen sovint aliatges d'alumini o magnesi. Aquests materials redueixen significativament el pes mantenint una rigidesa suficient, contribuint a millorar l'autonomia i la maniobrabilitat. No obstant això, els seus processos de soldadura i protecció contra la corrosió són més exigents.
En segon lloc, la resistència al desgast dels components de contacte i fricció afecta directament l'eficiència de l'equip i la freqüència de manteniment. Els corrons transportadors, els rodets de pal de carretons elevadors i els rails de la plataforma elevadora són propensos a desgastar-se a causa del moviment relatiu a llarg termini-de materials o estructures. Els plàstics d'enginyeria (com ara el polietilè d'ultra-pes molecular elevat) s'utilitzen àmpliament per reduir la resistència operativa i el soroll a causa de les seves propietats auto-lubricants i del baix coeficient de fricció. En condicions dures de contacte de metall-a-metall, l'enduriment superficial o el cromat dur poden millorar eficaçment la duresa i la vida útil. Els recobriments ceràmics també es poden utilitzar per millorar la resistència al desgast a alta-temperatura quan sigui necessari.
En tercer lloc, l'adaptabilitat ambiental és un factor decisiu en la selecció de materials per a escenaris específics. Per als entorns amb medis corrosius, com ara indústries químiques, alimentàries, farmacèutiques o de transport marítim, s'ha de donar prioritat a l'acer inoxidable o acer al carboni tractat especialment amb propietats anticorrosives. L'acer inoxidable té una excel·lent resistència a l'àcid i als àlcalis i la prevenció de l'òxid, però és costós i pot tenir una resistència específica més baixa en estructures de treball pesat-. La galvanització en calent-o el recobriment en pols epoxi pot aconseguir una protecció eficaç a un cost més baix. En condicions de baixa-temperatura, com ara l'emmagatzematge de la cadena de fred o el transport polar, s'han de seleccionar acers o aliatges amb una excel·lent tenacitat a baixa-temperatura per evitar fractures sobtades en el rang de fragilitat a baixa-temperatura.
La seguretat i el compliment de la normativa també són aspectes crucials de la selecció de materials. Alguns equips de manipulació poden entrar en contacte directe amb els aliments; Els materials han de complir els estàndards de seguretat alimentària, evitant recobriments que alliberin substàncies tòxiques o que generen bacteris fàcilment. Els equips utilitzats en entorns a prova d'explosió-han d'utilitzar materials antiestàtics i que no produeixin-espurnes per evitar les fonts d'ignició per impactes mecànics. A més, la resistència a la flama i la reciclabilitat dels materials s'estan convertint cada cop més en punts clau d'avaluació en el context de la fabricació verda i l'economia circular.
En general, la selecció de materials per a equips de manipulació de materials és un procés d'enginyeria sistemàtic que integra propietats mecàniques, entorn operatiu, economia i requisits reguladors. En les primeres etapes s'ha de dur a terme una avaluació exhaustiva de l'espectre de càrrega, la temperatura i la humitat de funcionament, els mitjans corrosius, els requisits de neteja i els costos del cicle de vida. Aquesta avaluació s'hauria de combinar amb la viabilitat dels processos de fabricació avançats per desenvolupar un pla de selecció de materials per nivells i zones: s'ha de donar prioritat a garantir la resistència i la tenacitat a les zones de càrrega-crítiques; les superfícies de fricció haurien de prioritzar la resistència al desgast i la baixa resistència; l'aspecte i les superfícies de contacte han d'equilibrar la resistència a la corrosió i la higiene; i el potencial lleuger s'hauria d'explorar per als components estructurals. Només d'aquesta manera es pot maximitzar el rendiment de l'equip i optimitzar el seu valor de cicle de vida alhora que garanteix la seguretat i la fiabilitat, proporcionant una base material sòlida per als sistemes moderns de logística i producció.
