Далистъклени ровинги or къси стъклени влакна, основно фибростъкло or precio fibra de carbonoсе добавят към термопластичната матрица, целта е основно да се подобрят механичните и структурните свойства на полимера.Има много разлики между двата основни метода за подсилване на термопласти за леене под налягане, от начина, по който се комбинират с полимерната матрица, до нивото на производителност, което могат да осигурят, и едната форма на влакна може да е по-другата е по-подходяща, но за шейпърът, основната разлика между късите и дългите влакна е степента, в която се обработват.
Обработка на термопласти, подсилени с дълги влакна
Основната цел на обработката на термопласти, подсилени с дълги влакна, е да се поддържа дължината на влакната, което е критично за оптимизиране на здравината и издръжливостта.Счупването на влакната може да има отрицателно въздействие върху свойствата на полимерния композит и в крайна сметка може да отмени ползите от използването на нишки от стъклени влакна.Неправилното боравене и неправилният дизайн на инструментите и компонентите, или използването на неоптимизирано оборудване за обработка или настройки, могат да доведат до счупване на влакното.
За разлика от пластмасите, подсилени с нарязани влакна, подсилените с дълги влакна материали обикновено се правят чрез пултрузия.Процесът включва разтяганестъклоs скитанеимпрегнирани с термопластична смола чрез специална матрица за импрегниране (така че смолата да може да увие и свърже влакната) и след това да нарежете екструдираните нишки на пелети, влакната в пелетите обикновено са 12 mm Дългата, пълна дължина включва еднопосочна армировка от влакна и тази дължина е критична, за да позволи на полимера ефективно да прехвърли напрежението към по-здрави влакна.
Когато тези пелети се използват за леене под налягане, дългите влакна са подравнени и плътно навити, за да образуват вътрешен скелет, който осигурява здравина и издръжливост.В сравнение с материалите с пълнеж от къси влакна, композитите, подсилени с дълги влакна, независимо далифибростъкло влакнаили въглеродни влакна, осигуряват по-високи съотношения на якост към тегло, якост на удар, по-дълъг живот на циклична умора и по-широка устойчивост на топлина и по-добра стабилност на размерите.
Тези издръжливи материали предлагат структурни показатели, сравними с метала, но са по-леки от метала и могат да се възползват от предимствата на ефективността на обработката на леенето под налягане.1k плат от въглеродни влакнае особено ценен като заместител на метал, защото те са 70% по-леки от стоманата и по-леки от стоманата.Алуминият е с 40% по-лек, така че композитите, подсилени с дълги влакна, могат да се използват за производство на взискателни компоненти в автомобилостроенето, спортните стоки, космическата индустрия, потребителските стоки и индустриалното оборудване.Типичните основни смоли включват полиамид (PA или найлон), полипропилен (PP), твърд термопластичен полиуретан (ETPU) и високотемпературни смоли като полиетеретеркетон (PEEK), полифталамид (PPA) и полиамид.Етеримид (PEI) и т.н. Въпреки че всеки термопласт може да бъде подсилен с влакна, само някои предлагат по-висока производителност, защото са по-добре подсилени.По-точно, полукристалните смоли са по-добре подсилени с влакна, отколкото аморфните смоли, което означава, че тяхната твърдост и здравина се увеличават още повече.
Точки за обработка на подсилени с дълги влакна материали
В сравнение с немодифицирани или гранулирани смоли, напълнени с прах, формоването на композити, подсилени с дълги влакна, има определени изисквания към формите, портите, оборудването за формоване и дизайна на частите.Процесите, използвани за обработка на тези материали, също се различават от тези на полимерите, подсилени с къси влакна.
Както споменахме по-рано, поддържането на дължината на влакното е ключът към успеха.Факторите, които могат да причинят скъсяване на дължината на влакното, включват високо налягане и срязване от шнека за впръскване, както и острите ъгли във формата и плъзгача.За да поддържате дължината на влакното, трябва да имате предвид 3 ключови точки на обработка:
1. Материал и дизайн на матрицата
Въпреки че дългите влакна се износват по-малко върху матрицата, отколкото късите влакна, тъй като има по-малко игловидни краища на влакна, които засягат матрицата, един и същи тип стомана за матрица е подходяща както за полимери, подсилени с дълги, така и за къси влакна, най-често срещаните Първият е формовъчна стомана P20, която може да издържи повече от 100 000 инжекции непрекъснато.Ако се изисква по-голяма издръжливост (над 100 000 цикъла на впръскване), по-добър избор са хром молибденова стомана H13 или въздушно закалена стомана A9.Като цяло закалените форми са най-добрият избор за обработка на подсилени с влакна термопласти.За износените форми те могат да бъдат ремонтирани с помощта на технология за галванопластика.Алуминиевите форми могат дори да се използват, ако трябва да бъдат произведени прототипи, за да се валидира дизайнът.
2. Оборудване за формоване
Подсилените с дълги влакна термопласти могат да се обработват с помощта на стандартно оборудване за леене под налягане само с няколко непостоянни модификации, за да се запази дължината на влакната и да се приспособят към по-високи вискозитети.Препоръчва се винт за ниско налягане или винт с общо предназначение с възвратен пръстен, който позволява свободен поток в горната част.Могат да се използват дюзи с общо предназначение, но найлоновите дюзи трябва да се избягват, тъй като тяхната форма на пясъчен часовник (предназначена да предотвратява лигавене) ограничава потока, създава срязване и причинява абразия на влакната.Друг съвет за намаляване на срязването е избягването на конструкции на дюзи с обърнат конус.Като цяло по-големите отвори на дюзите (минимум 5,6 mm) улесняват преминаването на смоли, подсилени с вискозни влакна.
Добро правило за всяка инжекционна машина е да инжектирате само 60-70% от обема.Твърде големият размер на изстрела увеличава времето за нулиране, докато твърде малкият размер на изстрела означава, че материалът остава в цевта за по-дълго, което потенциално води до влошаване.
3. Условия за обработка
Що се отнася до обработката, важно е да се обърне внимание на два проблема: деформация и пълзене.Като цяло, подсилените с дълги влакна термопластични части изпитват по-малко изкривяване отфибростъкло с къси нишкичасти, тъй като навиването на нажежаемата жичка намалява диференциалното свиване, но частите от дълги влакна, формовани под налягане, все още се деформират, като една от причините е, че влакната протичат по дължината на ориентацията, като същевременно повишава здравината на частта, може да доведе до анизотропия.За да се предотврати изкривяването, могат да се използват алтернативни местоположения на вратата или дизайн на части, за да се избегне прекомерното подравняване на влакната в области, които не изискват висока якост, за да издържат на структурни натоварвания.
Запазете предимството на дългите влакна
Успешното формоване на композитни материали, подсилени с дълги влакна, изисква известна модификация на насоките за проектиране и параметрите на обработка, приложими за смеси от неармирана смола и къси влакна.За да извлечете максимума от подсилванията с дълги влакна (които струват повече от материалите без пълнеж илиармировка от нарязани нишки от фибростъклопоради тяхната висока производителност), най-добрите практики трябва да се следват през целия процес.Ако дългите влакна са счупени или неправилно подравнени поради неправилно боравене, дизайн на матрицата или настройка на оборудването, предимствата на тяхната висока якост и висока издръжливост ще бъдат намалени или дори загубени.
#стъклени ровинги#къси стъклени влакна#1k плат от въглеродни влакна#фибростъкло с къси нишки#армировка от нарязани нишки от фибростъкло
Време на публикуване: 21 октомври 2022 г