Da listakleni rovings or kratkih staklenih vlakana, prime fiberglass or precio fibra de carbonose dodaju termoplastičnoj matrici, svrha je u osnovi poboljšati mehanička i strukturna svojstva polimera.Postoje mnoge razlike između dvije glavne metode ojačanja termoplasta za injekcijsko prešanje, od načina na koji se kombinuju sa polimernom matricom, do nivoa performansi koje mogu da pruže, a jedan oblik vlakna može biti više Drugi je prikladniji, ali za oblikovnika, glavna razlika između kratkih i dugih vlakana je stepen do kojeg su obrađena.
Obrada termoplasta ojačanih dugim vlaknima
Primarni cilj obrade termoplasta ojačanih dugim vlaknima je održavanje dužine vlakana, što je ključno za optimizaciju čvrstoće i žilavosti.Lomljenje vlakana može imati negativan utjecaj na svojstva polimernog kompozita i može u konačnici negirati prednosti korištenja niti od staklenih vlakana.Nepravilno rukovanje i pogrešan dizajn alata i komponenti, ili korištenje neoptimizirane opreme za obradu ili podešavanja, mogu dovesti do lomljenja vlakana.
Za razliku od nasjeckane plastike ojačane vlaknima, materijali ojačani dugim vlaknima obično se proizvode pultruzijom.Proces uključuje istezanjeglass rovingimpregnirani termoplastičnom smolom kroz specijalnu matricu za impregnaciju (tako da smola može omotati i vezati vlakna), a zatim izrezati ekstrudirane niti u pelete, vlakna u peletima su tipično 12 mm. Dugačka, puna dužina ima jednosmjerno ojačanje vlaknima , a ova dužina je kritična za omogućavanje polimera da efikasno prenese stres na jača vlakna.
Kada se ovi peleti koriste za brizganje, duga vlakna su poravnata i čvrsto namotana da formiraju unutrašnji kostur koji pruža snagu i žilavost.U poređenju sa materijalima punjenim kratkim vlaknima, kompoziti ojačani dugim vlaknima, bilo dafiberglas vlaknaili karbonska vlakna, daju veći omjer čvrstoće i težine, udarnu žilavost, duži vijek trajanja cikličkog zamora i širu otpornost na toplinu i bolju stabilnost dimenzija.
Ovi izdržljivi materijali nude strukturalne performanse uporedive sa metalom, ali su lakši od metala i mogu iskoristiti prednosti efikasnosti obrade brizganjem.1k tkanina od karbonskih vlakanaje posebno vrijedan kao zamjena za metal jer su 70% lakši od čelika i lakši od čelika.Aluminij je 40% lakši, tako da se kompoziti ojačani dugim vlaknima mogu koristiti za proizvodnju zahtjevnih komponenti u automobilskoj industriji, sportskoj robi, zrakoplovstvu, robi široke potrošnje i industrijskoj opremi.Tipične bazne smole uključuju poliamid (PA ili najlon), polipropilen (PP), kruti termoplastični poliuretan (ETPU) i smole visoke temperature kao što su polietereterketon (PEEK), poliftalamid (PPA) i poliamid.Eter imid (PEI) itd. Iako se bilo koji termoplast može ojačati vlaknima, samo neki nude bolje performanse jer su bolje ojačani.Preciznije, polukristalne smole su bolje ojačane vlaknima od amorfnih smola, što znači da se njihova krutost i čvrstoća još više povećavaju.
Točke obrade materijala ojačanih dugim vlaknima
U poređenju s nemodificiranim ili granuliranim smolama punjenim prahom, oblikovanje kompozita ojačanih dugim vlaknima ima određene zahtjeve za kalupe, kapije, opremu za oblikovanje i dizajn dijelova.Postupci koji se koriste za obradu ovih materijala također se razlikuju od onih kod polimera ojačanih kratkim vlaknima.
Kao što je ranije spomenuto, održavanje dužine vlakana je ključ uspjeha.Faktori koji mogu uzrokovati skraćivanje dužine vlakana uključuju visoki pritisak i smicanje od zavrtnja za ubrizgavanje, kao i oštri uglovi u sistemu kalupa i vodilica.Da biste održali dužinu vlakana, morate imati na umu 3 ključne točke obrade:
1. Materijal kalupa i dizajn
Iako se duga vlakna manje troše na kalupu od kratkih jer ima manje igličastih krajeva vlakana koji utječu na kalup, isti tip čelika za kalup pogodan je i za polimere ojačane dugim i kratkim vlaknima, najčešće. je P20 čelik za kalupe, koji može izdržati više od 100.000 injekcija u kontinuitetu.Ako je potrebna veća izdržljivost (iznad 100.000 ciklusa ubrizgavanja), H13 hrom molibden čelik ili A9 čelik kaljen zrakom su bolji izbor.Općenito, očvrsli kalupi su najbolji izbor za obradu termoplasta ojačanih vlaknima.Za pohabane kalupe, mogu se obnoviti pomoću tehnologije galvanizacije.Aluminijski kalupi se čak mogu koristiti ako se moraju proizvesti prototipovi kako bi se potvrdio dizajn.
2. Oprema za formiranje
Termoplasti ojačani dugim vlaknima mogu se obraditi pomoću standardne opreme za brizganje sa samo nekoliko netrajnih modifikacija kako bi se očuvala dužina vlakana i prilagodili višim viskoznostima.Preporučuje se vijak niskog pritiska ili opće namjene s nepovratnim prstenom koji omogućava slobodan protok na vrhu.Mogu se koristiti mlaznice opće namjene, ali najlonske mlaznice treba izbjegavati jer njihov oblik pješčanog sata (dizajniran da spriječi slinjenje) ograničava protok, stvara smicanje i uzrokuje abraziju vlakana.Još jedan savjet za smanjenje smicanja je izbjegavanje dizajna mlaznica s obrnutim konusom.Općenito, veće rupe za mlaznice (minimalno 5,6 mm) olakšavaju prolaz smolama ojačanim viskoznim vlaknima.
Dobro pravilo za bilo koju mašinu za ubrizgavanje je da se ubrizgava samo 60-70% zapremine.Prevelika veličina sačme povećava vrijeme resetiranja, dok premala veličina sačme znači da materijal ostaje duže u cijevi, što može dovesti do degradacije.
3. Uslovi obrade
Što se tiče obrade, važno je pozabaviti se dva pitanja: krivljenjem i puzanjem.Općenito, termoplastični dijelovi ojačani dugim vlaknima imaju manje savijanja negokratkim vlaknima fiberglasadijelovi jer namotavanje filamenta smanjuje diferencijalno skupljanje, ali dijelovi dugih vlakana brizgani i dalje se deformiraju, jedan od razloga je to što vlakna teku duž orijentacijskog poravnanja, dok istovremeno povećavaju čvrstoću dijela, mogu dovesti do anizotropije.Da bi se spriječilo savijanje, mogu se koristiti alternativne lokacije kapija ili dizajn dijelova kako bi se izbjeglo prekomjerno poravnanje vlakana u područjima koja ne zahtijevaju veliku čvrstoću da izdrže strukturna opterećenja.
Zadržite prednost dugih vlakana
Uspješno oblikovanje kompozita ojačanih dugim vlaknima zahtijeva određene modifikacije smjernica za dizajn i parametara obrade primjenjivih na neojačanu smolu i smjese kratkih vlakana.Da biste izvukli maksimum iz ojačanja dugim vlaknima (koja koštaju više od neispunjenih materijala iliojačanje sjeckanim nitima od fiberglasazbog njihovih visokih performansi), najbolje prakse se moraju pratiti tokom cijelog procesa.Ako su duga vlakna slomljena ili neusklađena zbog nepravilnog rukovanja, dizajna matrice ili postavljanja opreme, njihova visoka čvrstoća i visoka žilavost će se smanjiti ili čak izgubiti.
#stakleni rovings#kratkih staklenih vlakana#1k tkanina od karbonskih vlakana#kratkim vlaknima fiberglasa#ojačanje sjeckanim nitima od fiberglasa
Vrijeme objave: 21.10.2022