Či užsklenené rovingy or krátke sklenené vlákna, prvotriedne sklolaminát or precio fibra de carbonosa pridávajú do termoplastickej matrice, účelom je v podstate zlepšiť mechanické a štruktúrne vlastnosti polyméru.Medzi týmito dvoma hlavnými metódami vystužovania termoplastov na vstrekovanie je veľa rozdielov, od spôsobu ich kombinácie s polymérnou matricou až po úroveň výkonu, ktorú môžu poskytnúť, a jedna forma vlákna môže byť viac Druhá je vhodnejšia, ale pre tvarovač, hlavným rozdielom medzi krátkymi a dlhými vláknami je stupeň ich spracovania.
Spracovanie termoplastov vystužených dlhými vláknami
Primárnym cieľom spracovania termoplastov vystužených dlhými vláknami je zachovať dĺžku vlákna, ktorá je rozhodujúca pre optimalizáciu pevnosti a húževnatosti.Pretrhnutie vlákna môže mať negatívny vplyv na vlastnosti polymérneho kompozitu a môže v konečnom dôsledku negovať výhody používania nití zo sklenených vlákien.Nesprávna manipulácia a chybný dizajn nástrojov a komponentov alebo použitie neoptimalizovaných spracovateľských zariadení alebo nastavení môžu viesť k pretrhnutiu vlákna.
Na rozdiel od plastov vystužených nasekanými vláknami sa materiály vystužené dlhými vláknami zvyčajne vyrábajú pultrúziou.Proces zahŕňa strečingsklos potulovať saimpregnované termoplastickou živicou cez špeciálnu impregnačnú matricu (aby sa živica mohla obaliť a spájať vlákna) a potom narezané vytlačené pramene na pelety, vlákna v peletách sú zvyčajne 12 mm Dlhá, po celej dĺžke má jednosmerné vystuženie vláknami a táto dĺžka je kritická pre umožnenie polyméru efektívne prenášať napätie na silnejšie vlákna.
Keď sa tieto pelety používajú na vstrekovanie, dlhé vlákna sú zarovnané a pevne navinuté, aby vytvorili vnútornú kostru, ktorá poskytuje pevnosť a húževnatosť.V porovnaní s krátkovláknovými plnenými materiálmi sú kompozity vystužené dlhými vláknami, čisklolaminátové vláknaalebo uhlíkové vlákna, poskytujú vyšší pomer pevnosti k hmotnosti, rázovú húževnatosť, dlhšiu životnosť cyklickej únavy a širšiu tepelnú odolnosť a lepšiu rozmerovú stabilitu.
Tieto odolné materiály ponúkajú konštrukčný výkon porovnateľný s kovom, no sú ľahšie ako kov a sú schopné využiť výhody efektívnosti spracovania vstrekovaním.1k tkanina z uhlíkových vlákiensú obzvlášť cenné ako náhrada kovu, pretože sú o 70 % ľahšie ako oceľ a ľahšie ako oceľ.Hliník je o 40 % ľahší, takže kompozity vystužené dlhými vláknami možno použiť na výrobu náročných komponentov v automobilovom priemysle, športovom tovare, letectve, spotrebnom tovare a priemyselných zariadeniach.Typické základné živice zahŕňajú polyamid (PA alebo nylon), polypropylén (PP), tuhý termoplastický polyuretán (ETPU) a vysokoteplotné živice, ako je polyéteréterketón (PEEK), polyftalamid (PPA) a polyamid.Éterimid (PEI) atď. Hoci každý termoplast môže byť vystužený vláknami, len niektoré ponúkajú vyšší výkon, pretože sú lepšie vystužené.Presnejšie povedané, semikryštalické živice sú lepšie vystužené vláknami ako amorfné živice, čo znamená, že ich tuhosť a pevnosť sa ešte zvýši.
Body spracovania materiálov vystužených dlhými vláknami
V porovnaní s nemodifikovanými alebo granulovanými práškovými živicami má tvarovanie kompozitov vystužených dlhými vláknami určité požiadavky na formy, brány, formovacie zariadenia a dizajn dielov.Procesy používané na spracovanie týchto materiálov sa tiež líšia od procesov polymérov vystužených krátkymi vláknami.
Ako už bolo spomenuté, udržiavanie dĺžky vlákna je kľúčom k úspechu.Faktory, ktoré môžu spôsobiť skrátenie dĺžky vlákna, zahŕňajú vysoký tlak a šmyk zo vstrekovacej skrutky, ako aj ostré rohy vo forme a systéme žľabov.Na udržanie dĺžky vlákna sú potrebné 3 kľúčové body spracovania:
1. Materiál formy a dizajn
Hoci sa dlhé vlákna opotrebovávajú na forme menej ako krátke vlákna, pretože existuje menej ihlovitých koncov vlákien, ktoré ovplyvňujú formu, rovnaký typ formovacej ocele je vhodný pre polyméry vystužené dlhými vláknami aj krátkymi vláknami, najbežnejší Prvý je formovacia oceľ P20, ktorá vydrží nepretržite viac ako 100 000 vstrekov.Ak sa vyžaduje vyššia odolnosť (nad 100 000 vstrekovacích cyklov), lepšou voľbou je chrómmolybdénová oceľ H13 alebo vzduchom kalená oceľ A9.Vo všeobecnosti sú tvrdené formy najlepšou voľbou na spracovanie termoplastov vystužených vláknami.Pre opotrebované formy je možné ich renovovať technológiou galvanizácie.Hliníkové formy môžu byť dokonca použité, ak sa musia vyrobiť prototypy, aby sa overil dizajn.
2. Formovacie zariadenie
Termoplasty vystužené dlhými vláknami je možné spracovávať pomocou štandardných zariadení na vstrekovanie iba s niekoľkými netrvalými úpravami, aby sa zachovala dĺžka vlákna a prispôsobili sa vyšším viskozitám.Odporúča sa nízkotlaková alebo univerzálna skrutka so spätným krúžkom, ktorý umožňuje voľný prietok v hornej časti.Je možné použiť univerzálne dýzy, ale mali by ste sa vyhnúť nylonovým dýzam, pretože ich tvar presýpacích hodín (navrhnutý tak, aby zabránil slintaniu) obmedzuje prietok, vytvára strih a spôsobuje odieranie vlákien.Ďalším tipom na zníženie šmyku je vyhnúť sa konštrukciám trysiek s obráteným kužeľom.Vo všeobecnosti väčšie otvory dýzy (minimálne 5,6 mm) uľahčujú prechod viskóznych živíc vystužených vláknami.
Dobrým pravidlom pre akýkoľvek vstrekovací stroj je vstreknúť iba 60-70% objemu.Príliš veľká veľkosť výstrelu predlžuje čas resetovania, zatiaľ čo príliš malá veľkosť výstrelu znamená, že materiál zostane v hlavni dlhšie, čo môže viesť k degradácii.
3. Podmienky spracovania
Pokiaľ ide o spracovanie, je dôležité vyriešiť dva problémy: deformáciu a tečenie.Vo všeobecnosti sú termoplastické diely vystužené dlhými vláknami menej deformované akokrátke vlákno zo sklenených vlákienčasti, pretože vinutie vlákna znižuje rozdielne zmrštenie, ale vstrekované časti s dlhými vláknami sa stále deformujú, jedným z dôvodov je to, že vlákna prúdia pozdĺž orientačného usporiadania, zatiaľ čo zvyšuje pevnosť časti, môže viesť k anizotropii.Aby sa predišlo skrúteniu, je možné použiť alternatívne umiestnenie brán alebo dizajn dielov, aby sa predišlo nadmernému zarovnaniu vlákien v oblastiach, ktoré nevyžadujú vysokú pevnosť, aby vydržali konštrukčné zaťaženie.
Zachovajte si výhodu dlhých vlákien
Úspešné tvarovanie kompozitov vystužených dlhými vláknami vyžaduje určitú úpravu konštrukčných smerníc a parametrov spracovania použiteľných na nevystužené živice a zlúčeniny s krátkymi vláknami.Aby ste čo najlepšie využili výstuže z dlhých vlákien (ktoré stoja viac ako neplnené materiály respzosilnenie zo sekaných vlákien zo sklenených vlákienkvôli ich vysokému výkonu) sa musia počas celého procesu dodržiavať osvedčené postupy.Ak sú dlhé vlákna zlomené alebo nesprávne zarovnané v dôsledku nesprávnej manipulácie, konštrukcie lisovnice alebo nastavenia zariadenia, ich výhody vysokej pevnosti a vysokej húževnatosti sa znížia alebo dokonca stratia.
#sklenené rovingy#krátke sklenené vlákna#1k tkanina z uhlíkových vlákien#krátke vlákno zo sklenených vlákien#zosilnenie zo sekaných vlákien zo sklenených vlákien
Čas odoslania: 21. októbra 2022