Molt reforçat amb fibra de termoplàstics (LFRTs) s'utilitzen per alt rendiment injectores aplicacions. Encara que LFRT tecnologia proporciona força, rigidesa i propietats d'impacte, la tramitació d'aquest material té un paper important en la determinació de quina actuació es pot aconseguir la part final.
Per correctament donar forma LFRT, és necessari comprendre algunes de les seves característiques úniques. Comprendre les diferències entre LFRT i termoplàstics armat convencionals ha impulsat el desenvolupament d'equips, disseny i tecnologies de processament per maximitzar el valor i el potencial de LFRT.
La diferència entre LFRT i compòsits de fibra reforçada de vidre tradicional picat, curt rau en la longitud de la fibra. En LFRT, la longitud de la fibra és el mateix que la longitud de la pastilla. Això és perquè la majoria dels LFRTs són produït per pultrusion més que pura compostos. En la fabricació LFRT, un remolc contínua de fibra de vidre errant primer dibuixat en un dau de ser recoberts i impregnada de resina. Sortint de la matriu, la franja contínua de reforçar el plàstic es Trosseja després o pelleted, normalment tallat a la longitud de 10 ~ 12 mm. En canvi, compòsits de fibra de vidre breu convencionals contenen només picats brins de 3 a 4 mm de longitud, que són més reduït de longitud fins a menys de 2 mm de extrusores de tipus tallant.
LFRT normalment es prepara per un pultrusió, impregnant farcells de fibra de vidre continu amb resina i llavors tallar-los en pellets de llargs. Longitud de fibra de vidre igual a la longitud de la pastilla.
La longitud de fibra en LFRT "pellets" ajuda a millorar les propietats mecàniques del LFRT - impacte major resistència o duresa, mantenint la rigidesa. Mentre les fibres retenir la seva longitud durant el procés de conformació, formen un esquelet"intern" que ofereix magnífiques propietats mecàniques. No obstant això, un procés de modelat pobres pot convertir productes de fibra llarga en material de fibra curta. Si la longitud de la fibra és compromès durant el procés de formació, no és possible obtenir el nivell de rendiment exigit.
Figura abans i després de descomposició tèrmica d'injecció de modelat peces. El color llum és l'esquelet intern format per les fibres llargues, després la resina cremades, i l'esquelet conserva la forma de la part. Per mantenir la longitud de fibra durant emmotllament per LFRT, hi ha tres aspectes importants a tenir en compte: injecció, emmotllament per màquina, part i motlle de disseny i condicions de processament.
01 precaucions d'equips
Una pregunta freqüent sobre processament d'LFRT és si és possible per a nosaltres donar forma a aquests materials utilitzant injectores existents equips. En la immensa majoria dels casos, el material per formant compòsits de fibra bàsics també es pot utilitzar de forma LFRTs. Mentre que la fibra típica bàsic equip d'emmotllament és satisfactòria per majoria peces LFRT i productes, algunes modificacions en l'equip pot ser millors ajudar a mantenir la longitud de la fibra.
Un cargol amb una secció de "menjar-compressió-mesurament" típic universal és ideals per a aquest procés i fibra tall destructiu es pot reduir mitjançant la reducció de la proporció de compressió de la secció de mesurament. El mesurament secció compressió sobre 2: 1 és el millor per a productes LFRT. Fabricació de cargols, bótes i altres components dels aliatges de metall especials no és necessari perquè em poso LFRT terme no és tan gran com termoplàstics fibra reforçada de vidre picat convencional.
Una altra peça d'equip que pot beneficiar-se de la revisió del disseny és la punta de la tovera. Alguns termoplàstics són més fàcils de punta amb una boquilla cònica invertida que crea un alt grau de tall com el material s'injecta en la cavitat del motlle. No obstant això, aquesta punta broquet pot reduir significativament la longitud de la fibra dels compostos de fibra llarga. Per això es recomana per utilitzar una punta de broquet ranurada 100% "lliure flux" / muntatge que permet accés fàcil de fibres llargues a través del broquet de vàlvula. A més, el diàmetre dels forats broquet i porta hauria ser 5.5mm (0.250 a) o més dimensions solt i tenen sense arestes. És important entendre com el material flueix a través de la injecció, emmotllament per equips i on es determina que l'esquilada trencarà la fibra.
02 de peces i motlles disseny
Bona part i motlles disseny també ajuda a mantenir la longitud de la fibra de la LFRT. Eliminant els racons en el Racó de la vora, incloent-hi les costelles, els caps i altres característiques, evita l'estrès innecessari en la peça modelada i redueix el desgast de fibra. Peces haurien de disseny de nominal de paret de gruix de paret uniforme. Grans canvis en el resultat de gruix de paret en farcit incoherent i indesitjat fibra orientació en la part. On més gruixut o més prim és abruptes, necessaris canvis en l'espessor de la paret ha de ser evitat per evitar la formació d'àrees d'alta tallant que pot fer malbé les fibres i convertir-se en una font de concentració de l'estrès. Solen intentar obrir la porta a la paret més gruixut i flux de la part fina, al final d'ompliment es conserva en la part prima. Comú bon disseny plàstic directrius suggereixen que mantenint el gruix de paret per sota de 4 mm (en 0.160) es promoure flux uniforme, bona i reduir la possibilitat de depressions i buits. Complexos LFRT, el gruix de paret òptima és típicament al voltant de 3 mm (en 0.120) i el gruix mínim és de 2 mm (en 0.080). Quan el gruix de la paret és menys de 2 mm, la probabilitat de ruptura de la fibra del material després d'entrar en el motlle s'incrementa.
Parts són només un aspecte del disseny i també és important tenir en compte com entra el material en el motlle. Quan portes i corredors porten el material a la cavitat, una quantitat significativa del fracàs de fibra pot ocórrer en aquestes àrees sense disseny adequat.
Dissenyar un motlle que s'utilitza per modelar compostos LFRT, un corredor Filet ple és el millor, amb un diàmetre mínim de 5,5 mm (en 0.250). A més de corredor complet-rodona, qualsevol altra forma de corredor haurà racons, augmentarà la tensió durant el procés d'emmotllament de soscavar el reforç de fibra de vidre. Sistemes de corredor calenta amb corredors oberts són acceptables. El gruix mínim de la porta ha de ser 2mm (en 0.080). Si és possible, localitzar la porta al llarg d'un avantatge que no obstruir el flux de material a la cavitat. Abeurador a la superfície de la part requerirà rotació de 90 ° per evitar la ruptura de la fibra i reduir les propietats mecàniques. Finalment, prestar atenció a la localització de les línies de soldadura i com afecten la zona sota càrrega (o l'estrès) quan s'utilitza la part. La línia de fusió hauria de ser mogut a la zona on el nivell d'estrès és esperat estar inferior per una disposició raonable de la porta.
Anàlisi informàtica omplint pot ajudar a determinar on aquests enllaços termoadhesiu estarà situat. Anàlisi estructural elements finits (FEA) es poden comparar la localització d'estrès alt amb la ubicació de la línia de confluència com determinades durant l'anàlisi d'ompliment. Cal destacar que aquests components i dissenys de motlle són només suggeriments. Hi ha molts exemples de components que tenen les parets primes, diferents gruixos de paret i trets delicats o bé que aconseguir bon rendiment amb LFRT composites. No obstant això, el més lluny de aquestes propostes, més temps i esforç es dedica a garantir els plens beneficis de la tecnologia de fibra llarga.
03 disseny de processament
Condicions de processament són la clau de LFRT d'èxit. Mentre s'utilitzen les condicions de tractament correcte, és possible utilitzar convencional injecció de màquines i motlles degudament preparats per als components LFRT preparats. En altres paraules, fins i tot amb el disseny adequat equipament i la floridura, la longitud de fibra pot patir si que tractament pobres condicions s'utilitzen. Això requereix comprensió les condicions que la fibra es trobarà durant el procés de conformació i identificació de la zona que farà esquila excessiva de la fibra.
En primer lloc, la contrapressió de monitor. Alta pressió posterior introdueix forces de tall significatiu en el material, que redueix la longitud de la fibra. Tenint en compte que a partir de zero backpressure i augmentar-lo només per permetre el cargol retirar uniformement durant l'alimentació, una pressió de 1,5-2,5 bar nou (20-50 psi) és normalment suficient per assolir un feed coherent.
Velocitat alta cargol també té efectes adversos. Més ràpid la gira de rosca, el més probable és del material sòlid i unmelted a entrar a la secció de compressió del cargol causar danys de fibra. Similar a les recomanacions per backpressure, tractar de mantenir la velocitat rotacional a més baix nivell cal omplir manera estable el cargol. En la formació de complexos LFRT, cargol velocitats de 30-70 r / min són comuns.
Durant l'emmotllament per injecció, fusió es produeix a través de dos factors d'interacció: tall i calor. Perquè l'objectiu és protegir la longitud de la fibra en LFRT per reduir el tall, s'exigiran més calor. Segons el sistema de resina, la temperatura a la qual es processa el compost LFRT és típicament 10 a 30 ° C superior a compostos emmotllament convencional.
No obstant això, abans de simplement augmentar la temperatura del cilindre completament, prestar atenció a la inversió de la distribució de temperatura del canó. Normalment, augmenta la temperatura de canó com el material es mou de la tremuja de la boca, però per a LFRT es recomana tenir una temperatura superior a la tremuja. La distribució de temperatura invertida s'estova i es fon "pellets" LFRT abans d'entrar a la secció de compressió alta tallant cargol, facilitant la retenció de longitud de fibra.
La nota final sobre tractament implica l'ús del material de seguretat. Mòlta una peça modelada o broquet en general resulta en una longitud inferior de fibra, així l'addició de material de còpia de seguretat pot afectar la longitud total de fibra. Per no reduir significativament les propietats mecàniques, es recomana per tornar a que la màxima quantitat de material serà del 5%. Una major quantitat de material reciclat tindrà un impacte negatiu en les propietats mecàniques com resiliència.
