Dolgo vlaknate ojačane termoplastike (LFRT) se uporabljajo za visoko zmogljive brizgalne aplikacije. Čeprav tehnologija LFRT zagotavlja dobre trdnosti, togosti in vplivnih lastnosti, obdelava tega materiala igra pomembno vlogo pri določanju učinkovitosti, ki jo lahko doseže zadnji del.
Da bi uspešno oblikovali LFRT, je treba razumeti nekatere svoje edinstvene značilnosti. Razumevanje razlik med LFRT in konvencionalnimi ojačenimi termoplastiki je spodbudilo razvoj opreme, oblikovanja in predelovalnih tehnologij, da bi povečali vrednost in potencial LFRT.
Razlika med LFRT in tradicionalnimi sesekljani, kratki kompoziti, ojačeni s steklenimi vlakni, je v dolžini vlakna. V LFRT je dolžina vlakna enaka dolžini peletov. To je zato, ker je večina LFRT proizvedena s pultrusionom, ne pa s čisto zmesjo. V proizvodnji LFRT se neprekinjen vleč robov iz steklenih vlaken najprej vleče v matrico, ki se prevleče in impregnira s smolo. Po izstopu iz matrice se kontinuirni trak armaturne plastike seseklja ali peletira, običajno Cut do dolžine 10-12 mm. Nasprotno, konvencionalni kratki sestavni deli iz steklenih vlaken vsebujejo le sesekane trakove dolžine 3 do 4 mm, ki so v ekstruderih s strižnim ekstrudiranjem dodatno zmanjšani na dolžino manj kot 2 mm.
LFRT je običajno pripravljen s pultrusion procesom, impregniranje neprekinjenih snopov steklenih vlaken s smolo, nato pa jih razrežemo na dolge pelete. Dolžina steklenega vlakna je enaka dolžini pelete.
Dolžina vlaken v peletih LFRT pomaga izboljšati mehanske lastnosti LFRT - povečano odpornost na udarce ali žilavost, hkrati pa ohranja togost. Dokler vlakna ohranjajo svojo dolžino med procesom oblikovanja, tvorijo "notranji skelet", ki zagotavlja odlične mehanske lastnosti. Vendar pa lahko slab proces oblikovanja obrne izdelke dolgih vlaken v kratek vlaken. Če je dolžina vlakna ogrožena med procesom oblikovanja, ni mogoče doseči ravni zahtevane zmogljivosti.
Slika pred in po termični razkroju brizganih delov. Lahka barva je notranji skelet, ki ga tvorijo dolga vlakna po smeti smole in okostje ohranja obliko dela. Da bi ohranili dolžino vlaken med LFRT oblikovanjem, je treba upoštevati tri pomembne vidike: stroj za brizganje, oblikovanje in obdelavo delov in plesni.
01 Previdnostni ukrepi naprave
Pogosto zastavljeno vprašanje o obdelavi LFRT je, ali je mogoče, da te materiale oblikujemo z uporabo obstoječe opreme za brizganje. V veliki večini primerov se lahko za oblikovanje LFRT uporablja tudi oprema za oblikovanje kompozitnih vlaken. Medtem ko je za večino delov in izdelkov LFRT značilna oprema, ki je značilna za vlaknaste izdelke za vlakna, je za izboljšanje dolžine vlaken morda treba izboljšati nekatere modifikacije opreme.
Univerzalni vijak s tipičnim odsekom "merjenje kompresije-podajanje" je idealno primeren za ta postopek, lahko pa zmanjša strjevanje vlaken z zmanjšanjem stiskanja razmerja odmerjanja. Razmerje stiskanja odmerka približno 2: 1 je najboljše za izdelke LFRT. Izdelava vijakov, sodov in drugih sestavnih delov iz posebnih kovinskih zlitin ni potrebna, ker se obraba LFRT ni tako velika kot običajne termoplastike, ojačane s steklenimi vlakni.
Še en kos opreme, ki bi lahko imela koristi od pregledovanja modela, je konica šobe. Nekatere termoplastike so lažje obrišite z obrnjeno konično šobo, ki ustvarja visoko stopnjo strižnega tlaka, ko se material vbrizga v votlino plesni. Vendar pa lahko ta konica šob bistveno zmanjša dolžino vlaken kompozitov dolgih vlaken. Zato je priporočljivo, da uporabite 100% "prost pretok" s šobo konice / ventilom, ki omogoča enostaven dostop do dolgih vlaken skozi šobo. Poleg tega mora biti premer šobe in vratnih odprtin 5,5 mm (0,250in) ali več v ohlapni velikosti in brez ostrih robov. Pomembno je razumeti, kako material teče skozi opremo za brizganje, in kjer se ugotovi, da bo striženje prekinilo vlakno.
02 Deli in oblikovanje plesni
Dober del in oblikovanje plesni pomaga tudi pri ohranjanju dolžine vlaken LFRT. Odpravljanje ostrih robov okoli roba, vključno z rebri, šefi in drugimi funkcijami, se izognemo nepotrebnemu napetosti v oblikovani del in zmanjša obrabo vlaken. Deli morajo biti enakomerna z debelino stene. Večje spremembe v debelini sten rezultirajo v neskladnem polnjenju in neželeni usmerjenosti vlaken v delu. Kjer je potrebna debelejša ali tanjša, se je treba izogniti nenadnim spremembam debeline stene, da bi se izognili nastanku površin z visokim strižnim vplivom, ki lahko poškodujejo vlakna in postanejo vir stresne koncentracije. Ponavadi poskusite odpreti vrata v debelejših stenah in pretakati na tanek del, polnilni konec pa se zadrži v tanjšem delu. Splošne dobre smernice za načrtovanje plastike kažejo, da bo ohranjanje debeline stene pod 4 mm (0,160 palca) spodbudilo dober, enakomeren pretok in zmanjšalo možnost depresij in praznin. Za komplekse LFRT je optimalna debelina stene običajno okrog 3 mm (0,120 in), najmanjša debelina pa 2 mm (0,080 palca). Če je debelina stene manj kot 2 mm, se po vstopu v kalup poveča verjetnost zlomov vlakna materiala.
Deli so le en vidik oblikovanja in pomembno je tudi razmisliti o tem, kako material vstopa v plesen. Ko tekači in vrata vodijo material v votlino, se na teh območjih lahko pojavi precejšnja količina vlaken brez pravilnega oblikovanja.
Pri oblikovanju kalupa, ki se uporablja za oblikovanje spojin LFRT, je najboljši najboljši delec z najmanjšim premerom 5,5 mm (0,250in). Poleg vsesplošne tekača ima katera koli druga oblika tekača z ostrimi koti, povečala pa se bo stres med postopkom oblikovanja, da bi spodkopali okrepitev steklenih vlaken. Sistemi za vročo vožnjo z odprtimi tekači so sprejemljivi. Najmanjša debelina vrat mora biti 2mm (0,080in). Če je mogoče, poiščite vrata ob robu, ki ne ovira pretoka materiala v votlino. Spruga na površini dela bo zahtevala vrtenje 90 °, da se prepreči rupture vlaken in zmanjša mehanske lastnosti. Nazadnje, bodite pozorni na lokacijo varilnih vodov in kako vplivajo na območje pod obremenitvijo (ali stres), ko se del uporablja. Linijo fuzije je treba premakniti na območje, kjer se pričakuje, da bo raven napetosti nižja z razumno postavitvijo vrat.
Analiza polnjenja z računalniki lahko pomaga ugotoviti, kje bodo te talilne povezave. Analiza strukturnih končnih elementov (FEA) se lahko uporabi za primerjavo lokacije visoke napetosti z lokacijo linije prilagajanja, ki je določena med analizo polnjenja. Treba je opozoriti, da so ti sestavni deli in modeli plesni le predlogi. Obstaja veliko primerov komponent, ki imajo tanke stene, različne debeline sten in občutljive ali fine funkcije, ki dosežejo dobro delovanje z kompozitom LFRT. Vendar, čim bolj od teh predlogov, več časa in truda je namenjeno zagotavljanju polnih koristi tehnologije dolgih vlaken.
03 Oblikovanje obdelave
Pogoji predelave so ključni za uspeh LFRT. Dokler se uporabljajo pravilni pogoji predelave, je mogoče uporabiti konvencionalne stroje za brizganje in ustrezno pripravljene kalupe za pripravljene komponente LFRT. Z drugimi besedami, tudi pri ustrezni opremi in oblikovanju plesni lahko dolžina vlaken trpi, če se uporabljajo slabi pogoji obdelave. To zahteva razumevanje pogojev, ki jih bo vlakna naletela med postopkom oblikovanja in določitev območja, ki povzroči prekomerno striženje vlakna.
Prvič, spremljaj pritisk. Visokotlačni tlak ustvarja pomembne strižne sile na materialu, kar zmanjša dolžino vlaken. Glede na to, da se od ničelnega povratnega tlaka in povečanja le, da se vijak enakomerno povleče med dovajanjem, je zadosten tlak 1,5-2,5 bara (20-50 psi), da doseže skladno krmo.
Velika hitrost vijaka ima tudi škodljive učinke. Hitreje vrtenje vijaka, bolj verjetno je, da trdni in neelektrirani material vstopi v stiskalni del vijaka, ki povzroča poškodbe vlaken. Podobno kot priporočila za protipovrat, poskusite obdržati vrtilno hitrost na najnižji ravni, ki je potrebna za stabilno polnjenje vijaka. Pri oblikovanju kompleksov LFRT so pogosti hitrosti vijakov 30-70 r / min.
Med brizganjem se taljenje odvija z dvema dejavnikoma, ki vplivajo na striženje in toploto. Ker je cilj zaščita dolžine vlakna v LFRT z zmanjševanjem striženja, bo potrebna več toplote. Odvisno od smolnega sistema je temperatura, pri kateri se obdeluje kompozit LFRT, običajno 10 do 30 ° C višja od običajnih kalupnih spojin.
Vendar, preden povsem povišate temperaturo valja, bodite pozorni na obrnitev porazdelitve temperature cevi. Običajno se temperatura cevi dvigne, ko se material premika iz lijaka v šobo, toda za LFRT je priporočljivo imeti višjo temperaturo na lijaku. Obrnjena porazdelitev temperature mehča in topi LFRT pelete pred vstopom v odsek stiskanja z visokim strižnim vijakom, kar olajša zadrževanje dolžine vlaken.
Končna opomba o obdelavi vključuje uporabo rezervnega materiala. Brušenje oblikovanega dela ali šobe običajno povzroči nižjo dolžino vlaken, zato lahko dodajanje rezervnega materiala vpliva na celotno dolžino vlaken. Da ne bi bistveno zmanjšali mehanskih lastnosti, je priporočljivo vrniti maksimalno količino materiala 5%. Večja količina recikliranega materiala bo negativno vplivala na mehanske lastnosti, kot je udarna trdnost.
