Suure jõudlusega injektsioonvormimise jaoks kasutatakse pikki kiududega tugevdatud termoplastmasti (LFRT-sid). Kuigi LFRT-tehnoloogia pakub head tugevust, jäikus ja mõju omadusi, on selle materjali töötlemisel oluline osa lõpliku osa saavutuste kindlaksmääramisel.
LFRT edukaks kujundamiseks on vaja mõista mõningaid nende unikaalseid omadusi. LFRT ja tavapäraste armeeritud termoplastide vaheliste erinevuste mõistmine on andnud LFRT väärtuse ja potentsiaali maksimeerimiseks seadmete, projekteerimise ja töötlemise tehnoloogiate arendamise.
Erinevus LFRT ja traditsiooniliste tükeldatud lühikeste klaaskiust tugevdatud komposiitide vahel on kiudude pikkus. LFRT-s on kiudude pikkus sama, mis pelleti pikkus. Selle põhjuseks on asjaolu, et enamik LFRT-sid toodetakse pigem pultrusioni kui puhta seguga. LFRT-i valmistamisel tõmmatakse esmalt klaaskiudrulli pidev kate, mis tuleb katta ja immutatud vaiguga. Pärast surumist välja tõmmatakse armeerimiskatte pidev riba tükeldatud või granuleeritud, tavaliselt lõigatakse pikkuseks 10 ~ 12 mm. Seevastu tavalised lühikesed klaaskiudkomposiidid sisaldavad ainult 3 kuni 4 mm pikkuseid tükeldatud ahelaid, mille pikisuunaline pikkus on kuni 2 mm ka lõiketera tüüpi ekstruuderis.
LFRT valmistatakse tavaliselt pultrusiooniprotsessi abil, pidevalt klaaskiu kimpude immutamiseks vaigu külge ja seejärel pikkadeks graanuliteks lõikamiseks. Klaaskiud pikkus võrdub pelleti pikkusega.
LFRT-graanulite kiu pikkus aitab parandada LFRT mehaanilisi omadusi - suurenenud löögikindlus või sitkus, säilitades jäikus. Niikaua kui kiud säilitavad oma pikkuse vormimisprotsessi ajal, moodustavad need "sisemise luustiku", mis tagab suurepärased mehaanilised omadused. Halb vormimisprotsess võib siiski pikkade kiudproduktide lühikesteks kiudmaterjaliks muuta. Kui kiudude pikkus moodustamisprotsessi ajal on ohtu seatud, ei ole võimalik saavutada vajaliku jõudluse taset.
Joonis enne ja pärast süstimise vormitud osade termilist lagunemist. Valgusvärv on pikkade kiudude poolt moodustatud sisemine skeleton pärast vaigu põlemist ja skelett jätab osa kuju. Selleks, et säilitada kiu pikkust LFRT vormimise ajal, tuleb kaaluda kolme olulist aspekti: survevaluseadmed, osade ja vormide projekteerimine ja töötlemistingimused.
01 Seadme ettevaatusabinõud
Korduma kippuv küsimus LFRT-i töötlemise kohta on see, kas meil on võimalik neid materjale olemasolevate injektsioonvormimisseadmete abil kujundada. Enamikul juhtudel saab LFRT-de kujundamiseks kasutada ka staapelkiudude komposiitide moodustamiseks mõeldud seadmeid. Kuigi tüüpiliste kiudplastide vormimise seadmed on enamiku LFRT osade ja toodete jaoks rahuldavad, võivad kiudude pikkuse säilitamiseks olla mõned seadme muudatused.
Selle protsessi jaoks sobib suurepäraselt tavaline "feed-compression-metering" sektsiooniga universaalne kruvi, mille abil saab vähendada kiudude purunevat nihket, vähendades doseerimissektsiooni survet. Mõõdetava osa tihendusaste on umbes 2: 1 LFRT-toodete puhul parim. Spetsiifiliste metallisulamite kruvide, tünnide ja muude komponentide tootmine pole vajalik, kuna LFRT kulumine ei ole sama suur kui tavapäraste tükeldatud klaaskiust tugevdatud termoplastid.
Teine seadmestik, mis võib disainilahenduse ülevaatusest kasu saada, on otsak. Mõnda termoplasti on kergem otsustada, kui pööratud kooniline otsik tekitab suurel määral nihke, kui materjal sisestatakse vormiõõnde. Kuid see pihusti ots võib märkimisväärselt vähendada pikkade kiudkomposiitide kiu pikkust. Seepärast on soovitatav kasutada 100% "vaba voolu" pilu otsikut / klapi komplekti, mis võimaldab pikkade kiudude hõlpsat pääsu pihusti kaudu. Lisaks peaks düüsi ja värava avauste diameeter olema 5,5 mm (0,250in) või rohkem lahtise suurusega ja sellel ei tohi olla teravaid servi. Oluline on mõista, kuidas materjal voolab läbi survevaluseadmete ja kus on kindlaks tehtud, et lõikamine purustab kiudu.
02 Osade ja vormide kujundus
Hea osa ja hallituse disain aitab samuti hoida LFRT-i kiu pikkust. Terava serva ümberminevad teravad nurkad, sealhulgas ribid, ülemused ja muud omadused, väldivad valutute osade mittevajalikku pinget ja vähendavad kiu kulumist. Osad peaksid olema seinapaksuse ühtlane seinte disain. Suuremad seina paksuse muutused põhjustavad ebakorrapärase täitmise ja soovimatu kiu orientatsiooni selles osas. Kui on vaja paksemat või peentahuti, tuleb vältida seina paksuse järsku muutumist, et vältida kõrge nihkepunktide moodustumist, mis võivad kiudusid kahjustada ja stressi kontsentratsiooni allikaks saada. Tavaliselt proovige paari paksema seina väravat avada ja voolata õhukesele poolele, täitepea hoitakse õhukeses osas. Ühised head plastikust kujundamise suunised näitavad, et seina paksuse säilitamine alla 4 mm (0,160 tolli) soodustab head ühtlast voolu ning vähendab depressioonide ja tühimike tekkimise võimalust. LFRT komplekside puhul on optimaalne seina paksus tavaliselt umbes 3 mm (0,120 tolli) ja minimaalne paksus on 2 mm (0,080 tolli). Kui seina paksus on väiksem kui 2 mm, suureneb materjali kiudude purunemise tõenäosus pärast vormi sisenemist.
Osad on disaini üks aspekt, samuti on oluline kaaluda materjali sisestamist hallitusseeni. Kui jooksjad ja väravad viia materjali õõnsusse, võib nendes piirkondades ilma korraliku disainita ilmneda märkimisväärne kogus kiudainfraktsiooni.
Valides LFRT ühendeid hallitava vormi, on kõige parem mineraalvilli läbimõõt 5,5mm (0,250in). Lisaks täispöördele joonlauale on mõnel teisel jooksjatel terav nurk, suurendavad nad vormimisprotsessi stressi, et kahjustada klaaskiust tugevdust. Hea jooksu süsteemid, millel on avatud jooksjad, on aktsepteeritavad. Värava minimaalne paksus peaks olema 2mm (0,080in). Võimaluse korral asetage värav mööda serva, mis ei takista materjali voolamist õõnsusse. Klaasi purunemise vältimiseks ja mehaaniliste omaduste vähendamiseks peab põrandapind pöörlema 90 ° pöördega. Lõpuks pöörake tähelepanu keevisliinide asukohale ja sellele, kuidas need mõjutavad koormuse (või stressi) all olevat ala, kui seda osa kasutatakse. Fusiooniliin tuleks viia piirkonnale, kus eeldatavasti on stressi tase värava mõistliku paigutuse tõttu väiksem.
Arvutite täitmise analüüs aitab määrata, kuhu need sulavad lingid aset leida. Struktuursete lõplike elementide analüüsi (FEA) abil saab võrrelda kõrge pinge asukohta ja liitumisjoonte asukohta, nagu täiteanalüüsi käigus kindlaks tehtud. Tuleb märkida, et need komponendid ja hallitusdetailid on lihtsalt soovitused. On palju näiteid komponentidest, millel on õhukesed seinad, erinevad seina paksused ja delikaatsed või peened omadused, mis saavutavad LFRT komposiitidega head tulemusi. Kuid kaugemal neist ettepanekutest, seda rohkem aega ja pingutusi pühendatakse pikkade kiudtehnoloogiate täielike eeliste tagamisele.
03 Töötlemisviis
Töötlemistingimused on LFRT edu võti. Niikaua kui on kasutatud õigeid töötlemistingimusi, on võimalik valmistada tavalisi survevalu masinaid ja ettevalmistatud vorme valmistatud LFRT komponentide jaoks. Teisisõnu, isegi nõuetekohase varustuse ja valuvormi korral võib kehvade töötlustingimuste korral kiu pikkus kannatada. See nõuab mõista tingimusi, mida kiud moodustamisprotsessi ajal kokku puutuvad, ja tuvastades piirkonna, mis põhjustab kiudude liigset nihke.
Esmalt jälgige vastupidist survet. Suur rõhk rõhk toob materjalile olulisi nihkejõude, mis vähendab kiudude pikkust. Arvestades, et null-vasturõhku alustades ja suurendades seda ainult selleks, et kruvi saaksid söötmise ajal ühtlaselt sisse tõmmata, on piisava konsistentsi tagamiseks piisav tagarõhk 1,5-2,5 baari (20-50 psi).
Suur pöörlemiskiirus omab ka kahjulikke mõjusid. Mida kiiremini kruvi pöörleb, seda tõenäolisem on see, et tahke ja mittemõõdetud materjal sattuks kruvikompressiooniosakonda, mis põhjustab kiudude kahjustusi. Sarnaselt vasturõhu soovitustega proovige hoida pöörlemiskiirust madalaima taseme jaoks, mis on vajalik kruvi stabiilsena täitmiseks. LFRT komplekside moodustamisel on tavalised pöörlemiskiirused 30-70 r / min.
Injektsioonvormimise ajal toimub sulamine kahe mõjutatava teguriga: nihke ja kuumus. Kuna eesmärk on kaitsta kiu pikkust LFRT-s, vähendades nihkeid, on vaja rohkem soojust. Sõltuvalt vaigu süsteemist on LFRT-komposiidi töötlemise temperatuur tavaliselt 10 kuni 30 ° C kõrgem kui tavalised vormimisühendid.
Enne ballooni temperatuuri täieliku suurendamist pöörake siiski tähelepanu pöördenurga temperatuuride jaotusele. Tüüpiliselt tõuseb barreli temperatuur, kui materjal liigub punkrist düüsini, kuid LFRT-i puhul on soovitatav kogumispunktis kõrgem temperatuur. Pööratud temperatuuri jaotus pehmendab ja sulab LFRT graanulid enne suure lõikuriga kruvi kokkusurumise sektsiooni sisenemist, hõlbustades seeläbi kiu pikkuse säilimist.
Lõppmärkus töötlemise kohta hõlmab varukoopiate kasutamist. Valatud osa või düüsi lihvimine põhjustab tavaliselt kiu pikkust, seega võib varukoopiate lisamine mõjutada kogu kiudude pikkust. Selleks, et mehaanilisi omadusi oluliselt ei vähendata, on soovitatav tagastada maksimaalne materjali kogus 5%. Suurem kogus ringlussevõetud materjali avaldab negatiivset mõju mehaanilistele omadustele nagu löögitugevus.
