LGF on võrreldav SGF Composite'iga
Suure jõudlusega{0}}tehniliste plastide modifitseerimise valdkonnas on klaaskiust tugevdamine kahtlemata kõige küpsem ja laialdasemalt kasutatav tehniline lähenemisviis. Paljude inseneride ja ostjate jaoks on aga näiliselt lihtne parameeter - kiu pikkus - sageli alahinnatud.
Kui me räägime klaaskiuga tugevdatud termoplastidest, on lühikestel klaaskiududel (SGF) ja pikkadel klaaskiududel (LGF), vaatamata sellele, et neil on sarnane koostis, tohutult erinevad omadused alates mikrostruktuurist kuni makroskoopilise jõudluseni. See artikkel viib teid sügavale materjali sisemusse, et võrrelda nende kahe materjali aluseks olevat loogikat ja rakenduspiire.
Päritolu: geneetilised erinevused
Erinevused nende kahe vahel on tootmisliinil ette määratud.
Lühike klaaskiud (SGF) on tööstuse "traditsiooniline standard". Selle tootmine toimub tavaliselt kaksik-kruviga ekstruuderis, kus lühikesed-kiud segatakse vaiguga ja sulatatakse. Selle protsessi käigus lõhub intensiivne mehaaniline nihkejõud klaaskiud, mille tulemusena on lõpposakeste kiud tavaliselt väga lühikesed (umbes 0,2 mm - 0.4 mm). See protsess on väga tõhus ja kulutõhus-, seega on SGF-st saanud enamiku modifitseeritud plastide eelistatud valik.
Seevastu pikal klaaskiul (LGF) on "ülendatud" päritolu. Seda toodetakse kaabliga-kaetud pultrusiooniprotsessi abil. Klaaskiu kimbud sukeldatakse täielikult sulavaigusse konkreetses vormis ja tõmmatakse seejärel välja nagu kaabel, millele järgneb jahutamine ja granuleerimine. Selle protsessi käigus on osakeste pikkus sama, mis kiu pikkus (tavaliselt 10 mm - 12 mm või isegi pikem). See spetsiaalne protsess on loodud kiudude terviklikkuse maksimeerimiseks, pannes aluse järgnevatele jõudlushüpetele.
GF materjal: sisemine struktuur
Kui me mikroskoobi all sisse suumime, näeme kahte täiesti erinevat stseeni, mis on nende kahe jõudluse erinevuste peamine põhjus.
Lühikeste klaaskiudkomponentide puhul on peened kiud vaigumaatriksis nagu hambaorkid hajutatud. Kuigi need võivad suurendada materjali jäikust, toimivad kiud üksteisest sõltumatult ja neil puuduvad vastastikused ühendused. Stressi tingimustes täidavad nad peamiselt "täitmise ja tugevdamise" rolli.
Pikkade klaaskiudkomponentide sees on aga olukord hoopis teine. Pärast survevalu, kuigi kiu pikkus väheneb mõnevõrra, võib säilivuspikkus siiski ulatuda üle 1 mm - 3 mm (rohkem kui 10 korda lühikeste klaaskiudude puhul). Veelgi olulisem on see, et need pikad kiud on painutatud ja komponendi sees läbi põimunud, moodustades kolmemõõtmelise "skeletivõrgu". See võrgustruktuur on nagu betooni terasvardad, mis lukustavad kogu materjali tihedalt kokku.
Esinemismäng
Just selle "raamvõrgustiku" tõttu on pikad klaaskiud avaldanud lühikeste klaaskiudude mehaaniliste omaduste osas peaaegu täielikult allasurutud, eriti äärmuslikes tingimustes:
1. Löögikindluse kvalitatiivne muutus.See on LGF-materjali kõige olulisem eelis. Kui lühikesele klaaskiudmaterjalile avaldatakse välist jõudu, võivad praod lühikestest kiududest kergesti mööda minna ja kiiresti laieneda ning kiud võivad välja tõmmata, mille tulemuseks on haprad materjalid. Kuid pikkade klaaskiudude sees olev mähisvõrk suudab löögienergiat tõhusalt neelata ja hajutada. Et pragu laieneks, peab see ületama pikkade kiudude takistuse ja isegi nõudma kiudude purustamist. Seetõttu on LGF-materjali sälk-löögitugevus tavaliselt 2–3 korda suurem kui SGF-i löögitugevus ja see jääb vastupidavaks isegi madalal temperatuuril{6}}.
2. Lahinguskõrge temperatuuri ja vastupidavuse vastuPikaajalisel-koormusel kalduvad plastid "libisema" (st aja jooksul tekib püsiv deformatsioon). Lühikesed kiud on liiga lühikesed, et tõhusalt takistada polümeerkettide libisemist. Pikkade klaaskiudude võrgustruktuur suudab aga vaigumaatriksit kindlalt "kinni hoida", takistades oluliselt roomamist. Lisaks ületab LGF-materjalide kõrgel temperatuuril{6}}väsimustugevus palju SGF-i kõrgel temperatuuril. See teeb LGF-ist ideaalse valiku auto mootorikomponentide, konstruktsiooniosade jms jaoks, mis peavad vastu pidama vahelduvatele pingekeskkondadele.
3. Konkurents mõõtmete stabiilsuse pärastInjektsioonvormitud osad puutuvad sageli kokku deformatsiooni väänamise probleemiga, mis on sageli põhjustatud anisotroopiast, mis tuleneb kiudude joondamisest (orientatsioonist) piki voolusuunda. Lühikeste klaaskiudude orientatsioon on äärmiselt tugev, muutes vormitud osad kalduvaks. Pikad klaaskiud, kuigi need on samuti orienteeritud oma mähise tõttu, pakuvad piiravat jõudu ka vertikaalsuunas. Selle tulemuseks on LGF-vormitud osade ühtlasem kokkutõmbumiskiirus ja väiksem kõverus, mis muudab need väga sobivaks suurte komponentide tootmiseks, mille mõõtmete täpsuse nõuded on ranged.
Miks LGF ja SGF eksisteerivad koos?
Kuna pikkade klaaskiudude jõudlus on nii parem, siis miks pole need lühikesed klaaskiud täielikult asendanud? Põhjus on selles, et materjalide valdkonnas pole täiuslikku materjali olemas; on ainult kõige sobivamad materjalid. Lühikestel klaaskiududel on endiselt eelised järgmistes aspektides:
Esiteks on see töötlemise mugavuse ja välimuse aspekt. Pikkade klaaskiudude töötlemine nõuab äärmiselt hoolikat protsessikontrolli, et vältida kiudude purunemist, ning see on altid "ujuvatele kiududele", mille tulemuseks on kare pind. Seevastu lühikesed klaaskiud on hea voolavusega ning nende pinnad saab hõlpsasti siledaks ja läikivaks muuta. Kõrgete välimusnõuete, keerukate struktuuride ja mõõdukate tugevusnõuetega toodete (nt olmeelektroonika kestad) puhul jääb SGF liidriks.
Järgmine aspekt on tasuvus{0}}. LGF-i tooraine- ja töötlemiskulud on üldiselt kõrgemad kui SGF-i omad. Nendes üldistes valdkondades, mis ei nõua äärmist löögikindlust ega roomamiskindlust, on LGF-i kasutamine kahtlemata üle-jõudluse ja kulude raiskamine.
Seetõttu ei ole pikkade klaaskiudude ja lühikeste klaaskiudude vaheline konkurents pelgalt paremuse või alaväärsuse küsimus; pigem seisneb see rakendusstsenaariumide jagamises. Kui teie eesmärk on "teras plastikuga asendada" ja vajate materjali, mis taluks olulisi lööke, taluks pikaajalist-suurt koormust või asendaks alumiiniumisulamist survevalu-osad, et saavutada kerge kaal, siis on pikad klaaskiud (LGF) asendamatu suure jõudlusega-lahendus.
Kui teie toode keskendub rohkem peenele välimusele, keerukale struktuurile ja on peamiselt suunatud jäigale põhitoele, mille äärmise sitkuse nõue on madal, on lühikesed klaaskiud (SGF) parim valik, mis tasakaalustab jõudlust ja kulusid.
Võtke ühendust materjalieksperdiga
