Ilgstošas šķiedras stiegrotas termoplasmas (LFRT) tiek izmantotas augstas veiktspējas injekcijas formēšanas darbiem. Lai gan LFRT tehnoloģija nodrošina labu izturību, stingrību un trieciena īpašības, šī materiāla apstrādei ir svarīga loma, nosakot, kādus rezultātus var sasniegt pēdējā daļa.
Lai veiksmīgi veidotu LFRT, ir nepieciešams saprast dažus to unikālas īpašības. Izpratne par atšķirībām starp LFRT un tradicionālajiem pastiprinātajiem termoplastiem ir izraisījusi aprīkojuma, dizaina un apstrādes tehnoloģiju attīstību, lai maksimāli palielinātu LFRT vērtību un potenciālu.
Atšķirība starp LFRT un tradicionālajiem kapātiem, īsajiem stikla šķiedru pastiprinātiem kompozītiem ir šķiedras garums. LFRT šķiedras garums ir tāds pats kā granulu garums. Tas ir tāpēc, ka lielāko daļu LFRT ražo pultrusion, nevis vienkāršs maisījums. LFRT ražošanā nepārtrauktu stikla šķiedras rievojumu vilkšana vispirms tiek ievilkta mīzā, kas ir pārklāta un piesūcināta ar sveķiem. Pēc izgriešanas no die, nepārtraukta stiegrota plastmasas sloksne tiek sasmalcināta vai granulēta, parasti tiek sagriezta līdz 10 ~ 12 mm garumā. Savukārt parastās īsās stikla šķiedras kompozītmateriālu sastāvā ir tikai sasmalcinātas 3- līdz 4 mm garas sloksnes, kuras bīdes tipa ekstrūderi vēl vairāk samazina līdz mazāk nekā 2 mm.
LFRT parasti sagatavo pultrūzijas procesā, impregnējot nepārtrauktas stikla šķiedru saišķus ar sveķiem, un pēc tam sagriež tos ilgstošās granulās. Stikla šķiedras garums ir vienāds ar granulu garumu.
LFRT granulu šķiedru garums palīdz uzlabot LFRT mehāniskās īpašības - palielinātu triecienizturību vai stingrību, vienlaikus saglabājot stingrumu. Kamēr šķiedras veidošanos laikā saglabā savu garumu, tās veido "iekšējo skeletu", kas nodrošina izcilas mehāniskās īpašības. Tomēr slikts formēšanas process var pagriezt garu šķiedru izstrādājumus īsās šķiedras materiālos. Ja formēšanas procesa laikā šķiedru garums ir apdraudēts, nav iespējams iegūt vajadzīgo veiktspējas līmeni.
Attēls pirms un pēc injekcijas formējamo detaļu termiskās sadalīšanās. Gaismas krāsa ir iekšējais skelets, ko veido garās šķiedras pēc sveķu apdegumiem, un skelets saglabā daļas formu. Lai uzturētu šķiedru garumu LFRT formēšanas laikā, ir jāņem vērā trīs svarīgākie aspekti: injekcijas formēšanas mašīna, daļēja un pelējuma konstrukcija un apstrādes nosacījumi.
01 Iekārtas piesardzības pasākumi
Bieži uzdotais jautājums par LFRT apstrādi ir tas, vai mums ir iespējams veidot šos materiālus, izmantojot esošās liešanas iekārtas. Lielākajā daļā gadījumu LFRT veidošanai var izmantot arī štāpeļšķiedru kompozītmateriālu veidošanas iekārtas. Kaut arī tipiskās štāpeļšķiedru formēšanas iekārtas ir apmierinošas lielākajai daļai LFRT daļu un produktu, dažas iekārtas modifikācijas var labāk palīdzēt uzturēt šķiedras garumu.
Ideāli piemērota šim procesam universāla skrūve ar tipisku "barošanas kompresijas mērīšanas" sadaļu, un šķiedru destruktīvo bīdes procesu var samazināt, samazinot dozēšanas daļas saspiešanas koeficientu. LFRT produktiem vislabāk piemērota mērīšanas sekcijas kompresijas pakāpe ir aptuveni 2: 1. Skrūvju, mucu un citu īpašo metālu sakausējumu detaļu ražošana nav nepieciešama, jo LFRT nolietojums nav tik liels kā parastās sasmalcinātās stikla šķiedras pastiprinātas termoplastikas.
Vēl viena aprīkojuma daļa, kas var gūt labumu no konstrukcijas pārbaudes, ir sprauslas gala paraugs. Daži termoplasti ir vieglāk uzgaļi ar apgrieztu konisko uzgali, kas rada augstu bīdes pakāpi, jo materiāls tiek ievadīts veidņu dobumā. Tomēr šis sprauslas uzgalis var ievērojami samazināt garo šķiedru kompozīta šķiedru garumu. Tādēļ ieteicams izmantot 100% brīvas plūsmas sprauslas uzgali / vārstu komplektu, kas ļauj viegli piekļūt garām šķiedrām caur sprauslu. Turklāt sprauslas un vārtu atveres diametram jābūt 5,5 mm (0,250 vai vairāk) vai lielākai, un tiem nav asu šķautņu. Ir svarīgi saprast, kā materiāls plūst caur injekcijas formēšanas iekārtu un kur tiek noteikts, ka šķēru sagriešana šķērso.
02 Daļas un pelējuma dizains
Laba daļa un pelējuma dizains arī palīdz saglabāt LFRT šķiedru garumu. Liekot asiem stūriem ap malas daļu, ieskaitot ribas, priekšmetus un citas īpašības, novērš nevajadzīgu stresu formētajā daļā un samazina šķiedru nodilumu. Daļām jābūt vienādām sienas biezuma nominālajām sienas konstrukcijām. Lielākas sienas biezuma izmaiņas rada nepareizu iepildīšanu un nevēlamu šķiedru orientāciju šajā daļā. Ja ir nepieciešams biezāks vai plānāks, jāizvairās no pēkšņām sienu biezuma izmaiņām, lai izvairītos no augstas bīdes zonu veidošanās, kas var sabojāt šķiedras un kļūt par stresa koncentrācijas avotu. Parasti mēģiniet atvērt vārtus biezākajā sienā un plūstot uz plāno daļu, uzpildes galu notur plānā daļā. Kopējās labās plastmasas konstrukcijas vadlīnijas liecina, ka sienas biezuma saglabāšana zem 4 mm (0,160 collas) veicinās labu un vienmērīgu plūsmu un samazinās depresiju un tukšumu iespējamību. LFRT kompleksiem optimālais sienas biezums parasti ir aptuveni 3 mm (0.120 collas) un minimālais biezums ir 2 mm (0.080 collas). Ja sienas biezums ir mazāks par 2 mm, materiāla šķiedras sadalīšanās varbūtība pēc ieejas pelējuma palielinās.
Daļas ir tikai viens dizaina aspekts, un ir svarīgi arī apsvērt, kā materiāls nonāk veidnē. Ja stīgas un vārti ved materiālu uz dobumu, šajās zonās ievērojams šķiedru atteices daudzums var rasties bez pienācīga dizaina.
Izstrādājot veidni, ko izmanto, lai veidotu LFRT savienojumus, vislabākais ir pilna fileja skrējējs ar minimālo diametru 5,5 mm (0,250 vīni). Papildus pilna apļa skrejceļš jebkuram citam skrējēja veidam būs asi stūri, tie palielinās stresu formēšanas procesā, lai mazinātu stikla šķiedras stiegrojumu. Ir pieļaujamas karstās skriemeļu sistēmas ar atvērtām skrūvēm. Vārtu minimālais biezums ir 2mm (0,080in). Ja iespējams, atrodiet vārtus malā, kas netraucē materiāla plūsmu dobumā. Spruse uz virsmas virsmas prasīs 90 ° rotāciju, lai novērstu šķiedru plīsumu un samazinātu mehāniskās īpašības. Visbeidzot, pievērsiet uzmanību metināšanas līniju atrašanās vietai un to, kā tās ietekmē apgabalu zem slodzes (vai stresa), kad daļa tiek izmantota. Fusion līnija jāpārvieto uz zonu, kurā tiek prognozēts, ka stresa līmenis būs mazāks, pateicoties saprātīgam vārtu izkārtojumam.
Datorizpildes analīze var palīdzēt noteikt, kur tiks izvietotas šīs kausējamas saites. Strukturālo galīgo elementu analīzi (FEA) var izmantot, lai salīdzinātu augsta stresa atrašanās vietu ar saplūšanas līnijas atrašanās vietu, kā tas noteikts piepildīšanas analīzes laikā. Jāatzīmē, ka šīs sastāvdaļas un pelējuma dizains ir tikai ieteikumi. Ir daudz tādu komponentu piemēri, kuriem ir plānas sienas, dažādi sienu biezumi un smalkas vai smalkas īpašības, kas nodrošina labu veiktspēju ar LFRT kompozītiem. Tomēr, tālāk no šiem priekšlikumiem, jo vairāk laika un pūles tiek veltīts, lai garantētu gara šķiedru tehnoloģijas priekšrocības.
03 apstrādes dizains
Pārstrādes nosacījumi ir LFRT panākumu atslēga. Kamēr tiek izmantoti pareizie apstrādes nosacījumi, sagatavotiem LFRT komponentiem ir iespējams izmantot parastās iesmidzināšanas formas un pareizi sagatavotas veidnes. Citiem vārdiem sakot, pat tad, ja ir pareizi aprīkota iekārta un veidņu forma, šķiedru garums var ciest, ja tiek izmantoti slikti apstrādes apstākļi. Tas prasa izprast apstākļus, kādos šķiedra saskarsies procesa veidošanas procesā, un identificēs platību, kas izraisa pārmērīgu šķiedru sagriešanu.
Pirmkārt, pārbaudiet atpakaļspiedienu. Augsts pretspiediens rada ievērojamus materiāla bīdes spēkus, kas samazina šķiedras garumu. Ņemot vērā to, ka barošanas laikā sākot no nulles pretspiediena un palielinot to tikai, lai skrūve varētu vienmērīgi ievilkt to, barošana ar stabilu barošanu parasti ir pietiekama, lai sasniegtu 1,5-2,5 bar (20-50 psi) aizmugurējo spiedienu.
Augsts skrūves ātrums arī nelabvēlīgi ietekmē. Jo ātrāk griežas skrūve, jo lielāka iespējamība, ka cietais un neatstājamais materiāls iekļūst skrūves saspiešanas posmā, kas izraisa šķiedru bojājumus. Līdzīgi ieteikumiem par pretspiedienu, mēģiniet saglabāt rotācijas ātrumu zemākajā līmenī, kas vajadzīgs, lai stabili piepildītu skrūvi. LFRT kompleksu veidošanā bieži sastopams skrūvju ātrums 30-70 r / min.
Injekcijas laikā molding, kausēšana notiek ar diviem savstarpēji saistītiem faktoriem: bīdes un siltuma. Tā kā mērķis ir aizsargāt šķiedras garumu LFRT, samazinot bīdes slodzi, būs nepieciešams vairāk siltuma. Atkarībā no sveķu sistēmas temperatūra, kādā apstrādā LFRT kompozītu, parasti ir par 10 līdz 30 ° C augstāka nekā parastajiem formēšanas savienojumiem.
Tomēr, pirms pilnībā pilnīgi palielināt cilindra temperatūru, pievērsiet uzmanību barelu temperatūras sadalījuma maiņai. Parasti barelu temperatūra paaugstinās, kad materiāls pārvietojas no tvertnes uz sprauslu, bet LFRT gadījumā ieteicams augstāka temperatūra tvertnē. Apgrieztais temperatūras sadalījums mīkstina un izkausē LFRT granulas, pirms tiek ievadīts augstās griešanās skrūves saspiešanas posms, tādējādi atvieglojot šķiedru garuma noturēšanu.
Pēdējā piezīme par apstrādi ietver rezerves materiālu izmantošanu. Formas daļa vai sprausla slīpēšana parasti rada mazāku šķiedru garumu, tādēļ rezerves materiāla pievienošana var ietekmēt kopējo šķiedras garumu. Lai būtiski netiktu samazinātas mehāniskās īpašības, ieteicams atgriezt maksimālo materiāla daudzumu 5%. Lielāks pārstrādāto materiālu daudzums negatīvi ietekmēs mehāniskās īpašības, piemēram, triecienizturību.
