Ievads ar garo šķiedru pastiprinātiem kompozītmateriāliem

Ar garu šķiedru pastiprināts termoplastiskais kompozīts attiecas uz šķiedru garumu, kas lielāks par 10 mm, armētu termoplastu, pastiprinātu šķiedru uz stikla šķiedru, oglekļa šķiedru un citām šķiedrām, galvenokārt, visbiežāk izmantotais sveķu substrāts ir PP (polipropilēns), kam seko PA (poliamīds), citi, piemēram, kā PPS (polifenilēnsulfīds), TPU (poliuretāns) un citi sveķi, atkarībā no sveķu veida ar atbilstošu šķiedru virsmas apstrādi var sasniegt labākus rezultātus.

Šķiedru materiālu pievienošana sveķiem var ievērojami uzlabot kopējās materiāla īpašības. Šķiedru kompozītmateriāli absorbē ārējos spēkus trīs veidos: šķiedru izvilkšana, šķiedru sadalīšana un sveķu sadalīšana. Palielinoties šķiedras garumam, šķiedras izvilkšanai nepieciešams vairāk enerģijas, kas veicina triecienizturības uzlabošanos. Kompozītmateriālos šķiedras gals bieži ir plaisu augšanas sākuma punkts, un garo šķiedru galu skaits ir mazs, kas arī uzlabo triecienizturību. Garo šķiedru maisījumi savijas, griežas un saliec viens otru, pildot veidni, nevis sarindojas pa plūsmas virzienu kā īsie šķiedru maisījumi. Tāpēc, salīdzinot ar tām pašām īso šķiedru maisījumu veidņu daļām, garo šķiedru jaukto veidņu izstrādājumiem ir lielāka izotropija, labāks plakanums un mazāka deformācija, tāpēc izmērs ir stabilāks. Termiskās deformācijas temperatūra ar garo šķiedru armētu termoplastu arī ir augstāka nekā ar īsšķiedru armētu termoplastu. Tāpēc garo šķiedru kompozītmateriāliem ir labāka veiktspēja nekā īsšķiedru kompozītmateriāliem, un tie var uzlabot stingrību, spiedes izturību, lieces izturību un šļūdes pretestību. Termoplastiskos kompozītmateriālus iedala armētos ar garo šķiedru un armēto ar īsšķiedru.

Metode ir sagriezt iepriekš sagatavoto materiālu, kas iegūts, kausējot impregnēšanu, lai iegūtu 6-10 mm daļiņas. Daļiņas garums atbilst šķiedras garumam, un šķiedra ir vienmērīgi sadalīta sveķos tā, lai materiālam būtu augsta triecienizturība un modulis, samazināta deformācija, samazināts saraušanās ātrums, palielināta izmēru stabilitāte. , un tiek uzlabota produkta noguruma izturība.

Daļiņas var sildīt ar iesmidzināšanas formēšanas mašīnu un ievadīt veidnē, pēc tam karsēt un paaugstināt spiedienu veidnē. Atbilstoši termoplastisko sveķu veidam un kompozītmateriāla izstrādājuma formai tiek pielāgota procesa parametru temperatūra, spiediens un laiks. Ar iesmidzināšanas liešanas metodi var sagatavot sarežģītu formu izstrādājumus, kas ievērojami paplašina pielietojuma jomu.

Vienkāršākā formēšanas metode ir iegūt iegūto ar šķiedru pastiprinātu termoplastisko prepregu, daudzslāņu superpozīcija, superpozīcijas metode ir divi blakus slāņi 0/90 grādi un pēc tam presēšanas plāksnē karstai presēšanai, lai iegūtu loksni vai citu vienkāršu formu. . Šī metode ir visbiežāk izmantotā lokšņu un lokšņu sagatavošanas metode. Lai uzlabotu darba efektivitāti, formēšanai var izmantot arī dubultrullīšu un trīs ruļļu kalandrēšanu.

Turklāt prepreg loksni sagriež atbilstoši veidnes izmēram un karsē sildīšanas krāsnī līdz temperatūrai, kas ir augstāka par sveķu kušanu. Pēc tam to nosūta presēšanas veidnē ātrai karstai presēšanai un atdzesēšanai, lai iegūtu produktu. Šīs metodes formēšanas cikls ir īss. Tas ir piemērots izstrādājumiem ar lielām biezuma un blīvuma izmaiņām, sarežģītām formām, piemēram, izliektām, ieliektām vai radiānām, kā arī izstrādājumiem ar iestrādātām metāla daļām. Šai metodei ir zems enerģijas patēriņš un ražošanas izmaksas, bet augsta ražošanas efektivitāte.

Šī metode ir tipisks ražošanas process, kurā var nepārtraukti un ekonomiski ražot kompozītmateriālus. Pultrūzijas formēšanas tehnoloģija ir nepārtraukts, automātisks ražošanas process augsta šķiedru satura, augstas veiktspējas un zemu izmaksu kompozītmateriāliem. Izmantojot šo metodi, garo šķiedru piesūcina ar sveķiem, pēc tam iziet cauri formēšanas veidnei ar noteiktu šķērsgriezuma formu un liek tai sacietēt veidnē, un pēc tam izstrādājums tiek izvilkts no veidņu veidošanas procesa. Ekstrūzijas formēšanas procesam ir šādas priekšrocības: piemēram, sveķu viskozitāti var regulēt jebkurā laikā, šķiedru saturs var būt līdz 80 procentiem; Automātiska ražošanas procesa kontrole, augsta ražošanas efektivitāte; Izstrādājuma garenisko un šķērsvirziena stiprību var patvaļīgi noregulēt, lai atbilstu dažādu izstrādājuma mehānisko īpašību prasībām; Produkta kvalitāte ir stabila, atkārtojamība ir laba, garumu var patvaļīgi nogriezt; Ražošanā nav stūra atkritumu, un produktam nav nepieciešama pēcapstrāde, tāpēc tas ietaupa darbaspēku, materiālus un enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar citiem procesiem.

Ar garu šķiedru pastiprinātus termoplastiskos kompozītmateriālus kā strukturālus materiālus var izmantot industriālajā, civilajā, militārajā un citās jomās, tie ir izmantoti kosmosa, automobiļu, elektroiekārtu, sakaru, sporta aprīkojuma un citās jomās.

"Vides aizsardzība, enerģijas taupīšana un vieglais automobiļu svars" veicina ar garu šķiedru pastiprinātu termoplastisko kompozītmateriālu sagatavošanu, komponentu dizainu un pielietojumu strauju attīstību. Garie ar stikla šķiedru pastiprināti termoplastiskie kompozītmateriāli uz polipropilēna (PP) bāzes ir plaši izmantoti automobiļu gala daļās. Dati liecina, ka 80 procentus no pieprasījuma pēc garās stikla šķiedras pastiprinātām termoplastiskām kompozītmateriāliem rada automobiļu rūpniecība (rezerves daļas), kas ir plaši izmantota Eiropas zīmolu automašīnās. Īpašās prasības attiecībā uz augstu veiktspēju un automašīnu detaļu dažādošanu arī padara ar garu šķiedru pastiprinātiem termoplastiskiem kompozītmateriāliem lielāku izvēli attiecībā uz šķiedru un sveķiem. Ar garu šķiedru pastiprināti termoplastiskie kompozītmateriāli tiek izmantoti šādās daļās: priekšējā gala modulis, instrumentu panelis, durvju modulis, korpuss, apakšējā plāksne un citas sarežģītas formas detaļas, ieskaitot sarežģītas detaļas, kas iegūtas iesmidzināšanas procesā, durvis un logi, korpuss apakšējā plāksne, instrumenti un tā tālāk, vai kā lamināta materiāli, piemēram, karietes aizsargplāksne un kastes kravas automašīnu griesti. Pieaug arī oglekļa šķiedras kompozītmateriālu izmantošana augstākās klases automašīnās vai sporta automašīnās, kā arī sacīkšu automašīnās, un pat visa oglekļa šķiedras kompozītmateriālu izskats.

Ātrgaitas dzelzceļu attīstībai Ķīnā ir lielākas prasības pēc garo šķiedru pastiprinātiem termoplastiskiem kompozītmateriāliem, un dažādu detaļu veiktspēja ir atšķirīga, kas arī padara ātrgaitas dzelzceļu ar garu šķiedru pastiprinātu termoplastisko kompozītmateriālu bagātu un krāsainu attīstību.

Augstas veiktspējas šķiedras, piemēram, aramīda, īpaši augstas molekulmasas, augstas stiprības un augsta moduļa polietilēna šķiedras un oglekļa šķiedras, tiek veidotas termoplastiskos kompozītmateriālos, ko var izmantot bruņuvestēm, vairogiem, ķiverēm utt. Augstas veiktspējas garo šķiedru un ar sveķiem pastiprinātus termoplastiskos kompozītmateriālus var izmantot arī tankos, bruņumašīnās un citās bruņās.

Aviācijai ir īpašs pieprasījums pēc progresīviem un augstas veiktspējas materiāliem, un dažādiem produktiem šajā jomā ir daudzveidīgas prasības attiecībā uz termoplastiskiem kompozītmateriāliem, kas pastiprināti ar garo šķiedru, starp kuriem visizcilākie ir oglekļa šķiedras kompozītmateriāli. Šķiedru kompozītmateriālus plaši izmanto raķetēs, raķetēs un ātrgaitas lidmašīnās to unikālo un lielisko fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ. Piemēram, oglekļa šķiedras un plastmasas kompozītmateriālu izmantošana lidmašīnās, satelītos, raķetēs un citos kosmosa transportlīdzekļos, ne tikai liela vilce, zems trokšņa līmenis; Un to vieglā svara un mazāka enerģijas patēriņa dēļ var ietaupīt daudz degvielas.

Ar garu šķiedru pastiprinātu termoplastisko kompozītmateriālu izmantošana augstas kvalitātes būvmateriālu jomā galvenokārt balstās uz plāksni, galvenokārt ar stikla šķiedru pastiprinātu PP, vieglu, augstu īpatnējo izturību, īpatnējo moduli, izturību pret koroziju, labu ūdensizturību, viegli lietojamu. izmantošana, zemas izmaksas, var griezt pēc vajadzības, var uzstādīt ar skrūvēm, kniedēm, var būt arī karstā kausējuma metināšana un citas priekšrocības, to var izmantot kā sienas dēli, sienas oderējuma dēli un ēkas veidni. Augstas kvalitātes plastmasas cauruļu izgatavošanai var izmantot arī vienlaidu, garu šķiedru pastiprinātu termoplastisko kompozītmateriālu.