LCF PEEK kompozīts: viegli strukturāli risinājumi
Speciālo inženiertehnisko plastmasu virsotnē poliētera ētera ketons (PEEK) jau sen{0}}nodrošinājis savu dominējošo stāvokli. Tomēr, ja inženieri mēģina to izmantot, lai pilnībā aizstātu metāla slodzi{2}}nesošās konstrukcijas sastāvdaļas, tīri sveķi vai pat parastie īsšķiedru{3}}stiegroti materiāli bieži vien neatbilst. Tieši šajā brīdī tiek izmantots LCF PEEK (ar oglekļa šķiedru pastiprināts poliētera ētera ketons) kompozīts. Tā nav tikai uzlabota formula, bet arī pavisam-jauna materiālu sistēma, kas no jauna definē mehāniskās transmisijas ceļu mikrostruktūras līmenī. Augstākās kvalitātes-ražošanas nozarēm, kas cenšas panākt maksimālu vieglu svaru un struktūras integritāti, LCF PEEK plastmasas granulas no jauna nosaka "plastmasas aizstājēja tēraudu" robežas.
No “Aizpildīšanas” uz “Uzlabošanu” - Kvalitatīva transformācija
Galvenais, lai izprastu šī materiāla pielietojuma jomu, ir saprast "garuma" definīciju. Tradicionālajos-sagrieztās oglekļa šķiedras (SCF) kompozītmateriālos šķiedras garums parasti ir mazāks par 1 milimetru. Tie atrodas sveķu matricā kā irdenas smiltis, galvenokārt pildot un sacietējot.
Tomēr LCF PEEK granulētajā formā oglekļa šķiedru garums atbilst granulu garumam (parasti svārstās no 5 mm līdz 25 mm). Šis fiziskais garuma pagarinājums izraisa kvalitatīvas izmaiņas pēc injekcijas formēšanas: šķiedras vairs nepastāv kā izolētas vienības, bet ir savstarpēji saistītas un savienotas komponentā, veidojot trīsdimensiju bloķējošu "skeleta tīklu".
Šī mikroskopiskā struktūra nosaka makroskopiskās īpašības. Kad komponents tiek pakļauts ārēja spēka iedarbībai, enerģija nekoncentrējas vienā punktā, izraisot trauslu lūzumu, bet gan ātri izkliedējas pa visu komponentu caur šo nepārtraukto šķiedru tīklu. Tas izskaidro, kāpēc LCF PEEK iecirtuma triecienizturība var vairākas reizes sasniegt proporcionāli īsāku šķiedru materiālu -, tas nodrošina materiālam līdzīgu "elastību" kā metālam, nevis tikai keramikas "cietību".
Strukturālā dizaina brīvība
No būvinženiera viedokļa LCF PEEK lielākā priekšrocība ir tā ārkārtīgi augstā īpatnējā stiprībā un šļūdes pretestībā.
Lai gan metāla materiāliem ir augsta izturība, tiem ir augsts blīvums; un sarežģītās konfigurācijās metāla apstrādi bieži ierobežo subtraktīvās ražošanas sašaurinājums. LCF PEEK stiepes izturība var viegli pārsniegt 250 MPA, un tā modulis ir tuvu alumīnija sakausējumu modulim, taču tā blīvums ir zems. Tas nozīmē, ka vienādos slodzes apstākļos var samazināt komponenta svaru.
Dziļāka vērtība slēpjas tā noguruma pretestībā un izmēru stabilitātē. Daudzas plastmasas saskarsies ar "aukstu plūsmu" vai šļūde ilgstošā-spriegumā vai augstā temperatūrā, izraisot montāžas kļūmi. Tomēr, pateicoties garās-šķiedras karkasa atbalstam, LCF PEEK uzrāda pārsteidzošu šļūdes pretestību. Pat tad, ja tiek pakļauta ilgstošai-slodzei augstākā temperatūrā, tā var saglabāt nemainīgu izmēru. Tas padara to pilnībā kvalificētu izmantošanai galveno saspringto komponentu, piemēram, kronšteinu ap automobiļu dzinēju un aviācijas un kosmosa apšuvuma savienojošo daļu ražošanā.
LCF PPS: izmēru samazināšanas trieciens
Ar izcilu sniegumu vien nepietiek, lai pārliecinātu uzņēmumus pāriet uz šo materiālu. LCF PEEK galvenā konkurētspēja komerciālajā jomā slēpjas ražošanas procesa vienkāršošanā.
Tradicionālajiem metāla konstrukciju komponentiem, sākot no izejvielām līdz gataviem izstrādājumiem, bieži ir nepieciešami vairāki procesi, piemēram, liešana, griešana un atsegšana. Tas ne tikai aizņem ilgu laiku, bet arī izraisa eksponenciālu apstrādes izmaksu pieaugumu sarežģītām konstrukcijām ar iekšējiem plūsmas kanāliem, saspiestām daļām vai plānām -sienu stiprinājuma ribām.
Lai gan LCF PEEK vienības cena ir salīdzinoši augsta, tai piemīt termoplastisko materiālu iesmidzināšanas priekšrocības. Izmantojot veidņu konstrukciju, tā var radīt ārkārtīgi sarežģītas ģeometrijas vienā procesā un pat integrēt kopā metāla ieliktņus, vītnes un blīvējuma rievas. No kopējo sistēmas izmaksu viedokļa, izmantojot LCF PEEK metāla vietā, parasti tiek panākts ievērojams izmaksu ietaupījums un jaudas uzlabojumi.
FAQ
J: Kādas ir galvenās grūtības iesmidzināšanas formēšanā?
A: Novērsiet šķiedru pārrāvumu. Jāievēro "mazas bīdes" princips: izmantojiet speciālu skrūvi garām šķiedrām, apvienojumā ar lieliem-izmēra vārtiem, zemu pretspiedienu un mazu rotācijas ātrumu. Kad šķiedra ir sagriezta, tā pārvēršas par parastu īsu{3}}šķiedru materiālu.
J: Vai nodilumizturība noteikti ir labāka nekā SCF PEEK?
A: Dažādos apstākļos. Pie lielas slodzes un maza ātruma LCF (garo šķiedru kompozītam) ir ievērojama priekšrocība (izturīgs pret šļūdei, spiediena izturība); tomēr zemas slodzes un liela ātruma-berzes gadījumā pēc garo šķiedru nolobīšanas tās var kļūt par "slīpošām daļiņām" un sabojāt savienojošās daļas.
J: Vai LCF PEEK veiktspēja patiešām var aizstāt alumīnija sakausējuma veiktspēju?
A: Izturības{0}}un-svara attiecība ir labāka nekā alumīnijam. Lai gan absolūtā izturība ir nedaudz zemāka nekā 6061 alumīnijam, tā blīvums ir mazāks nekā alumīnija. Ar tādu pašu svaru LCF PEEK ir lielāka nestspēja{5}}, un tai piemīt noguruma pretestība un slāpējošās vibrācijas samazināšanas īpašības, kas metāliem nepiemīt.
Sazinieties ar mums, lai saņemtu cenu
Populāri tagi: cf peek: viegla konstrukcija, Ķīna, ražotāji, piegādātāji, rūpnīca, pirkt, pielāgot
