Kāpēc jūsu plastmasas daļas deformējas? Galīgais LFT risinājumu ceļvedis
Kāpēc jūsu plastmasas daļas deformējas?
Inženiera galīgais ceļvedis ideālas izmēru stabilitātes sasniegšanai ar LFT kompozītmateriāliem
Parastās plastmasas (pa kreisi) bieži sabojājas spriedzes ietekmē, savukārt LFT kompozītmateriāli (pa labi) saglabā savu inženierijas formu.
Visaptverošais deformācijas murgs: kritiska neveiksme
Augstas-precizitātes ražošanā, sākot no automobiļu mezgliem līdz sarežģītiem elektroniskiem korpusiem, plastmasas deformācija nav neliela nepilnība,-tā ir kritiska kļūme, kas liecina par kontroles zaudēšanu pār galaproduktu. Šis izmēru izkropļojums, kad daļa pēc formēšanas griežas, izliecas vai izliecas no paredzētās formas, ir pastāvīgas un dārgas galvassāpes. Tas izraisa postošu problēmu virkni: montāžas līniju slēgšanas nepareizi novietotu detaļu dēļ, strukturālās integritātes apdraudējums, kas noved pie lauka kļūmēm, dārgas instrumentu modifikācijas un milzīgi finansiāli zaudējumi no ražošanas sērijām. Bet, lai to atrisinātu, vispirms ir jāsaprot tā izcelsme. deformācija nav nejauša; tā ir nekontrolētas un nevienmērīgas materiāla saraušanās un stresa fiziska izpausme. Šo pamatcēloņu izpratne ir pirmais solis ceļā uz pastāvīga risinājuma izstrādi.
Sakarības pamatcēloņi: tehniska dziļa niršana
1. iemesls:Diferenciālā saraušanās un anizotropija
Tas ir galvenais vaininieks, īpaši ar šķiedru{0}}pastiprinātās plastmasas gadījumā. Inžektorliešanas laikā izkausētā plastmasa ieplūst veidnē, liekot īsām pastiprinošām šķiedrām (SGF) pārsvarā izlīdzināties plūsmas virzienā. Detaļai atdziestot, plastmasa saraujas. Tomēr izlīdzinātās šķiedras pretojas saraušanai savā virzienā ("plūsmas" virziens) daudz efektīvāk nekā tām perpendikulārā virzienā ("šķērsvirzienā"). Tas rada **anizotropu (ne{5}}vienmērīgu) saraušanos**. Daļa vienā virzienā saraujas ievērojami vairāk nekā otrā. Šī nelīdzsvarotība rada milzīgu iekšēju stresu, kas izrauj daļu no formas, izraisot paklanīšanos un griešanos. Jo lielāka daļa, jo izteiktāks kļūst šis efekts, padarot izmēru kontroli par gandrīz neiespējamu uzdevumu.
Fig
2. iemesls:Nevienmērīga{0}}dzesēšana
Injekcijai{0}}formētai daļai reti ir pilnīgi vienāds biezums. Tam ir biezas sienas, plānas ribas un asi stūri. Atdzesēšanas fāzē detaļas plānākās daļas sacietē un saraujas daudz ātrāk nekā biezākās, izolētās daļas. Lēnāk{4}}dzesējošās biezās daļas turpina sarukt, jo plānās daļas jau ir stingras. Tādējādi komponentā tiek radīta virves vilkšana--. Joprojām-sarūkošās zonas piesaista jau-cietās zonas, radot spēcīgu iekšējo spriegumu. Pēc pilnīgas sacietēšanas šie spriegumi tiek fiksēti daļā. Kad detaļa tiek izmesta no veidnes un to vairs neierobežo tērauda dobums, šie iekšējie spriegumi mēģina mazināties, fiziski saliekot un deformējot sastāvdaļu deformētā formā.
Fig
3. iemesls:Atlikušais un pēc{0}}pelēšanas stress
Pat daļa, kas pēc izstumšanas šķiet perfekta, laika gaitā var deformēties. Augstie spiedieni, ko izmanto iesmidzināšanas formēšanas laikā, iesaiņo polimēru ķēdes ne-ideālā, augstas{2}}enerģijas stāvoklī. Stundu, dienu vai nedēļu laikā šīs polimēru ķēdes dabiski cenšas atslābt, nonākot zemākā-enerģijas stāvoklī. Šis process, kas pazīstams kā **stresa relaksācija**, izraisa pēc-formēšanas saraušanos un deformāciju. Turklāt, ja detaļa tiek pakļauta paaugstinātai temperatūrai transportēšanas, uzglabāšanas vai galīgās lietošanas laikā (piemēram, zem automašīnas pārsega), tas var paātrināt spriedzes relaksācijas procesu, izraisot šķietami stabilas daļas pēkšņu deformāciju. Tas padara parasto plastmasu ilgtermiņa izmēru stabilitātes prognozēšanu par nozīmīgu inženiertehnisko izaicinājumu.
Fig
Inženiertehniskais risinājums: kā LFT izveido iekšējo skeletu
Ievadiet Long Fiber Thermoplastic (LFT) kompozītmateriālus — materiālu klasi, kas īpaši izstrādāta, lai novērstu šos pamatcēloņus. LFT burvība slēpjas tās unikālajā iekšējā arhitektūrā. Atšķirībā no tradicionālajām SGF plastmasām, LFT ir izturīgs, trīsdimensiju garu stikla vai oglekļa šķiedru tīkls. Tas nav tikai pildviela; tas ir spēcīgs iekšējais "skelets", kas veidojas iesmidzināšanas formēšanas procesā. Izšķirošajā dzesēšanas fāzē šis sapinies šķiedrainais skelets darbojas kā spēcīgs stabilizējošais spēks. Tas fiziski ierobežo polimēra matricas nevienmērīgu saraušanos, liekot tai darboties **izotropiskāk (vienmērīgi)**. Rezultāts ir dramatisks diferenciālās saraušanās samazinājums, kas ir galvenais deformācijas virzītājspēks. Šis iekšējais ietvars nodrošina arī milzīgu pretestību šļūdei, novēršot stresa relaksāciju un pēc-formēšanas deformācijas. LFT ne tikai ārstē deformācijas simptomus; tas atrisina problēmu tās strukturālajā pamatā.
LFT pret SGF: dati, kas ir aiz stabilitātes
LFT kompozītmateriālu izcilā izmēru stabilitāte nav tikai teorētiska; tas ir kvantitatīvi nosakāms. Tālāk sniegtie dati parāda tipisku pelējuma saraušanās salīdzinājumu 30% stikla pildījuma materiālam.
| Īpašums (pārbaudes metode: ISO 294-4) | Parastais SGF PP | LFT PP |
|---|---|---|
| Pelējuma saraušanās, plūsmas virziens | 0.2 - 0.4 % | 0.2 - 0.4 % |
| Pelējuma saraušanās, šķērsvirziens | 0.6 - 0.9 % | 0.3 - 0.5 % |
| Diferenciālā saraušanās (šķērsvirziena - plūsma) | AUGSTS | LOW |
Ievērojiet būtisko šķērsvirziena saraušanās atšķirību. Tieši šī augstā "diferenciālā saraušanās" parastajos materiālos tieši izraisa deformāciju. LFT spēja samazināt šo atšķirību ir tā galvenā priekšrocība.
Tehniskā uzmanība: kāpēc zems CLTE ir spēles-maiņa
Papildus sākotnējai deformācijai ilgtermiņa stabilitāti mainīgās temperatūrās{0}} nosaka **Lineārās termiskās izplešanās koeficients (CLTE)**. Šī vērtība mēra, cik daudz materiāls izplešas vai saraujas līdz ar temperatūras izmaiņām. Nearmētai plastmasai ir ļoti augsts CLTE, bieži 5-10 reizes lielāks nekā metāliem. Montējot augstas-CLTE plastmasas detaļu ar zemu-CLTE metāla komponentu, atšķirīgie izplešanās ātrumi rada milzīgu iekšējo spriegumu, kas var izraisīt plaisas, stiprinājumu atslābināšanu vai kritiskas izlīdzināšanas kļūmes. LFT kompozītmateriālu garās šķiedras skelets ievērojami samazina materiāla CLTE, tuvinot to alumīnija vai tērauda CLTE. Tas ļauj izveidot izturīgus hibrīda plastmasas{10}metāla mezglus, kas paliek stabili un bez spriedzes plašā darba temperatūru diapazonā, un tas nav sasniedzams ar tradicionālajām plastmasām.
Vai esat gatavs galīgi izvērst karadarbību?
Pārtrauciet ļaut izmēru nestabilitātei noteikt jūsu dizaina ierobežojumus, metāllūžņu daudzumu un ražošanas izmaksas. Mūsu materiālu ekspertu komanda ir gatava palīdzēt jums izmantot LFT kompozītmateriālu jaudu jūsu nākamajam projektam. Izveidosim produktus, kas darbojas nevainojami no pirmās daļas līdz miljonajai daļai.
Iesniedziet savu deformēto daļu LFT priekšizpētei
