Hosszú szálerősítésű hőre lágyuló műanyagokat (LFRT) használnak a nagy mechanikai tulajdonságokkal rendelkező fröccsöntési alkalmazásokhoz. Bár az LFRT technológia jó szilárdságot, merevséget és ütési tulajdonságokat biztosít, ennek az anyagnak a feldolgozása fontos szerepet játszik annak meghatározásában, hogy a végső rész hogyan képes végrehajtani.
Az LFRT sikeres megformálásához meg kell érteni egyes egyedi funkcióit. Az LFRT és a konvencionálisan megerősített hőre lágyuló műanyagok közötti különbségek megértése a berendezések, a tervezési és feldolgozási technológiák fejlesztését eredményezte az LFRT értékének és potenciáljának maximalizálása érdekében.
Az LFRT és a hagyományos apróra vágott, rövid üvegszállal erősített kompozitok közötti különbség a szálak hosszában rejlik. Az LFRT-ben a rost hossza megegyezik a pellet hosszával. Ez azért van így, mert a legtöbb LFRT-t pultrúzióval állítják elő, nem pedig nyírási típusú keverésnek.
Az LFRT gyártás során az üvegszálas rostok folyamatos szálát először egy szerszámba vonjuk be a gyanta bevonására és impregnálására. Miután kilépett a szerszámból, a folyamatos szalagokat aprítottuk vagy pelletizáltuk, általában 10-12 mm hosszúságúra vágva. Ezzel ellentétben a hagyományos rövid üvegszálas kompozitok csak 3-4 mm hosszú vágott szálakat tartalmaznak, és hosszaik nyírási típusú extrudálókban általában kisebb, mint 2 mm-re csökkenthetők.
Az LFRT pelletekben található szálhosszúság növeli az LFRT mechanikai tulajdonságait - megnövelt ütésállóságot vagy szívósságot a merevség fenntartása mellett. Mindaddig, amíg a szálak hosszúsága a formázási folyamat során megmarad, ők egy "belső csontvázat" alkotnak, amely kiváló mechanikai tulajdonságokat biztosít. Azonban egy rossz formázási folyamat a hosszú rosttartalmú termékeket rövid szálas anyagokká alakíthatja. Ha a szál hossza a formázási folyamat során sérül, akkor nem lehet a kívánt teljesítményt elérni.
Annak érdekében, hogy az LFRT formázási folyamat során a szálhosszúság megmaradjon, három fontos szempontot kell figyelembe venni: a fröccsöntő gép, a rész és a penész kialakítása és a feldolgozási feltételek.
Először is, óvintézkedések
Az LFRT-feldolgozással kapcsolatban gyakran feltett kérdés az, hogy használhatunk-e már meglévő fröccsöntő berendezést ezen anyagok kialakítására. Az esetek túlnyomó többségében a vágott szálas kompozitok előállítására szolgáló berendezés is használható LFRT-ek előállítására. Bár a tipikus rövidszálas öntőberendezések a legtöbb LFRT alkatrészhez és termékhez kielégítőek, a berendezés egyes módosításai jobban segítenek a szál hosszúságának fenntartásában.
Egy tipikus "adagolás-összenyomó adagoló" szakaszú univerzális csavar nagyon alkalmas erre a folyamatra, és a szálas roncsolás-csökkentés csökkenthető a mérési szakasz tömörítési arányának csökkentésével. Az LFRT termékek esetében a 2: 1-es szegmens kompressziós aránya optimális. Különleges fémötvözetek alkalmazása csavarok, hordók és egyéb alkatrészek gyártásához nem szükséges, mert az LFRT kopása nem olyan nagy, mint a hagyományos, aprítatlan, üvegszállal erősített hőre lágyuló műanyagok.
Egy másik eszköz, amely a tervvizsgálat előnyeit élvezheti, a fúvóka csúcsa. Néhány hőre lágyuló anyagot könnyebben lehet megmunkálni egy fordított kúpos fúvóka csúccsal, ami nagy nyíróerőt biztosít, amikor az anyagot a szerszámüregbe fecskendezi. Az ilyen fúvókacsúcsok azonban jelentősen csökkentik a hosszú szálösszetétel szálhosszát. Ezért ajánlott egy 100% "szabad áramlású" méretű fúvókafej / szelep szerelvény alkalmazása, amely lehetővé teszi, hogy a hosszú szálak könnyedén áthaladjanak a fúvókán az alkatrészen.
Ezenkívül a fúvóka átmérője és a kapu nyílásának laza mérete 5.5 mm (0.250 in) vagy annál nagyobb, és nincs éles él. Fontos megérteni, hogy az anyag hogyan áramlik a fröccsöntő berendezésen, és meghatározza, hogy a nyíróerők mikor törik meg a szálakat.
Másodszor, a részek és a penész tervezését
A jó alkatrészek és a penészesedés szintén segít az LFRT szálhosszának fenntartásában. A szél egyes részei (beleértve a bordákat, a főnököket és egyéb jellemzőket) körüli éles sarkok kiküszöbölése elkerülhetővé teszi a felesleges feszültséget a formázott résznél, és csökkenti a szálak kopását.
Az alkatrészeknek egységes falvastagsággal kell rendelkezniük. A falvastagság nagyobb változása következetlen csomagolást és nem kívánt rostorientálódást eredményezhet a részben. Ha a vastagságnak vastagabbnak vagy vékonyabbnak kell lennie, a falvastagság hirtelen megváltozását el kell kerülni annak elkerülése érdekében, hogy olyan magas nyírási területek keletkezzenek, amelyek károsíthatják a szálakat és a stressz-koncentráció forrásává válhatnak. Általában megpróbálják kinyitni a kaput a vastagabb falon, és átjutni a vékony részre, a töltővéget a vékony részen tartva.
A jó műanyag kialakítás általános elve azt sugallja, hogy a 4 mm-nél kisebb falvastagság megtartása elősegíti a jó és egységes áramlást, és csökkenti a mosogatók és üregek lehetőségét. Az LFRT vegyületek esetében az optimális falvastagság általában körülbelül 3 mm (0,120 in) és a minimális vastagsága 2 mm (0,080 in). Ha a falvastagság kisebb, mint 2 mm, akkor a szálak belépése utáni rostok valószínűsége megnő.
Az alkatrészek csak egy aspektusa a formatervezésnek, és fontos megfontolni, hogy az anyag belépjen-e a formába. Amikor a futók és a kapuk vezetik az anyagot az üregbe, nagy mennyiségű rostkár keletkezhet ezen a területen, ha nem megfelelően tervezték.
Amikor egy LFRT vegyület kialakítására egy öntőformát tervezünk, akkor a teljes sugarú futó optimális, és a legkisebb átmérője 5,5 mm (0,250 in). A teljes körű csatorna mellett az áramlási csatorna bármely más formája éles sarkokkal rendelkezik, ami növeli a feszültséget az alakítási folyamat során és megsemmisíti az üvegszál erősítő hatását. Nyitott futókkal rendelkező meleg futórendszerek elfogadhatók.
A kapu minimális vastagsága 2 mm legyen (0,080 in). Ha lehetséges, helyezze el a kaput egy olyan él mentén, amely nem gátolja az anyagnak az üregbe való áramlását. A rész felületén lévő kaput 90 ° -kal el kell forgatni, hogy megakadályozza a rosttörés megindítását és a mechanikai tulajdonságok romlását.
Végezetül, figyeljen a fúziós vonalak elhelyezkedésére és arra, hogy miként hatnak azokon a területeken, ahol a részek terhelésnek (vagy stressznek) vannak kitéve. A fúziós vonalat olyan helyre kell helyezni, ahol a feszültségszint várhatóan alacsonyabb lesz a kapu racionális elrendezésével.
A számítógépes töltéselemzés segíthet meghatározni, hol helyezkednek el ezek a fúziós vonalak. A strukturális végeselem-elemzés (FEA) a nagy feszültség helyének és az összefolyási vonal helyének összehasonlítására használható a töltési elemzésben meghatározottak szerint.
Meg kell jegyezni, hogy ezek a részek és öntőformák csak ajánlások. Számos példa van olyan alkatrészekre, amelyek vékony falakkal, falvastagság-változatokkal és finom vagy finom jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek LFRT vegyületeket használnak a jó teljesítmény érdekében. Azonban az ajánlásoktól eltekintve, annál több időt és erőfeszítést igényel annak biztosítására, hogy a hosszú rost-technológia teljes haszna valósuljon meg.
Harmadszor, a feldolgozási feltételek
A feldolgozási feltételek az LFRT sikerének kulcsa. Mindaddig, amíg a helyes feldolgozási körülményeket alkalmazzák, lehetőség van általános célú fröccsöntő gép és megfelelő kialakítású öntőformák készítésére az LFRT alkatrészek előállításához. Más szavakkal, még a megfelelő berendezéssel és a penészgondozással is, a szálhosszúság szenvedhet, ha rossz feldolgozási körülményeket alkalmaznak. Ez megköveteli annak megértését, hogy a szál miként fog találkozni az öntési folyamat során és azonosítja azokat a területeket, amelyek túlságosan szálas nyírást okoznak.
Először ellenőrizze a hátsó nyomást. A nagy ellennyomás nagy nyíróerőt hoz létre az anyagon, amely csökkenti a szálhosszúságot. Figyelembe véve, hogy nulla visszavezetéstől kezdve és csak addig növeljük, amíg a csavar egyenletesen visszahúzódik az adagolási folyamat során, 1,5-2,5 bar (20-50 psi) ellennyomás általában megfelelő ahhoz, hogy egyenletes etetést kapjunk.
A nagy csavarsebesség szintén káros hatást fejt ki. Minél gyorsabb a csavar forgása, annál valószínűbb, hogy a szilárd és meg nem olvadt anyag belép a csavaros szakaszba, és rostkárosodást okoz. Az ellennyomással kapcsolatos ajánlásokhoz hasonlóan a lehető leggyorsabban meg kell őrizni a csavar kitöltéséhez szükséges minimális stabilitást. Az LFRT-vegyületek formázása során gyakori a 30-70 r / min csavarsebesség.
A fröccsöntési eljárás során az olvadás két olyan tényezőn keresztül történik, amelyek együtt járnak: nyíróerő és hő. Mivel a cél az, hogy megvédje a szál hosszúságát az LFRT-ben a nyíróhatás csökkentésével, több hőre lesz szükség. A gyanta rendszer szerint a feldolgozott LFRT vegyület hőmérséklete általában 10-30 ° C-kal magasabb, mint a hagyományos formázott vegyületé.
Mindazonáltal, mielőtt egyszerűen felemelné a hordó hőmérsékletét, figyeljen a hordó hőmérséklet-eloszlásának megfordítására. Normális esetben a hordó hőmérséklete emelkedik, ahogy az anyag a garatból a fúvókához jut, de az LFRT számára ajánlott, hogy a hőmérséklet magasabb legyen a garatnál. A hőmérsékleteloszlás megfordulása lehetővé teszi az LFRT pelletek lágyulását és olvasztását, mielőtt belépnének a nagy nyírócsavaros tömörítő szakaszba, ezáltal megkönnyítve a szálhossz megtartását.
