Zdaskleněné rovingy or krátká skleněná vlákna, prvotřídní sklolaminát or precio fibra de carbonose přidávají do termoplastické matrice, účelem je v podstatě zlepšit mechanické a strukturní vlastnosti polymeru.Mezi dvěma hlavními metodami vyztužování termoplastů pro vstřikování je mnoho rozdílů, od způsobu jejich kombinace s polymerní matricí až po úroveň výkonu, kterou mohou poskytnout, a jedna forma vlákna může být více Druhá je vhodnější, ale pro u tvarovače je hlavním rozdílem mezi krátkými a dlouhými vlákny stupeň jejich zpracování.
Zpracování termoplastů vyztužených dlouhými vlákny
Primárním cílem zpracování termoplastů vyztužených dlouhými vlákny je zachování délky vlákna, což je rozhodující pro optimalizaci pevnosti a houževnatosti.Přetržení vlákna může mít negativní dopad na vlastnosti polymerního kompozitu a může nakonec negovat výhody použití nití ze skleněných vláken.Nesprávná manipulace a chybný design nástrojů a součástí nebo použití neoptimalizovaného zpracovatelského zařízení nebo nastavení mohou vést k přetržení vlákna.
Na rozdíl od plastů vyztužených nasekanými vlákny se materiály vyztužené dlouhými vlákny obvykle vyrábějí pultruzí.Proces zahrnuje protahovánísklos potulovat seimpregnované termoplastickou pryskyřicí pomocí speciální impregnační matrice (takže pryskyřice může obalit a spojit vlákna) a poté nařezat extrudované prameny na pelety, vlákna v peletách jsou typicky 12 mm Dlouhá, po celé délce se vyznačuje jednosměrným vyztužením vláken a tato délka je kritická pro umožnění polymeru účinně přenášet napětí na silnější vlákna.
Když se tyto pelety použijí pro vstřikování, jsou dlouhá vlákna zarovnána a pevně navinuta, aby vytvořila vnitřní kostru, která poskytuje pevnost a houževnatost.Kompozity vyztužené dlouhými vlákny oproti materiálům s krátkými vlákny, zdaskleněná vláknanebo uhlíková vlákna, poskytují vyšší poměr pevnosti k hmotnosti, rázovou houževnatost, delší cyklickou únavovou životnost a širší tepelnou odolnost a lepší rozměrovou stabilitu.
Tyto odolné materiály nabízejí konstrukční výkon srovnatelný s kovem, přesto jsou lehčí než kov a jsou schopny využít výhod účinnosti zpracování vstřikováním.1k tkanina z uhlíkových vlákenjsou zvláště cenné jako náhrada kovu, protože jsou o 70 % lehčí než ocel a lehčí než ocel.Hliník je o 40 % lehčí, takže kompozity vyztužené dlouhými vlákny lze použít k výrobě náročných součástí v automobilovém, sportovním, leteckém, spotřebním a průmyslovém vybavení.Typické základní pryskyřice zahrnují polyamid (PA nebo nylon), polypropylen (PP), tuhý termoplastický polyuretan (ETPU) a vysokoteplotní pryskyřice, jako je polyetheretherketon (PEEK), polyftalamid (PPA) a polyamid.Etherimid (PEI) atd. Zatímco jakýkoli termoplast může být vyztužen vlákny, pouze některé nabízejí vyšší výkon, protože jsou lépe vyztuženy.Přesněji řečeno, semikrystalické pryskyřice jsou lépe vyztuženy vlákny než amorfní pryskyřice, což znamená, že jejich tuhost a pevnost se ještě zvýší.
Body zpracování materiálů vyztužených dlouhými vlákny
Ve srovnání s nemodifikovanými nebo granulovanými prášky plněnými pryskyřicemi má lisování kompozitů vyztužených dlouhými vlákny určité požadavky na formy, vtoky, formovací zařízení a design dílů.Procesy používané ke zpracování těchto materiálů se také liší od procesů u polymerů vyztužených krátkými vlákny.
Jak již bylo zmíněno dříve, udržení délky vlákna je klíčem k úspěchu.Mezi faktory, které mohou způsobit zkrácení délky vlákna, patří vysoký tlak a smyk ze vstřikovacího šneku, stejně jako ostré rohy ve formě a systému žlabu.Chcete-li zachovat délku vlákna, je třeba si uvědomit 3 klíčové body zpracování:
1. Materiál a provedení formy
Přestože se dlouhá vlákna opotřebovávají na formě méně než krátká vlákna, protože je méně jehlovitých konců vláken, které ovlivňují formu, stejný typ formovací oceli je vhodný pro polymery vyztužené dlouhými i krátkými vlákny, nejběžnější První je formovací ocel P20, která vydrží nepřetržitě více než 100 000 vstřiků.Pokud je požadována vyšší odolnost (nad 100 000 vstřikovacích cyklů), je lepší volbou chrommolybdenová ocel H13 nebo vzduchem kalená ocel A9.Obecně platí, že tvrzené formy jsou nejlepší volbou pro zpracování termoplastů vyztužených vlákny.U opotřebovaných forem je lze renovovat technologií galvanického pokovování.Hliníkové formy lze dokonce použít, pokud je třeba vyrobit prototypy, aby bylo možné ověřit design.
2. Tvářecí zařízení
Termoplasty vyztužené dlouhými vlákny lze zpracovávat pomocí standardního vstřikovacího zařízení s pouze několika nepermanentními úpravami pro zachování délky vlákna a přizpůsobení se vyšším viskozitám.Doporučuje se nízkotlaký nebo univerzální šroub se zpětným kroužkem, který umožňuje volný průtok nahoře.Lze použít univerzální trysky, ale je třeba se vyhnout nylonovým tryskám, protože jejich tvar přesýpacích hodin (navržený tak, aby zabránil slintání) omezuje tok, vytváří smyk a způsobuje otěr vláken.Dalším tipem pro snížení smyku je vyhnout se konstrukcím trysek s obráceným kuželem.Obecně platí, že větší otvory trysek (minimálně 5,6 mm) usnadňují průchod viskózních pryskyřic vyztužených vlákny.
Dobrým pravidlem pro jakýkoli vstřikovací stroj je vstřikovat pouze 60-70% objemu.Příliš velká velikost výstřelu prodlužuje dobu resetování, zatímco příliš malá velikost výstřelu znamená, že materiál zůstane v hlavni déle, což může vést k degradaci.
3. Podmínky zpracování
Pokud jde o zpracování, je důležité vyřešit dva problémy: pokřivení a tečení.Obecně platí, že termoplastické díly vyztužené dlouhými vlákny se méně deformují nežkrátké vlákno ze skleněných vlákenčásti, protože navíjení vlákna snižuje rozdílné smrštění, ale vstřikované části s dlouhými vlákny se stále deformují, jedním z důvodů je, že vlákna proudí podél orientačního vyrovnání, zatímco zvyšuje pevnost části, může vést k anizotropii.Aby se předešlo deformaci, lze použít alternativní umístění vtoků nebo konstrukce dílů, aby se zabránilo nadměrnému zarovnání vláken v oblastech, které nevyžadují vysokou pevnost, aby vydržely strukturální zatížení.
Zachovejte si výhodu dlouhých vláken
Úspěšné lisování kompozitů vyztužených dlouhými vlákny vyžaduje určité úpravy konstrukčních pokynů a parametrů zpracování použitelných pro nevyztužené pryskyřice a směsi s krátkými vlákny.Chcete-li vytěžit maximum z dlouhých vláknitých výztuh (které stojí více než neplněné materiály popřvyztužení sekanými vlákny ze skleněných vlákenkvůli jejich vysokému výkonu) musí být během celého procesu dodržovány osvědčené postupy.Pokud jsou dlouhá vlákna přerušena nebo nesprávně zarovnána v důsledku nesprávné manipulace, konstrukce matrice nebo nastavení zařízení, jejich vysoká pevnost a vysoká houževnatost se sníží nebo dokonce ztratí.
#skleněné rovingy#krátká skleněná vlákna#1k tkanina z uhlíkových vláken#krátké vlákno ze skleněných vláken#vyztužení sekanými vlákny ze skleněných vláken
Čas odeslání: 21. října 2022