Ilgalaikio pluošto armuotos termoplastinės medžiagos (LFRT) yra naudojamos liejimo formoms su didelėmis mechaninėmis savybėmis. Nors LFRT technologija gali pasižymėti geromis stiprumo, standumo ir smūgio savybėmis, šios medžiagos apdorojimas atlieka svarbų vaidmenį nustatant, kaip galutinė dalis gali būti atlikta.
Norint sėkmingai formuoti LFRT, būtina suprasti kai kurias jų unikalias savybes. Suprasti skirtumus tarp LFRT ir tradiciškai sustiprintų termoplastikų sukėlė įrangos, projektavimo ir perdirbimo technologijų plėtrą, kad maksimaliai padidintų LFRT vertę ir potencialą.
Skirtumas tarp LFRT ir tradicinių kapotų, trumpų stiklo pluoštu sustiprintų kompozitų yra pluošto ilgis. LFRT pluošto ilgis yra toks pat kaip granulių ilgis. Taip yra todėl, kad dauguma LFRT gaminami naudojant pultrūziją, o ne šlifavimo metodus.
LFRT gamyboje nuolatinės stiklo pluošto audinių sruogos pirmiausia įtraukiamos į dervą dengiant ir impregnuojant dervą. Išeinant iš danties, nuolatinės juostelės smulkinamos arba granuliuojamos, paprastai supjaustomos 10-12 mm ilgiu. Priešingai, tradicinių trumpo stiklo pluošto kompozitų sudėtyje yra tik susmulkintų pluoštų, kurių ilgis 3-4 mm, o jų ilgis dar labiau sumažėja iki 2 mm šlyties tipo ekstruderiuose.
Pluošto ilgis LFRT granulėse padeda pagerinti LFRT mechanines savybes - padidėjusią atsparumą smūgiams ar stiprią, išlaikant standumą. Liejimo proceso metu, kai pluoštai laikomi ilgio, jie sudarys "vidinį skeletą", užtikrinančią puikias mechanines savybes. Tačiau netinkamas liejimo procesas ilgus pluošto produktus gali paversti trumpomis pluošto medžiagomis. Jei liejimo proceso metu pluošto ilgis yra sutrikdytas, neįmanoma pasiekti reikiamo darbo lygio.
Siekiant išlaikyti pluošto ilgį LFRT formavimo proceso metu, svarbu atsižvelgti į tris svarbius aspektus: liejimo formos įpurškimo mašina, dalių ir formų projektavimas bei perdirbimo sąlygos.
Pirma, įrangos atsargumo priemonės
Vienas iš dažnai užduodamų klausimų apie LFRT apdorojimą yra tai, ar mes galime naudoti esamą liejimo formos įrangą šioms medžiagoms formuoti. Daugeliu atvejų štapelio pluošto kompozitų formavimo įranga taip pat gali būti naudojama LFRT formavimui. Nors tipiškas trumpo pluošto liejimo įrenginys yra patenkinamas daugumai LFRT dalių ir gaminių, kai kurie įrangos pakeitimai gali padėti išlaikyti pluošto ilgį.
Šis procesas yra labai tinkamas universalus sraigtas su tipine "feed-compression metering" sekcija, o skaidulų destrukcinis šlytis gali būti sumažintas sumažinant dozavimo sekcijos suspaudimo laipsnį. 2: 1 metro segmento glaudinimo santykis yra optimalus LFRT produktams. Specialių metalinių lydinių naudojimas varžtams, statinėms ir kitoms detalėms gaminti nereikalingas, nes LFRT susidėvėjimas nėra toks didelis kaip tradiciniai susmulkinti stiklo pluoštu sutvirtinti termoplastikai.
Kitas prietaisas, galintis pasinaudoti projektavimo peržiūra, yra antgalio galas. Kai kurias termoplastines medžiagas lengviau apdirbti, naudojant atvirkštinį kūgio formos purkštuko antgalį, kuris sukuria didelį šlyties laipsnį, kai medžiaga įpurškiama į formos ertmę. Tačiau tokie purkštukų antgaliai žymiai sumažina ilgų pluoštų kompozitų pluošto ilgį. Todėl rekomenduojama naudoti 100% "laisvojo srauto" dizaino purkštukų antgalį / vožtuvą, kuris leidžia ilgus pluoštus lengvai praleisti per purkštuką į komponentą.
Be to, purkštukų ir vartų skylės skersmuo turi būti ne didesnis kaip 5,5 mm (0,250 colio) ar didesnis, be to, nėra aštrių briaunų. Svarbu suprasti, kaip medžiaga tekasi per įpurškimo liejimo įrangą, ir nustatyti, kur šlytis sulaužys pluoštus.
Antra, dalių ir pelėsių dizainas
Geras dalių ir pelėsių dizainas taip pat padeda išlaikyti LFRT pluošto ilgį. Aštrių kampų pašalinimas aplink krašto dalį (įskaitant šonkaulius, viršus ir kitas savybes) padeda išvengti nereikalingo įtempto paviršiaus ir sumažina pluošto nusidėvėjimą.
Dalys turi būti nominalaus sienų dizaino su vienodu sienelių storiu. Didesni sienos storio pokyčiai gali sukelti nenuoseklią pakuotę ir nepageidaujamą pluošto orientaciją. Jei storis turi būti storesnis arba plonesnis, reikia vengti staigių sienelių storio pokyčių, kad būtų išvengta didelių pjovimo sričių, galinčių pažeisti pluoštus ir tapti streso koncentracijos šaltiniu. Dažniausiai bandoma atidaryti vartus storesnėje sienoje ir tekėti į ploną dalį, laikant užpildymo galą plonoje dalyje.
Bendras gero plastiko dizaino principas leidžia manyti, kad sienelių storis mažesnis nei 4 mm (0,160 colio) skatins gerą ir vienodą srautą ir sumažins kriauklių ir tuštumų galimybes. LFRT junginiams optimalus sienelių storis paprastai yra apie 3 mm (0,120 colio), o minimalus storis - 2 mm (0,080 colio). Kai sienelės storis yra mažesnis nei 2 mm, padidėja tikimybė, kad pluoštai, prapūsdami įforminant į formą, padidės.
Dalys yra tik vienas dizaino aspektas, taip pat svarbu apsvarstyti, kaip medžiaga patenka į formą. Kai bėgikai ir vartai nukreipia medžiagą į ertmę, šiuose plotuose gali atsirasti daug pluošto pažeidimų, jei jie netinkamai suprojektuoti.
Projektuojant liejimo formą LFRT junginiui, optimalus yra viso spindulio bėgiklyje, kurio minimalus skersmuo yra 5,5 mm (0,250 colio). Be viso kanalo, bet kokia kita srauto kanalo forma turi aštrius kampus, dėl kurios formavimo procese padidės stresas ir sunaikinamas stiklo pluošto sutvirtinantis poveikis. Karštos bėgikų sistemos su atviromis bėgikomis yra priimtinos.
Mažiausias vartų vartų storis turėtų būti 2 mm (0,080 colių). Jei įmanoma, pastumkite vartus prie krašto, kuris netrukdo medžiagos srautui į ertmę. Vartai ant paviršiaus turi būti pasukami 90 °, kad būtų išvengta pluošto trūkimo ir mechaninių savybių pablogėtų.
Galiausiai, atkreipkite dėmesį į sintezės linijų vietą ir tai, kaip jie paveikia zoną, kurioje dalys yra apkrovos (ar streso), kai naudojamas. Srauto linija turėtų būti perkelta į sritį, kurioje racionaliai išdėstyti vartai turėtų būti mažesnis streso lygis.
Kompiuterių užpildymo analizė gali padėti nustatyti, kur bus šios sintezės linijos. Struktūrinių baigtinių elementų analizė (FEA) gali būti naudojama palyginti didelės įtampos vietą ir santakos linijos vietą, kaip nustatyta užpildymo analizėje.
Reikėtų pažymėti, kad šios dalys ir pelėsiai yra tik rekomendacijos. Yra daugybė komponentų, turinčių ploną sieną, sienų storio svyravimus ir smulkias ar smulkias savybes, kurios naudoja LFRT junginius, kad būtų pasiekti geri rezultatai. Tačiau tolesnis iš šių rekomendacijų, tuo daugiau laiko ir pastangų reikia, kad būtų užtikrinta, jog bus naudojamos ilgosios pluošto technologijos.
Trečia, perdirbimo sąlygos
Apdorojimo sąlygos yra pagrindinė LFRT sėkmė. Tol, kol bus naudojamos teisingos apdorojimo sąlygos, galima naudoti bendro naudojimo injekcijos liejimo mašiną ir tinkamai suprojektuotą liejimą LFRT dalių paruošimui. Kitaip tariant, net naudojant tinkamą įrangą ir pelėsių dizainą, gali atsirasti pluošto ilgis, jei naudojamos blogos perdirbimo sąlygos. Tam reikia suprasti, koks lydinys susidurs liejimo procese ir nustatydamas plotus, kurie gali sukelti per daug pluošto šlyties.
Pirma, stebėkite priešingą slėgį. Aukštas nugaros slėgis sukelia didelę medžiagos pasipriešinimą, mažinančią pluošto ilgį. Atsižvelgiant į tai, pradedant nuo nulio priešingojo slėgio ir tik didinant jį, kol varžtas bus tolygiai pritvirtinamas per šėrimo procesą, naudojant užpakalinį slėgį nuo 1,5 iki 2,5 barų (paprastai nuo 20 iki 50 psi) paprastai pakanka nuosekliems šėrimo būdams.
Didelis sraigtinis greitis taip pat turi neigiamą poveikį. Kuo greičiau sukasi varžtas, tuo didesnė tikimybė, kad kietoji ir nepanaudota medžiaga pateks į varžto suspaudimo sekciją ir sukels pluošto pažeidimus. Panašiai kaip ir priešslėgio rekomendacijas, jis turėtų būti išlaikomas kuo greičiau, kad būtų stabilizuotas minimalus, reikalingas varžto užpildymui. Kai liejant LFRT junginius, sraigtai greičiu 30-70 r / min yra įprasti.
Injekcijos liejimo procese, lydymas vyksta per du veiksnius, kurie veikia kartu: šlyties ir karščio. Kadangi tikslas yra apsaugoti pluošto ilgį LFRT, sumažinant šlyties jėgą, reikės daugiau šilumos. Remiantis dervos sistema, apdoroto LFRT junginio temperatūra paprastai yra 10-30 ° C didesnė nei įprasto formuojamo junginio temperatūra.
Tačiau prieš tai, kai tik visą laiką pakeliamas barelio temperatūra, atkreipkite dėmesį į temperatūros pasiskirstymą pagal barelį. Paprastai barelio temperatūra pakyla, kai medžiaga juda iš bunkerio į purkštuką, tačiau LFRT rekomenduojama, kad bunkerio temperatūra būtų aukštesnė. Keičiant temperatūros pasiskirstymą, LFRT granulės gali suminkštinti ir išlydyti prieš įeinant į aukšto šlyties suspaudimo skerspjūvio segmentą, taip palengvinant pluošto ilgio išlaikymą.
