Kodėl jūsų plastikinės dalys deformuojasi? Galutinis LFT sprendimų vadovas
Kodėl jūsų plastikinės dalys deformuojasi?
Galutinis inžinieriaus vadovas, kaip pasiekti tobulą matmenų stabilumą naudojant LFT kompozitus
Įprasti plastikai (kairėje) dažnai sugenda esant įtampai, o LFT kompozitai (dešinėje) išlaiko savo sukurtą formą.
Visiškas deformacijos košmaras: kritinė nesėkmė
Tikslioje gamyboje, pradedant automobilių surinkimais ir baigiant sudėtingais elektroniniais korpusais, plastiko deformacija nėra nedidelis trūkumas,-tai kritinis gedimas, rodantis galutinio produkto kontrolės praradimą. Šis matmenų iškraipymas, kai dalis po formavimo susisuka, išsilenkia arba nusilenkia iš numatytos formos, yra nuolatinis ir brangus galvos skausmas. Tai sukelia daugybę niokojančių problemų: surinkimo linijos išjungimai dėl netinkamai suderintų dalių, pažeidžiamas konstrukcinis vientisumas, dėl kurio atsiranda gedimų lauke, brangios įrankių modifikacijos ir didžiuliai finansiniai nuostoliai dėl nutrauktų gamybos etapų. Tačiau norėdami ją išspręsti, pirmiausia turime suprasti jo kilmę. Kreipimasis nėra atsitiktinis; tai fizinis nekontroliuojamo ir ne{6}}vienodo medžiagos susitraukimo ir streso pasireiškimas. Šių pagrindinių priežasčių supratimas yra pirmasis žingsnis kuriant nuolatinį sprendimą.
Pagrindinės deformacijos priežastys: techninis gilus nardymas
1 priežastis:Diferencinis susitraukimas ir anizotropija
Tai yra pagrindinis kaltininkas, ypač pluoštu{0}}sustiprinto plastiko atveju. Liejimo įpurškimo metu išlydytas plastikas patenka į formą, todėl trumpi armuojantys pluoštai (SGF) daugiausia išsilygina tekėjimo kryptimi. Daliai vėsstant plastikas susitraukia. Tačiau išlyginti pluoštai priešinasi susitraukimui savo kryptimi ("tekėjimo" kryptimi) daug veiksmingiau nei jiems statmena kryptimi ("skersine" kryptimi). Tai sukuria **anizotropinį (ne{5}}vienodą) susitraukimą**. Dalis viena kryptimi susitraukia žymiai labiau nei kita. Šis disbalansas sukuria didžiulį vidinį įtampą, dėl kurio dalis iškrenta iš formos, todėl ji nusilenkia ir susisuka. Kuo didesnė dalis, tuo šis efektas tampa ryškesnis, todėl matmenų valdymas tampa beveik neįmanoma užduotimi.
Pav{0}}: anizotropinis susitraukimas ištraukia dalį iš numatytos formos.
2 priežastis:Ne{0}}vienodas aušinimas
Įpurškimo -formavimo dalis retai būna visiškai vienodo storio. Jis turi storas sienas, plonus šonkaulius ir aštrius kampus. Aušinimo fazės metu plonesnės detalės dalys sukietėja ir susitraukia daug greičiau nei storesnės, izoliuotos dalys. Lėčiau-auštančios storos dalys ir toliau traukiasi, nes plonos dalys jau yra standžios. Taip komponente sukuriamas virvės traukimas-. Vis dar-susitraukiančios sritys traukia jau-kietas sritis, sukurdamos galingą vidinį įtempimą. Tada šie įtempiai yra užfiksuoti dalyje, kai visiškai sukietėja. Kai dalis išstumiama iš formos ir jos nebevaržo plieninė ertmė, šie vidiniai įtempimai bando susilpnėti, fiziškai sulenkdami ir iškraipydami komponentą į iškreiptą formą.
Pav
3 priežastis:Likęs ir po{0}}liejimosi stresas
Net dalis, kuri atrodo tobula išmetus, laikui bėgant gali deformuotis. Didelis slėgis, naudojamas liejant įpurškimo metu, supakuoja polimerų grandines į ne-idealią,{2}}didelės energijos būseną. Bėgant valandoms, dienoms ar savaitėms šios polimerinės grandinės natūraliai bando atsipalaiduoti į žemesnės-energijos būseną. Šis procesas, žinomas kaip **atpalaidavimas nuo streso**, sukelia susitraukimą ir iškraipymus po-formavimo. Be to, jei gabenimo, sandėliavimo ar galutinio naudojimo metu (pvz., po automobilio gaubtu) dalis yra veikiama aukštesnėje temperatūroje, tai gali pagreitinti streso atsipalaidavimo procesą, todėl iš pažiūros stabili dalis staiga deformuojasi. Dėl to įprastų plastikų ilgalaikio matmenų stabilumo{11}}prognozavimas yra didelis inžinerinis iššūkis.
Pav
Inžinerinis sprendimas: kaip LFT sukuria vidinį skeletą
Įveskite Long Fiber Thermoplastic (LFT) kompozitus – medžiagų klasę, specialiai sukurtą kovoti su šiomis pagrindinėmis priežastimis. LFT magija slypi unikalioje vidinėje architektūroje. Skirtingai nuo tradicinių SGF plastikų, LFT turi tvirtą, trijų matmenų ilgo stiklo arba anglies pluošto tinklą. Tai ne tik užpildas; tai galingas vidinis „skeletas“, kuris susidaro liejimo proceso metu. Esminės aušinimo fazės metu šis susipynęs pluoštinis skeletas veikia kaip galinga stabilizuojanti jėga. Tai fiziškai sulaiko polimero matricą nuo nevienodo- susitraukimo, todėl ji verčiama elgtis **izotropiškai (vienodai)**. Rezultatas yra labai sumažintas diferencinis susitraukimas, pagrindinis deformacijos veiksnys. Ši vidinė struktūra taip pat suteikia didžiulį atsparumą šliaužimui, užkertant kelią streso atsipalaidavimui ir po-formavimosi iškraipymui. LFT gydo ne tik deformacijos simptomus; ji išsprendžia problemą savo struktūrine esme.
LFT prieš SGF: duomenys už stabilumo
Puikus LFT kompozitų matmenų stabilumas yra ne tik teorinis; ji kiekybiškai įvertinama. Toliau pateikti duomenys rodo tipišką 30 % stiklu užpildytos medžiagos susitraukimo formoje palyginimą.
| Savybė (bandymo metodas: ISO 294-4) | Įprastas SGF PP | LFT PP |
|---|---|---|
| Pelėsių susitraukimas, tekėjimo kryptis | 0.2 - 0.4 % | 0.2 - 0.4 % |
| Pelėsių susitraukimas, skersinė kryptis | 0.6 - 0.9 % | 0.3 - 0.5 % |
| Diferencinis susitraukimas (skersinis - srautas) | AUKŠTAS | MAŽAS |
Atkreipkite dėmesį į reikšmingą skersinio susitraukimo skirtumą. Būtent šis didelis „diferencinis susitraukimas“ įprastose medžiagose tiesiogiai sukelia deformaciją. Pagrindinis LFT pranašumas yra galimybė sumažinti šį skirtumą.
Techninis dėmesys: kodėl žemas CLTE yra žaidimo-keitiklis
Be pradinio deformacijos, ilgalaikį{0}}stabilumą esant svyruojančioms temperatūroms reguliuoja **tiesinio terminio plėtimosi koeficientas (CLTE)**. Ši vertė matuoja, kiek medžiaga plečiasi arba susitraukia dėl temperatūros pokyčių. Nearmuotų plastikų CLTE yra labai aukštas, dažnai 5-10 kartų didesnis nei metalų. Kai surenkate aukštą-CLTE plastikinę dalį su žemu-CLTE metaliniu komponentu, skirtingi plėtimosi greičiai sukuria didžiulį vidinį įtempį, dėl kurio gali atsirasti įtrūkimų, atsilaisvinti tvirtinimo detalės arba atsirasti kritinių išlygiavimo gedimų. Ilgo pluošto karkasas iš LFT kompozitų dramatiškai sumažina medžiagos CLTE, priartindamas ją prie aliuminio ar plieno. Tai leidžia sukurti tvirtus hibridinius plastikinius{10}metalinius mazgus, kurie išlieka stabilūs ir be įtempių esant įvairioms darbo temperatūroms, o tai nepasiekiama naudojant įprastus plastikus.
Pasiruošę galutinai užbaigti karą?
Nustokite leisti, kad matmenų nestabilumas diktuotų jūsų dizaino apribojimus, atliekų kiekį ir gamybos sąnaudas. Mūsų medžiagų ekspertų komanda pasiruošusi padėti jums panaudoti LFT kompozitų galią kitam projektui. Kurkime nepriekaištingai veikiančius produktus nuo pirmos iki milijoninės dalies.
Pateikite iškreiptą dalį LFT galimybių studijai
