Gentian bertetulang termoplastik (LFRT) yang panjang digunakan untuk aplikasi pengacuan suntikan dengan sifat mekanik yang tinggi. Walaupun teknologi LFRT dapat memberikan kekuatan yang baik, kekukuhan, dan ciri-ciri kesan, pemprosesan bahan ini memainkan peranan penting dalam menentukan bagaimana bahagian akhir dapat dilaksanakan.
Untuk berjaya membentuk LFRT, perlu memahami beberapa ciri unik mereka. Memahami perbezaan antara LFRT dan termoplastik yang diperkuatkan secara konvensional telah memacu pembangunan peralatan, reka bentuk, dan teknologi pemprosesan untuk memaksimumkan nilai dan potensi LFRT.
Perbezaan antara komposit LFRT dan komposit yang diperkuat dengan gentian kaca cincang tradisional terletak pada panjang gentian. Dalam LFRT, panjang serat adalah sama dengan panjang pelet. Ini kerana kebanyakan LFRT dihasilkan oleh pultrusion dan bukannya pengkompaunan jenis ricih.
Dalam pembuatan LFRT, helai gentian gelas kaca yang berterusan diturunkan ke dalam die untuk salutan dan impregnasi resin. Selepas keluar mati, jalur berterusan dicincang atau pelletized, biasanya Cut ke panjang 10-12mm. Sebaliknya, komposit gentian kaca pendek tradisional hanya mengandungi serat cincang yang panjang 3 hingga 4 mm, dan panjangnya dikurangkan kepada biasanya kurang daripada 2 mm dalam extruder jenis ricih.
Panjang serat dalam pelet LFRT membantu meningkatkan sifat mekanikal LFRT - peningkatan rintangan hentaman atau ketahanan semasa mengekalkan kekakuan. Selagi gentian disimpan panjang semasa proses pengacuan, mereka akan membentuk "rangka dalaman" yang memberikan sifat mekanik yang luar biasa. Walau bagaimanapun, proses pengacuan yang buruk boleh menjadikan produk serat panjang menjadi bahan serat pendek. Jika panjang serat dikompromi semasa proses pengacuan, tidak mungkin untuk mendapatkan tahap prestasi yang diperlukan.
Untuk mengekalkan panjang serat semasa proses pencetakan LFRT, terdapat tiga aspek penting untuk dipertimbangkan: mesin pengacuan suntikan, reka bentuk bahagian dan acuan, dan keadaan pemprosesan.
Pertama, langkah berjaga-jaga peralatan
Satu soalan yang sering ditanya mengenai pemprosesan LFRT adalah sama ada kita boleh menggunakan peralatan pengacuan suntikan sedia ada untuk membentuk bahan-bahan ini. Dalam kebanyakan kes, peralatan untuk membentuk komposit serat ruji juga boleh digunakan untuk membentuk LFRTs. Walaupun peralatan pengacuan serat pendek biasa memuaskan bagi kebanyakan bahagian dan produk LFRT, beberapa pengubahsuaian ke peralatan boleh membantu mempertahankan panjang serat.
Skru sejagat dengan seksyen biasa "pemampatan mampatan" adalah sangat sesuai untuk proses ini, dan ricih penghancuran serat boleh dikurangkan dengan mengurangkan nisbah mampatan bahagian pemeteran. Nisbah mampatan segmen 2: 1 meter adalah optimum untuk produk LFRT. Penggunaan aloi logam khas untuk pembuatan skru, tong, dan bahagian lain tidak perlu kerana memakai LFRT tidak sama seperti termoplastik termoplastik termopeng kaca serat tradisional.
Peranti lain yang boleh mendapat manfaat daripada ulasan reka bentuk adalah hujung muncung. Sesetengah bahan termoplastik adalah lebih mudah untuk mesin dengan hujung muncung tirus belakang, yang menghasilkan gelaran yang tinggi kerana bahan disuntik ke rongga acuan. Walau bagaimanapun, hujung muncung seperti itu dapat mengurangkan panjang serat komposit serat panjang. Oleh itu, disarankan untuk menggunakan hujung muncung / injap pemasangan muncung dengan reka bentuk 100% "aliran bebas" yang membolehkan serat panjang dengan mudah melepasi muncung ke dalam komponen.
Di samping itu, diameter muncung dan lubang gerbang harus mempunyai saiz longgar 5.5 mm (0.250 in) atau lebih, dan tidak ada kelebihan tajam. Adalah penting untuk memahami bagaimana bahan mengalir melalui peralatan pengacuan suntikan dan untuk menentukan di mana ricih akan memecahkan gentian.
Kedua, bahagian dan reka bentuk acuan
Reka bentuk bahagian dan acuan yang baik juga membantu mengekalkan panjang serat LFRT. Menghapuskan sudut tajam di sekitar bahagian tepi (termasuk tulang rusuk, bos dan ciri-ciri lain) mengelakkan tekanan yang tidak perlu di bahagian acuan dan mengurangkan haus serat.
Bahagian hendaklah daripada reka bentuk dinding nominal dengan ketebalan dinding seragam. Perubahan yang lebih besar dalam ketebalan dinding boleh mengakibatkan pembungkusan yang tidak konsisten dan orientasi serat yang tidak diingini. Di mana ketebalan mesti lebih tebal atau nipis, perubahan ketara dalam ketebalan dinding mesti dielakkan untuk mengelakkan pembentukan kawasan berkisar tinggi yang boleh merosakkan serat dan menjadi sumber tumpuan tekanan. Biasanya ia cuba untuk membuka pintu di dinding tebal dan mengalir ke bahagian yang nipis, memelihara hujung pengisian di bahagian nipis.
Prinsip umum reka bentuk plastik yang baik menunjukkan bahawa ketebalan dinding kurang dari 4 mm (0.160 in) akan mempromosikan aliran yang baik dan seragam dan mengurangkan kemungkinan tenggelam dan lompang. Untuk sebatian LFRT, ketebalan dinding yang optimum biasanya sekitar 3 mm (0.120 in) dan ketebalan minimum ialah 2 mm (0.080 in). Apabila ketebalan dinding kurang dari 2 mm, kebarangkalian serat memecah selepas memasuki peningkatan acuan.
Bahagian hanya satu aspek reka bentuk, dan juga penting untuk mempertimbangkan bagaimana bahan memasuki acuan. Apabila pelari dan pintu membimbing bahan ke dalam rongga, sejumlah besar kerosakan serat boleh berlaku di kawasan ini jika tidak direka dengan baik.
Apabila mereka bentuk acuan untuk membentuk sebatian LFRT, pelari radius penuh optimum dengan diameter minimum 5.5 mm (0.250 in). Sebagai tambahan kepada saluran pusingan penuh, apa-apa bentuk saluran aliran lain akan mempunyai sudut tajam, yang akan meningkatkan tekanan semasa proses pembentukan dan menghancurkan kesan menguatkan serat kaca. Sistem pelari panas dengan pelari terbuka boleh diterima.
Ketebalan minimum pintu haruslah 2mm (0.080in). Jika boleh, letakkan pintu di sepanjang tepi yang tidak menghalang aliran bahan ke dalam rongga. Pintu di permukaan bahagian itu perlu diputar 90 ° untuk mencegah pemecahan serat dan merendahkan sifat mekanik.
Akhir sekali, perhatikan lokasi garisan gabungan dan bagaimana ia mempengaruhi kawasan di mana bahagian-bahagian tersebut tertakluk kepada beban (atau tekanan) apabila digunakan. Garis perpaduan perlu dipindahkan ke kawasan di mana paras tekanan dijangka lebih rendah oleh susunan pintu masuk yang rasional.
Analisis pengisian komputer boleh membantu menentukan di mana garisan gabungan akan ditempatkan. Analisis unsur terhingga struktur (FEA) boleh digunakan untuk membandingkan lokasi tegasan tinggi dan lokasi garisan pertemuan seperti yang ditentukan dalam analisis pengisian.
Harus diingat bahawa bahagian-bahagian dan reka bentuk acuan ini hanyalah cadangan. Terdapat banyak contoh komponen yang mempunyai dinding nipis, variasi ketebalan dinding, dan ciri-ciri halus atau halus yang menggunakan sebatian LFRT untuk mencapai prestasi yang baik. Walau bagaimanapun, lebih lanjut daripada cadangan-cadangan ini, lebih banyak masa dan usaha yang diperlukan untuk memastikan manfaat penuh teknologi serat panjang dapat dicapai.
Ketiga, keadaan pemprosesan
Keadaan pemprosesan adalah kunci kejayaan LFRT. Selagi keadaan pemprosesan yang betul digunakan, ia boleh menggunakan mesin pengacuan suntikan tujuan umum dan acuan yang direka dengan baik untuk menyediakan bahagian LFRT. Dalam erti kata lain, walaupun dengan peralatan dan reka bentuk acuan yang sesuai, panjang serat boleh mengalami jika keadaan pemprosesan yang buruk digunakan. Ini memerlukan pemahaman apa yang serat akan ditemui semasa proses pengacuan dan mengenal pasti kawasan yang akan menyebabkan ricih serat berlebihan.
Pertama, pantau tekanan belakang. Tekanan belakang tinggi memperkenalkan daya ricih besar pada bahan yang akan mengurangkan panjang serat. Memandangkan bermula dari tekanan belakang sifar dan hanya meningkat sehingga skru sama rata ditarik balik semasa proses pemakanan, dengan menggunakan tekanan belakang 1.5 hingga 2.5 bar (20 hingga 50 psi) biasanya mencukupi untuk mendapatkan pemakanan yang konsisten.
Kelajuan skru tinggi juga mempunyai kesan buruk. Semakin cepat skru berputar, semakin besar bahan pepejal dan tidak terpasang akan memasuki bahagian pemampatan skru dan menyebabkan kerosakan serat. Sama seperti cadangan untuk tekanan belakang, ia perlu disimpan secepat mungkin untuk menstabilkan minimum yang diperlukan untuk mengisi skru. Apabila membentuk sebatian LFRT, kelajuan skru sebanyak 30 hingga 70 r / min adalah biasa.
Dalam proses pengacuan suntikan, lebur berlaku melalui dua faktor yang bertindak bersama-sama: ricih dan haba. Kerana matlamatnya adalah untuk melindungi panjang serat dalam LFRT dengan mengurangkan ricih, lebih banyak haba diperlukan. Menurut sistem resin, suhu kompleks LFRT yang diproses biasanya 10-30 ° C lebih tinggi daripada sebatian acuan konvensional.
Walau bagaimanapun, sebelum menaikkan suhu laras sepanjang masa, perhatikan pembalikan taburan suhu laras. Biasanya, suhu laras meningkat apabila bahan bergerak dari corong ke muncung, tetapi untuk LFRT disyorkan agar suhu lebih tinggi pada corong. Pembalikan pengedaran suhu membolehkan pelet LFRT melembutkan dan mencairkan sebelum memasuki seksyen mampatan skru tinggi ricih, dengan itu memudahkan pengekalan panjang serat.
