Tant sirovells de vidre or fibres de vidre curtes, fibra de vidre principal or preu fibra de carbonis'afegeixen a la matriu termoplàstica, el propòsit és bàsicament millorar les propietats mecàniques i estructurals del polímer.Hi ha moltes diferències entre els dos mètodes principals de reforç dels termoplàstics per a l'emmotllament per injecció, des de com es combinen amb la matriu de polímer, fins al nivell de rendiment que poden oferir, i una forma de fibra pot ser més L'altra és més adequada, però per el modelador, la principal diferència entre les fibres curtes i llargues és el grau en què es processen.
Processament de termoplàstics reforçats amb fibra llarga
L'objectiu principal del processament de termoplàstics reforçats amb fibres llargues és mantenir la longitud de la fibra, que és fonamental per optimitzar la resistència i la tenacitat.El trencament de la fibra pot tenir un impacte negatiu en les propietats del compost de polímer i, en última instància, pot negar els beneficis de l'ús de fils de fibra de vidre.El maneig inadequat i el disseny defectuós d'eines i components, o l'ús d'equips o configuracions de processament no optimitzats, poden provocar la ruptura de la fibra.
A diferència dels plàstics reforçats amb fibra picada, els materials reforçats amb fibres llargues solen fer-se per pultrusió.El procés implica estiramentsvidres itinerantimpregnat amb resina termoplàstica a través d'una matriu d'impregnació especial (de manera que la resina pugui embolicar i unir les fibres), i després tallar els fils extruïts en pellets, les fibres dels pellets solen ser de 12 mm. Les característiques llargues i de longitud completa tenen un reforç de fibra unidireccional. , i aquesta longitud és fonamental per permetre que el polímer transfereixi eficientment l'estrès a fibres més fortes.
Quan aquests pellets s'utilitzen per a l'emmotllament per injecció, les fibres llargues s'alineen i s'enrotllen fortament per formar un esquelet intern que proporciona força i duresa.En comparació amb els materials farcits de fibres curtes, els compostos reforçats amb fibres llargues, ja siguifibres de fibra de vidreo fibres de carboni, proporcionen relacions de resistència a pes més altes, resistència a l'impacte, vida útil més llarga a la fatiga cíclica i resistència a la calor més àmplia i millor estabilitat dimensional.
Aquests materials duradors ofereixen un rendiment estructural comparable al metall, però són més lleugers que el metall i poden aprofitar els avantatges d'eficiència de processament de l'emmotllament per injecció.Tela de fibra de carboni 1kés especialment valuós com a substitut del metall perquè són un 70% més lleugers que l'acer i més lleugers que l'acer.L'alumini és un 40% més lleuger, de manera que els compostos reforçats amb fibres llargues es poden utilitzar per fabricar components exigents en automoció, articles esportius, aeroespacial, béns de consum i equips industrials.Les resines base típiques inclouen poliamida (PA o niló), polipropilè (PP), poliuretà termoplàstic rígid (ETPU) i resines d'alta temperatura com ara polieteretercetona (PEEK), poliftalamida (PPA) i poliamida.Èter imida (PEI), etc. Tot i que qualsevol termoplàstic es pot reforçar amb fibres, només alguns ofereixen un rendiment superior perquè estan millor reforçats.Més precisament, les resines semicristal·lines estan millor reforçades per fibres que les resines amorfes, la qual cosa significa que la seva rigidesa i resistència s'incrementen encara més.
Punts de processament de materials reforçats amb fibres llargues
En comparació amb les resines plenes de pols no modificades o granulars, l'emmotllament de compostos reforçats amb fibra llarga té certs requisits sobre motlles, portes, equips d'emmotllament i disseny de peces.Els processos utilitzats per processar aquests materials també difereixen dels dels polímers reforçats amb fibres curtes.
Com s'ha esmentat anteriorment, mantenir la longitud de la fibra és la clau de l'èxit.Els factors que poden provocar l'escurçament de la longitud de la fibra inclouen l'alta pressió i la cisalla del cargol d'injecció, així com les cantonades afilades del motlle i el sistema de corredor.Per mantenir la longitud de la fibra, hi ha 3 punts clau de processament que cal tenir en compte:
1. Material i disseny del motlle
Tot i que les fibres llargues es desgasten menys al motlle que les fibres curtes perquè hi ha menys extrems de fibra semblants a agulles que afecten el motlle, el mateix tipus d'acer del motlle és adequat tant per a polímers reforçats amb fibres llargues com amb fibres curtes, el més comú El primer és acer de motlle P20, que pot suportar més de 100.000 injeccions contínuament.Si es requereix una major durabilitat (per sobre de 100.000 cicles d'injecció), l'acer al crom molibdè H13 o l'acer endurit a l'aire A9 són millors opcions.En general, els motlles endurits són la millor opció per processar termoplàstics reforçats amb fibra.Per als motlles gastats, es poden renovar mitjançant la tecnologia de galvanoplastia.Fins i tot es poden utilitzar motlles d'alumini si s'han de produir prototips per validar el disseny.
2. Equips de conformació
Els termoplàstics reforçats amb fibres llargues es poden processar mitjançant equips d'emmotllament per injecció estàndard amb només unes quantes modificacions no permanents per preservar la longitud de la fibra i adaptar-se a viscositats més altes.Es recomana un cargol de baixa pressió o d'ús general amb un anell antiretorn que permeti un flux lliure a la part superior.Es poden utilitzar broquets d'ús general, però s'han d'evitar els broquets de niló perquè la seva forma de rellotge de sorra (dissenyat per evitar la baba) restringeix el flux, crea cisalla i provoca abrasió de la fibra.Un altre consell per reduir la cisalla és evitar els dissenys de broquets de con invertit.En general, els forats de broquet més grans (mínim 5,6 mm) faciliten el pas de resines reforçades amb fibres viscoses.
Una bona regla general per a qualsevol màquina d'injecció és injectar només el 60-70% del volum.Massa mida del tir augmenta el temps de reinici, mentre que massa poca mida del tir significa que el material roman al canó durant més temps, cosa que pot provocar una degradació.
3. Condicions de tramitació
Pel que fa al processament, és important abordar dos problemes: la deformació i la fluïdesa.En general, les peces termoplàstiques reforçades amb fibra llarga experimenten menys deformacions quefibra de vidre de fil curtpeces perquè l'enrotllament del filament redueix la contracció diferencial, però les peces de fibra llarga modelades per injecció encara es deformen, una de les raons és que les fibres flueixen al llarg de l'alineació d'orientació, alhora que milloren la resistència de la part, poden provocar anisotropia.Per evitar la deformació, es poden utilitzar ubicacions alternatives de la porta o dissenys de peces per evitar l'alineació excessiva de la fibra en zones que no requereixen una gran resistència per suportar càrregues estructurals.
Mantenir l'avantatge de les fibres llargues
L'emmotllament amb èxit de compostos reforçats amb fibres llargues requereix algunes modificacions de les directrius de disseny i els paràmetres de processament aplicables a la resina no reforçada i els compostos de fibres curtes.Per treure el màxim profit dels reforços de fibra llarga (que costen més que els materials sense farcir oReforç de fils tallats de fibra de vidrea causa del seu alt rendiment), s'han de seguir les millors pràctiques durant tot el procés.Si les fibres llargues es trenquen o s'alineen malament a causa d'una manipulació incorrecta, un disseny de matriu o una configuració de l'equip, els seus beneficis d'alta resistència i alta tenacitat es reduiran o fins i tot es perdran.
#rovells de vidre#fibres de vidre curtes#Tela de fibra de carboni 1k#fibra de vidre de fil curt#Reforç de fils tallats de fibra de vidre
Hora de publicació: 21-octubre-2022