Termoplastiċi msaħħa mill-fibra twila (LFRTs) qed jintużaw għal applikazzjonijiet ta 'l-injezzjoni ta' prestazzjoni għolja. Għalkemm it-teknoloġija LFRT tipprovdi qawwa tajba, ebusija u proprjetajiet ta 'impatt, l-ipproċessar ta' dan il-materjal għandu rwol importanti fid-determinazzjoni ta 'prestazzjoni li l-parti finali tista' tikseb.
Sabiex tkun iffurmata b'suċċess l-LFRT, huwa meħtieġ li wieħed jifhem xi wħud mill-karatteristiċi uniċi tagħhom. Il-fehim tad-differenzi bejn l-LFRT u l-thermoplastics rinfurzati konvenzjonali mexxa l-iżvilupp tat-teknoloġiji tat-tagħmir, tad-disinn u tal-ipproċessar biex jimmassimizza l-valur u l-potenzjal tal-LFRT.
Id-differenza bejn l-LFRT u l-komposti tradizzjonali mnaqqsa tal-fibra tal-ħġieġ imqattgħin tradizzjonali tinsab fit-tul tal-fibra. Fl-LFRT, it-tul tal-fibra huwa l-istess bħat-tul tal-pellet. Dan minħabba li ħafna mill-LFRTs huma prodotti minn pultrużjoni minflok taħlit tal-gverta. Fil-manifattura tal-LFRT, l-irmonk kontinwu tal-fibra tal-fibra tal-ħġieġ jinġibed ġo die li għandu jkun miksi u mimli bir-reżina. Wara li joħroġ mill-die, l-istrixxa kontinwa tal-plastik rinfurzat hija mqatta 'jew imtaqqab, ġeneralment maqtugħin għal tul ta' 10 ~ 12mm. B'kuntrast, komposti konvenzjonali tal-fibra tal-ħġieġ qosra fihom biss truf imqattgħin ta 'tul ta' 3 sa 4 mm, li huma mnaqqsa aktar fit-tul għal inqas minn 2 mm f'extruders tat-tip shear.
L-LFRT normalment jitħejja permezz ta 'proċess ta' pultrużjoni, li jimla ġonot kontinwi tal-fibri tal-ħġieġ bir-reżina, u mbagħad qtigħhom fi gerbub twal. Tul tal-fibra tal-ħġieġ ugwali għat-tul tal-pellet.
It-tul tal-fibra fil-gerbub LFRT jgħin biex itejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi tal-LFRT - żieda fir-reżistenza tal-impatt jew tensjoni filwaqt li tinżamm ebusija. Sakemm il-fibri jżommu t-tul tagħhom matul il-proċess ta 'formazzjoni, jiffurmaw "skeletru intern" li jipprovdi proprjetajiet mekkaniċi superb. Madankollu, proċess ta 'molding fqir jista' jdawwar il-prodotti tal-fibri twal f'materjali tal-fibra qosra. Jekk it-tul tal-fibra jiġi kompromess matul il-proċess ta 'formazzjoni, mhuwiex possibbli li jinkiseb il-livell ta' prestazzjoni meħtieġ.
Figura qabel u wara dekompożizzjoni termika ta 'partijiet iffurmati bl-injezzjoni. Il-kulur ċar huwa l-iskeletru intern iffurmat mill-fibri twal wara li r-reżina tinħaraq, u l-iskeletru jżomm il-forma tal-parti. Sabiex jinżamm it-tul tal-fibra matul l-iffurmar tal-LFRT, hemm tliet aspetti importanti li għandhom jiġu kkunsidrati: magna tal-iffurmar tal-injezzjoni, disinn ta 'partijiet u moffa u kundizzjonijiet tal-ipproċessar.
01 Prekawzjonijiet tat-tagħmir
Mistoqsija frekwenti dwar l-ipproċessar LFRT hija jekk hux possibbli għalina li niffurmaw dawn il-materjali bl-użu ta 'tagħmir eżistenti għall-iffurmar tal-injezzjoni. Fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, it-tagħmir għall-formazzjoni ta 'komposti ta' fibri bażiċi jista 'jintuża wkoll biex jiffurmaw LFRTs. Filwaqt li t-tagħmir tipiku tal-iffurmar tal-fibra staple huwa sodisfaċenti għall-biċċa l-kbira tal-partijiet u l-prodotti LFRT, xi modifiki għat-tagħmir jistgħu jkunu aħjar biex jgħinu jżomm it-tul tal-fibra.
Kamin universali b'taqsima tipika ta '"kejl tal-kompressjoni tal-għalf" huwa adattat idealment għal dan il-proċess, u l-shear distruttiv tal-fibra jista' jitnaqqas billi jitnaqqas il-proporzjon tal-kompressjoni tat-taqsima tal-metraġġ. Il-proporzjon tal-kompressjoni tat-taqsima tal-metraġġ ta 'madwar 2: 1 huwa l-aħjar għall-prodotti LFRT. Manifattura ta 'viti, bramel u komponenti oħra minn ligi tal-metall speċjali mhijiex neċessarja minħabba li l-LFRT jilbes mhix kbira daqs il-thermoplastics rinfurzati bil-fibra tal-ħġieġ konvenzjonali mqatta'.
Biċċa oħra ta 'tagħmir li tista' tibbenefika mir-reviżjoni tad-disinn hija l-ponta taż-żennuna. Xi thermoplastics huma eħfef għall-ponta b'żennuna konika maqluba li toħloq grad għoli ta 'shear billi l-materjal jiġi injettat fil-kavità tal-moffa. Madankollu, din il-ponta ta 'żennuna tista' tnaqqas b'mod sinifikanti t-tul tal-fibra tal-kompost tal-fibra twila. Għalhekk huwa rrakkomandat li tintuża assemblaġġ ta 'ponta / valvola ta' żennuna slotted slotted ta '100% li tippermetti aċċess faċli ta' fibri twal miż-żennuna. Barra minn hekk, id-dijametru ta 'toqob taż-żennuna u tal-bieb għandu jkun ta' 5.5mm (0.250in) jew aktar f'qies bla sforz u m'għandux truf li jaqtgħu. Huwa importanti li wieħed jifhem kif il-materjal jiċċirkola permezz tat-tagħmir tal-iffurmar tal-injezzjoni u fejn jiġi stabbilit li l-shearing se jkisser il-fibra.
02 Disinn ta 'partijiet u moffa
Parti tajba u disinn tal-moffa tgħin ukoll biex iżżomm it-tul tal-fibra tal-LFRT. L-eliminazzjoni ta 'kantunieri qawwija madwar parti mit-tarf, inklużi kustilji, pumijiet u karatteristiċi oħra, tevita tensjoni żejda fil-parti ffurmata u tnaqqas l-użu tal-fibri. Il-partijiet għandhom ikunu disinn ta 'ħajt nominali tal-ħxuna tal-ħajt uniformi. Bidliet akbar fil-ħxuna tal-ħajt jirriżultaw f'mili inkonsistenti u orjentazzjoni mhux mixtieqa tal-fibra fil-parti. Fejn tkun meħtieġa aktar ħoxna jew irqaq, għandhom jiġu evitati bidliet f'daqqa fil-ħxuna tal-ħajt biex tiġi evitata l-formazzjoni ta 'żoni ta' shear għolja li jistgħu jagħmlu ħsara lill-fibri u jsiru sors ta 'konċentrazzjoni ta' tensjoni. Normalment jippruvaw jiftaħ il-bieb tal-ħajt eħxen, u jaqa 'lejn il-parti rqiqa, it-tarf tal-mili jinżamm fil-parti rqiqa. Linji ta 'gwida tajbin komuni tal-plastik jissuġġerixxu li ż-żamma tal-ħxuna tal-ħitan taħt l-4 mm (0.160 in) tippromwovi fluss tajjeb u uniformi u tnaqqas il-possibbiltà ta' depressjonijiet u vojt. Għal kumplessi LFRT, il-ħxuna tal-ħajt ottimali hija tipikament ta 'madwar 3 mm (0.120 in) u l-ħxuna minima hija ta' 2 mm (0.080 in). Meta l-ħxuna tal-ħajt tkun inqas minn 2 mm, tiżdied il-probabbiltà ta 'ksur tal-fibra tal-materjal wara li tidħol fil-moffa.
Il-partijiet huma biss aspett wieħed tad-disinn u huwa importanti wkoll li tikkunsidra kif il-materjal jidħol fil-moffa. Meta runners u xtiebi iwasslu l-materjal fil-kavità, jista 'jkun hemm ammont sinifikanti ta' ħsara fil-fibra f'dawn iż-żoni mingħajr disinn xieraq.
Meta tiddisinja moffa li hija użata biex tħawwad komposti LFRT, fillet runner sħiħ huwa l-aħjar, b'dijametru minimu ta '5.5mm (0.250in). Minbarra r-ronda sħiħa, kwalunkwe forma oħra ta 'runner se jkollha kantunieri qawwija, dawn se jżidu l-istress waqt il-proċess tal-iffurmar biex jimminaw ir-rinfurzar tal-fibra tal-ħġieġ. Is-sistemi ta 'runners' l isfel ma 'runners miftuħa huma aċċettabbli. Il-ħxuna minima tal-bieb għandha tkun 2mm (0.080in). Jekk possibbli, lokalizza l-bieb tul tarf li ma jtellifx il-fluss tal-materjal fil-kavità. Sprue fuq is-superfiċje tal-parti jrid jirrikjedi rotazzjoni ta '90 ° biex tevita li tinqasam il-fibra u tnaqqas il-proprjetajiet mekkaniċi. Fl-aħħarnett, agħti attenzjoni fuq il-post tal-linji tal-weldjatura u kif jaffettwaw iż-żona taħt tagħbija (jew stress) meta tintuża l-parti. Il-linja tal-fużjoni għandha tiġi mċaqilqa lejn iż-żona fejn il-livell ta 'tensjoni huwa mistenni li jkun aktar baxx minn tqassim raġonevoli tal-bieb.
L-Analiżi tal-Mili tal-Kompjuter tista 'tgħin tiddetermina fejn ser ikunu jinsabu dawn ir-rabtiet li jinħbew. L-analiżi strutturali tal-elementi finiti (FEA) tista 'tintuża biex tqabbel il-post ta' tensjoni għolja mal-post tal-linja ta 'konfużjoni kif stabbilit matul l-analiżi tal-mili. Ta 'min jinnota li dawn il-komponenti u d-disinji tal-moffa huma biss suġġerimenti. Hemm bosta eżempji ta 'komponenti li għandhom ħitan rqaq, ħxuna tal-ħajt li jvarjaw u karatteristiċi delikati jew fini li jiksbu prestazzjoni tajba b'komposts LFRT. Madankollu, iktar 'il bogħod minn dawn il-proposti, aktar ħin u sforz huma ddedikati biex jiżguraw il-benefiċċji sħaħ tat-teknoloġija tal-fibra twila.
03 Disinn ta 'proċessar
Il-kundizzjonijiet ta 'l-ipproċessar huma ċ-ċavetta għas-suċċess tal-LFRT. Sakemm jintużaw il-kundizzjonijiet tal-ipproċessar korretti, huwa possibbli li jintużaw magni tal-iffurmar tal-injezzjoni konvenzjonali u forom ippreparati sew għall-komponenti LFRT ippreparati. Fi kliem ieħor, anke bit-tagħmir u d-disinn tal-moffa kif suppost, it-tul tal-fibra jista 'jsofri jekk jintużaw kondizzjonijiet fqar għall-ipproċessar. Dan jeħtieġ li jiġu mifhuma l-kondizzjonijiet li l-fibri se jiltaqgħu magħhom matul il-proċess ta 'formazzjoni u li jidentifikaw iż-żona li se tikkawża qtugħ eċċessiv tal-fibra.
L-ewwel, monitoraġġ tal-pressjoni ta 'wara. Il-pressjoni għolja ta 'wara tintroduċi forzi ta' shear sinifikanti fuq il-materjal, li tnaqqas it-tul tal-fibra. Meta wieħed iqis li billi tibda minn pressjoni żejda żero u żiedha biss biex tippermetti li l-viti jitreġġa 'lura indaqs waqt it-tmigħ, pressjoni ta' wara ta '1.5-2.5 bar (20-50 psi) normalment tkun biżżejjed biex tinkiseb għalf konsistenti.
Il-veloċità għolja tal-kamin għandha wkoll effetti avversi. Aktar ma l-viti jduru aktar malajr, iktar ikun probabbli li l-materjal solidu u mhux imdewweb jidħol fit-taqsima tal-kompressjoni tal-viti li tikkawża ħsara fil-fibra. Simili għar-rakkomandazzjonijiet għal backpressure, ipprova jżomm il-veloċità rotazzjonali fl-iktar livell baxx meħtieġ biex timla l-vakwu b'mod stabbli. Fil-formazzjoni ta 'kumplessi LFRT, il-veloċitajiet bil-kamin ta' 30-70 r / min huma komuni.
Waqt l-iffurmar ta 'injezzjoni, it-tidwib iseħħ permezz ta' żewġ fatturi ta 'interazzjoni: shear u sħana. Minħabba li l-għan huwa li tipproteġi t-tul tal-fibra fl-LFRT billi tnaqqas it-shear, aktar sħana tkun meħtieġa. Skont is-sistema tar-reżina, it-temperatura li fiha jiġi pproċessat il-kompost LFRT hija tipikament ta '10 sa 30 ° C ogħla mill-komposti tal-iffurmar konvenzjonali.
Madankollu, qabel sempliċement iżżid it-temperatura taċ-ċilindru għal kollox, tagħti attenzjoni lit-treġġigħ lura tad-distribuzzjoni tat-temperatura tal-barmil. Tipikament, it-temperatura tal-kanna titla 'hekk kif il-materjal imur mill-hopper għaż-żennuna, iżda għal LFRT huwa rakkomandat li jkun hemm temperatura ogħla fid-delu. Id-distribuzzjoni tat-temperatura invertita tnaqqas u tiddejja l-gerbub LFRT qabel ma tidħol fit-taqsima tal-kompressjoni bil-kamin bil-koxxa għolja, u b'hekk tiffaċilita r-ritenzjoni tat-tul tal-fibra.
In-nota finali dwar l-ipproċessar tinvolvi l-użu ta 'materjal ta' back-up. It-tħin ta 'parti mgejżjata jew żennuna ġeneralment tirriżulta f'tul ta' fibra aktar baxx, għalhekk iż-żieda ta 'materjal ta' back-up tista 'taffettwa t-tul ġenerali tal-fibra. Sabiex ma jitnaqqsux b'mod sinifikanti l-proprjetajiet mekkaniċi, huwa rrakkomandat li l-ammont massimu tal-materjal jiġi rritornat huwa ta '5%. Ammont ogħla ta 'materjal riċiklat se jkollu impatt negattiv fuq il-proprjetajiet mekkaniċi bħas-saħħa tal-impatt.
