טיפים מעשיים ליציקת פולימרים מחוזקים בסיבים ארוכים

האםטבעות זכוכית or סיבי זכוכית קצרים, פיברגלס פריים or precio fibra de carbonoמתווספים למטריצה ​​התרמופלסטית, המטרה היא בעצם לשפר את התכונות המכניות והמבניות של הפולימר.ישנם הבדלים רבים בין שתי השיטות העיקריות לחיזוק תרמופלסטיים להזרקה, מאופן שילובם עם מטריצת הפולימר, ועד לרמת הביצועים שהם יכולים לספק, וצורת סיב אחת עשויה להיות יותר. השנייה מתאימה יותר, אך עבור המעצב, ההבדל העיקרי בין סיבים קצרים וארוכים הוא מידת העיבוד שלהם.

עיבוד תרמופלסטיים מחוזקים בסיבים ארוכים

המטרה העיקרית של עיבוד תרמופלסטיים מחוזקים בסיבים ארוכים היא לשמור על אורך הסיבים, שהוא קריטי למיטוב החוזק והקשיחות.לשבירת סיבים יכולה להיות השפעה שלילית על תכונותיו של הפולימר המרוכב ובסופו של דבר עשויה לשלול את היתרונות של שימוש בחוטי סיבי זכוכית.טיפול לא נכון ותכנון רכיבים וציוד לקוי, או שימוש בציוד עיבוד או הגדרות לא אופטימליות, עלולים להוביל לשבירת סיבים.

שלא כמו פלסטיק מחוזק סיבים קצוצים, חומרים מחוזקים בסיבים ארוכים מיוצרים בדרך כלל על ידי פולטרוזיה.התהליך כולל מתיחהזכוכיתs נְדִידָהספוג בשרף תרמופלסטי דרך תבנית הספגה מיוחדת (כדי שהשרף יוכל לעטוף ולקשר את הסיבים), ולאחר מכן לחתוך את הגדילים שחולצו לכדורים, הסיבים בכדורים הם בדרך כלל 12 מ"מ. הארוך באורך מלא כולל חיזוק סיבים חד-כיווני , ואורך זה הוא קריטי כדי לאפשר לפולימר להעביר ביעילות מתח לסיבים חזקים יותר.

כאשר כדורים אלו משמשים לייצור הזרקה, הסיבים הארוכים מיושרים ומפותלים בחוזקה ליצירת שלד פנימי המספק חוזק וקשיחות.בהשוואה לחומרים מלאי סיבים קצרים, חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים ארוכים, אםסיבי פיברגלסאו סיבי פחמן, מספקים יחסי חוזק-משקל גבוהים יותר, קשיחות השפעה, חיי עייפות מחזוריים ארוכים יותר ועמידות רחבה יותר בחום ויציבות מימדית טובה יותר.

חומרים עמידים אלו מציעים ביצועים מבניים הדומים למתכת, אך הם קלים יותר ממתכת, והם מסוגלים לנצל את היתרונות של יעילות העיבוד של הזרקה.בד 1k סיבי פחמןהוא בעל ערך מיוחד כתחליף מתכת מכיוון שהם קלים יותר מפלדה ב-70% וקלים יותר מפלדה.האלומיניום קל יותר ב-40%, כך שניתן להשתמש בחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים ארוכים לייצור רכיבים תובעניים בכלי רכב, מוצרי ספורט, תעופה וחלל, מוצרי צריכה וציוד תעשייתי.שרפי בסיס טיפוסיים כוללים פוליאמיד (PA או ניילון), פוליפרופילן (PP), פוליאוריטן תרמופלסטי קשיח (ETPU), ושרף בטמפרטורה גבוהה כגון פוליאתתרקטון (PEEK), פוליפתלמיד (PPA) ופוליאמיד.אתר אימיד (PEI) וכו'. אמנם ניתן לחזק כל תרמופלסטי בסיבים, אך רק חלקם מציעים ביצועים גבוהים יותר מכיוון שהם מחוזקים טוב יותר.ליתר דיוק, שרפים חצי גבישיים מחוזקים טוב יותר על ידי סיבים מאשר שרפים אמורפיים, מה שאומר שהקשיחות והחוזק שלהם גדלים עוד יותר.

נקודות עיבוד של חומרים מחוזקים בסיבים ארוכים

בהשוואה לשרף לא שונה או מלא באבקה, ליציקת חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים ארוכים יש דרישות מסוימות לגבי תבניות, שערים, ציוד דפוס ועיצוב חלקים.התהליכים המשמשים לעיבוד חומרים אלה שונים גם מאלה של פולימרים מחוזקים בסיבים קצרים.

כפי שהוזכר קודם לכן, שמירה על אורך הסיבים היא המפתח להצלחה.גורמים שיכולים לגרום לקיצור אורך הסיבים כוללים לחץ גבוה וגזירה מבורג ההזרקה, וכך גם פינות חדות במערכת התבנית והראנר.כדי לשמור על אורך הסיבים, יש לשים לב ל-3 נקודות עיבוד מרכזיות:

1. חומר ועיצוב עובש

למרות שסיבים ארוכים נשחקים פחות על התבנית מאשר סיבים קצרים מכיוון שיש פחות קצוות סיבים דמויי מחט המשפיעים על התבנית, אותו סוג של פלדת תבנית מתאימה גם לפולימרים מחוזקים עם סיבים ארוכים וגם קצרי סיבים, הנפוץ ביותר. היא פלדת תבנית P20, שיכולה לעמוד ביותר מ-100,000 הזרקות ברציפות.אם נדרשת עמידות גבוהה יותר (מעל 100,000 מחזורי הזרקה), פלדת מוליבדן כרום H13 או פלדה מוקשחת אוויר A9 הן בחירה טובה יותר.באופן כללי, תבניות מוקשות הן הבחירה הטובה ביותר לעיבוד תרמופלסטיים מחוזקים בסיבים.עבור תבניות בלויות, ניתן לשפץ אותן באמצעות טכנולוגיית ציפוי אלקטרוניקה.ניתן להשתמש בתבניות אלומיניום אפילו אם יש לייצר אבות טיפוס על מנת לאמת את העיצוב.

2. ציוד גיבוש

ניתן לעבד תרמופלסטיות מחוזקות בסיבים ארוכים באמצעות ציוד הזרקה סטנדרטי עם רק כמה שינויים לא קבועים כדי לשמר את אורך הסיבים ולהתאים לצמיגות גבוהה יותר.מומלץ בורג בלחץ נמוך או לשימוש כללי עם טבעת אל-חוזרת המאפשרת זרימה חופשית בחלק העליון.ניתן להשתמש בחרירי שימוש כללי, אך יש להימנע מחרירי ניילון מכיוון שצורת שעון החול שלהן (שנועדה למנוע ריר) מגבילה את הזרימה, יוצרת גזירה וגורמת לשחיקת סיבים.טיפ נוסף להפחתת הגזירה הוא להימנע מעיצובי חרוטים הפוכים.באופן כללי, חורי זרבובית גדולים יותר (מינימום 5.6 מ"מ) מקלים על מעבר שרפים מחוזקים בסיבים צמיגים.

כלל אצבע טוב לכל מכונת הזרקה הוא להזריק רק 60-70% מהנפח.יותר מדי גודל זריקה מגדיל את זמן האיפוס, בעוד שגודל זריקה קטן מדי פירושו שהחומר נשאר בקנה זמן רב יותר, מה שעלול להוביל להתדרדרות.

3. תנאי עיבוד

בכל הנוגע לעיבוד, חשוב להתייחס לשני נושאים: עיוות וזחילה.באופן כללי, חלקים תרמופלסטיים מחוזקים בסיבים ארוכים חווים פחות עיוות מאשרפיברגלס גדיל קצרחלקים מכיוון שפיתול החוט מפחית כיווץ דיפרנציאלי, אך חלקי סיבים ארוכים בהזרקה עדיין מתעוותים, אחת הסיבות לכך שהסיבים זורמים לאורך יישור הכיוון, תוך שיפור חוזק החלק, עלולים להוביל לאנזיטרופיה.כדי למנוע עיוות, ניתן להשתמש במקומות חלופיים של שערים או בעיצובי חלקים כדי למנוע יישור מופרז של סיבים באזורים שאינם דורשים חוזק גבוה כדי לעמוד בעומסים מבניים.

שמור על היתרון של סיבים ארוכים

יציקה מוצלחת של חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים ארוכים דורשת שינוי מסוים בהנחיות התכנון ובפרמטרי העיבוד החלים על שרף לא מחוזק ותרכובות סיבים קצרים.כדי להפיק את המרב מחיזוקי סיבים ארוכים (שעולים יותר מחומרים לא ממולאים אוחיזוק גדילי פיברגלס קצוציםבגלל הביצועים הגבוהים שלהם), יש להקפיד על שיטות עבודה מומלצות לאורך כל התהליך.אם סיבים ארוכים נשברים או לא מיושרים עקב טיפול שגוי, עיצוב תבנית או התקנת ציוד, יתרונות החוזק הגבוה והקשיחות הגבוהים שלהם יפחתו או אפילו יאבדו.

#טבעות זכוכית#סיבי זכוכית קצרים#בד 1k סיבי פחמן#פיברגלס גדיל קצר#חיזוק גדילי פיברגלס קצוצים