يتم استخدام اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الطويلة في تطبيقات التشكيل بالحقن ذات الخواص الميكانيكية العالية ، على الرغم من أن تقنية LFRT يمكن أن توفر خواص قوة وصلابة وتأثير جيدة ، إلا أن معالجة هذه المواد مهمة لتحديد كيفية أداء الجزء النهائي. تأثير.
من أجل تشكيل LFRT بنجاح ، من الضروري فهم بعض خصائصها الفريدة ، حيث أن فهم الاختلافات بين LFRT و اللدائن الحرارية المقواة التقليدية قد ساعد على تطوير المعدات وتقنيات التصميم والمعالجة لتعظيم قيمة وإمكانات LFRT.
عززت LFRT التقليدي المفروم، والألياف الزجاجية قصيرة الفرق مركب في طول الألياف في LFRT، وهو نفس طول الألياف والكريات. وذلك لأن معظم LFRT من خلال عملية بولتروسيون بدلا من القص يمزج لإنتاج.
في عملية التصنيع LFRT ، يتم رسم خيوط متواصلة من الألياف الزجاجية في قالب إلى طبقة وتثبيتها بالراتنج ، وبعد الخروج من القالب ، يتم تقطيع الألواح المتتالية أو تكويرها ، عادة يقتطع بطول 10 ~ 12MM. في المقابل، فإن المركبة الألياف الزجاجية قصيرة التقليدية تتألف من ألياف طويلة فقط 3 ~ 4MM، وعموما يتم تخفيض طول أبعد إلى أقل من 2mm في الطارد القص.
يساعد طول الألياف في كريات LFRT على تحسين الخواص الميكانيكية لـ LFRT - مقاومة الصدمات أو الصلابة المتزايدة مع الحفاظ على الصلابة ، طالما أن الألياف تظل في الطول خلال عملية التشكيل ، فإنها ستشكل "هيكل عظمي داخلي" لتوفير فائقة عالية الخواص الميكانيكية: ومع ذلك ، فإن عملية التشكيل السيئة يمكن أن تحول منتجات الألياف الطويلة إلى مواد قصيرة الألياف ، وإذا كان طول الألياف قد تعرض للخطر أثناء عملية التشكيل ، فلن يكون من الممكن الحصول على مستوى الأداء المطلوب.
من أجل الحفاظ على طول الألياف خلال صب LFRT ، هناك ثلاثة جوانب هامة يجب أخذها في الاعتبار: ماكينة قولبة الحقن ، الأجزاء وتصميم القوالب ، وظروف المعالجة.
أولا ، احتياطات المعدات
أحد الأسئلة المتداولة حول معالجة LFRT هو: هل من الممكن لنا استخدام معدات قولبة الحقن الحالية لطحن هذه المواد؟ في الغالبية العظمى من الحالات ، يمكن أيضًا استخدام معدات تكوين مركبات ألياف قصيرة لتشكيل LFRTs. على الرغم من أن معدات صب الألياف القصيرة النموذجية تكون مرضية لمعظم أجزاء ومنتجات LFRT ، إلا أن بعض التعديلات على المعدات يمكن أن تساعد بشكل أفضل في الحفاظ على طول الألياف.
يعتبر البرغي العالمي مع قسم "قياس ضغط التغذية" النموذجي مناسبًا جدًا لهذه العملية ، ويمكن تقليل القص المدمر للألياف عن طريق تقليل نسبة الضغط لقسم القياس ، ويتم استخدام نسبة ضغط تبلغ حوالي 2: 1 لقسم القياس. منتجات LFRT هي الأفضل ، فصناعة المسامير ذات السبائك المعدنية الخاصة والبراميل والأجزاء الأخرى ليست ضرورية لأن ارتداء LFRT ليس كبيرًا مثل اللدائن الحرارية المقواة بالزجاج المقوى التقليدي.
جهاز آخر قد يستفيد من مراجعة التصميم هو رأس الفوهة ، بعض المواد بالحرارة تكون أسهل في الماكينة مع طرف فوهة مدبب مقلوب ، مما يخلق درجة عالية من القص عندما يتم حقن المادة في تجويف القالب ومع ذلك ، فإن طرف الفوهة هذا يقلل بشكل كبير من طول الألياف لمركب الألياف الطويل ، لذا ، يوصى باستخدام مجموعة فوهة / صمام فوهة فتحة التدفق الحر 100٪ التي تسمح للألياف الطويلة بالدخول بسهولة إلى المكون من خلال الفوهة. .
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون قطر الفتحة وفتحة البوابة بحجم فضفاض يبلغ 5.5 ملم (0.250 بوصة) أو أكثر ، ولا توجد حافة حادة ، ومن المهم فهم كيفية تدفق المواد خلال معدات القولبة بالحقن وتحديد أن القص يكسر الألياف. المكان.
صورة: ثلاث قطع من طرف اللولب وخاتم الحلقة مع تصميم "100٪ free-flow" لتقليل الكسر الطويل للألياف
الثانية ، تصميم أجزاء والعفن
كما أن التصميم الجيد للجزء والعفن مفيد أيضًا للحفاظ على طول الألياف في LFRT ، كما أن إزالة الزوايا حول الحواف (بما في ذلك الأضلاع والرؤوس والميزات الأخرى) تتجنب الضغط غير الضروري في الجزء المصبوب وتقلل من تآكل الألياف. .
وينبغي تصميم موحد سمك الجدار عضوا جدار رمزي. الاختلافات سمك جدار كبير تسبب تضارب في العضو تعبئة واتجاه الألياف غير مرغوب فيه في مكان يجب أن تكون أكثر سمكا أو أرق، لتجنب المفاجئ سمك الجدار التغيير، وهي منطقة القص عالية لتجنب قد يكون معطوبا تشكيل الألياف، وتصبح مصدرا للتركيز الإجهاد، وعادة في محاولة لفتح بوابة في الجدار أكثر سمكا، والحفاظ على تدفق جزء رقيقة في نهاية ملء جزء رقيقة.
تشير مبادئ التصميم الجيد للبلاستيك إلى أن الاحتفاظ بسماكة أقل من 4 مم (0.160 بوصة) سيعزز التدفق الموحد الجيد ويقلل من احتمالية المصارف والفراغات ، وبالنسبة لمركبات LFRT ، يكون سمك الجدار المثالي عادة 3 مم (0.120 بوصة). ) اليسار واليمين ، الحد الأدنى للسمك هو 2mm (0.080in) ، وعندما يكون سمك الجدار أقل من 2mm ، يزداد احتمال تكسر الألياف بعد دخول المادة القالب.
الجزء هو جانب واحد فقط من التصميم ، ومن المهم أيضا النظر في كيفية دخول المادة إلى القالب ، وعندما يقوم العداء والبوابات بتوجيه المادة إلى التجويف ، إذا لم يتم تصميمها بشكل صحيح ، فإن الكثير من الأضرار الناجمة عن الألياف ستحدث في هذه المناطق.
عند تصميم قالب لتشكيل مركب LFRT ، فإن عداء نصف القطر الكامل هو الأمثل ، وقطرها الأدنى هو 5.5mm (0.250 بوصة) .بالإضافة إلى العداء الكامل ، فإن أي شكل آخر من العداء سيكون له طرف. الزوايا ، فإنها تزيد من الضغط خلال عملية التشكيل وتدمر التأثير المعزز للألياف الزجاجية ، نظام العداء الساخن مع العدائين المفتوح مقبول.
يجب أن يكون الحد الأدنى لسمك البوابة 2 مم (0.080 بوصة) ، وإن أمكن ، ضع البوابة على طول حافة لا تعرقل تدفق المادة إلى التجويف ، وستحتاج البوابة على سطح الجزء إلى دوران 90 درجة لمنع بدء تكسر الألياف. وتقليل الأداء الميكانيكي.
وأخيراً ، انتبه إلى موقع خطوط الانصهار وعرف كيف تؤثر على المنطقة التي يتم فيها استخدام الجزء (أو الإجهاد) عند استخدام الجزء ، فيجب نقل خط الانصهار إلى المنطقة التي يتوقع أن يكون مستوى الضغط فيها أقل من خلال موضع معقول للبوابة.
يمكن أن يساعد تحليل ملء الحواسيب في تحديد موقع خطوط الانصهار هذه.ويمكن استخدام تحليل العناصر المحدودة الهيكلية لمقارنة موقع الضغط العالي وموقع خطوط التقارب المحددة أثناء تحليل الملء.
تجدر الإشارة إلى أن هذه الأجزاء وتصاميم القوالب ليست سوى توصيات ، فهناك العديد من الأمثلة للمكونات التي تحتوي على جدران رفيعة وتغيرات في سماكة الجدار وخصائص رائعة أو دقيقة تستخدم مركبات LFRT لتحقيق أداء جيد ، ومع ذلك ، فإن الانحراف عن هذه الاقتراحات يكون أكثر بعيدًا ، يتطلب الأمر المزيد من الوقت والجهد لضمان الفوائد الكاملة لتقنية الألياف الطويلة.
الثالثة ، ظروف المعالجة
شروط المعالجة هي المفتاح لنجاح LFRT ، طالما أن شروط المعالجة الصحيحة تستخدم ، فمن الممكن استخدام آلة قولبة الحقن للأغراض العامة وقوالب مصممة بشكل صحيح لإنتاج أجزاء LFRT جيدة ، وبعبارة أخرى ، حتى مع المعدات المناسبة وتصميم القوالب ، إذا قد تتضرر أيضًا ظروف المعالجة السيئة وطول الألياف ، وهذا يتطلب فهم الألياف التي ستتم مواجهتها في عملية التشكيل وتحديد المناطق التي ستؤدي إلى قطع الألياف بشكل مفرط.
أولًا ، يتم مراقبة الضغط الخلفي ، حيث يقدم الضغط الخلفي العالي قوة قص كبيرة على المادة ، مما يقلل من طول الألياف.النظر في البدء من الضغط الصفري الخلفي وزيادة فقط حتى يتم سحب المسمار بالتساوي أثناء التغذية. عادة ما يكون الضغط الخلفي بمقدار 2.5 بار (20 إلى 50 رطل / بوصة مربعة) كافياً لتحقيق تغذية ثابتة.
كما تتأثر بسرعة المسمار عالية سلبا. دوران أسرع من المسمار، والمزيد من المواد الصلبة وعدم ذوبان قد تدخل القسم ضغط المسمار مما تسبب في أضرار الألياف. وقياسا على توصيات الظهر يجب أن تبقى الضغط على الحد الأدنى من السرعة المطلوبة لتحقيق الاستقرار في ملء المسمار المستوى: عند صب مركبات LFRT ، فإن سرعات المسمار 30 ~ 70r / min شائعة.
في عملية حقن صب، وذاب من قبل اثنين من العوامل المتفاعلة: القص وLFRT الحرارة لأن الغرض من ذلك هو حماية طول الألياف عن طريق الحد من القص، وبالتالي تتطلب المزيد من الحرارة لنظام الراتنج، وتجهيز عادة ما تكون درجة حرارة مركبات LFRT أعلى بمقدار 10 ~ 30 درجة مئوية من المركبات التقليدية المقولبة.
ومع ذلك ، قبل رفع درجة حرارة البرميل ببساطة طوال الوقت ، انتبه إلى انعكاس توزيع درجة حرارة البرميل. عادة ، عندما تنتقل المواد من القادوس إلى الفوهة ، ترتفع درجة حرارة البرميل ؛ ولكن بالنسبة ل LFRT ، ينصح بدرجات الحرارة في القادوس. أعلى: يسمح بروفايل درجة الحرارة المعكوس لكريات LFRT بالتليين والصهر قبل الدخول إلى قسم ضغط اللولب القص العالي ، مما يساعد على الحفاظ على طول الألياف.
وأخيرا، مذكرة حول معالجة ينطوي على استخدام ريغريند. الطحن أو صب عضوا فوهة تسبب عادة طول أقل من الألياف، لذلك، سوف تؤثر على ريغريند أضاف طول الألياف بأكمله. لكي لا تقلل إلى حد كبير على الخواص الميكانيكية، فمن المستحسن الحد الأقصى لمقدار التجمد هو 5٪ ، وسيكون لمحتوى إعادة التجفيف العالي تأثير سلبي على قوة الصدمات والخصائص الميكانيكية الأخرى.