Les thermoplastiques renforcés de fibres longues sont utilisés pour des applications de moulage par injection à hautes propriétés mécaniques Bien que la technologie LFRT puisse offrir de bonnes propriétés de résistance, de rigidité et d'impact, le traitement de ce matériau est important pour déterminer comment la pièce finale peut fonctionner L'effet de.
Pour bien comprendre la LFRT, il est nécessaire de comprendre certaines de leurs caractéristiques uniques: la compréhension des différences entre LFRT et thermoplastiques conventionnels renforcés a conduit au développement des technologies d'équipement, de conception et de traitement pour maximiser la valeur et le potentiel de LFRT.
LFRT haché traditionnel, les fibres courtes de verre renforcée composite différence dans la longueur des fibres dans LFRT, la même longueur de fibres et de granulés. Ceci est parce que la plupart LFRT par un procédé de pultrusion plutôt que de cisaillement mélangés pour produire.
Dans la fabrication de LFRT, les stratifils de fibres de verre est tiré dans un brin continu à revêtir matrice et la résine imprégnée, est sorti de la filière, une telle bande de matière plastique renforcée en continu est coupé en pastilles ou, habituellement découpées en une longueur de 10 ~ 12 mm. en revanche, les composites classiques de fibres de verre courtes, comprenant de longues fibres discontinues seulement 3 ~ 4 mm, la longueur sera généralement plus réduite à moins de 2 mm dans une extrudeuse de cisaillement.
La longueur des fibres dans les granulés de LFRT permet d'améliorer les propriétés mécaniques de la LFRT - résistance aux chocs ou ténacité accrues tout en maintenant la rigidité - tant que les fibres restent en longueur pendant le processus de formage, elles formeront un «squelette interne» Propriétés mécaniques Cependant, un mauvais procédé de moulage peut transformer des produits à fibres longues en matériaux à fibres courtes, si la longueur de la fibre est compromise pendant le processus de moulage, il ne sera pas possible d'obtenir le niveau de performance requis.
Afin de maintenir la longueur de fibre pendant le moulage LFRT, il y a trois aspects importants à prendre en compte: la machine de moulage par injection, la conception des pièces et des moules et les conditions de traitement.
Premièrement, les précautions d'équipement
Une des questions fréquemment posées sur le traitement LFRT est la suivante: est-il possible d'utiliser des équipements de moulage par injection existants pour mouler ces matériaux? Dans la grande majorité des cas, des équipements pour former des composites à fibres courtes peuvent également être utilisés pour former des LFRT. Bien que l'équipement de moulage à fibres courtes typique soit satisfaisant pour la plupart des pièces et produits LFRT, certaines modifications apportées à l'équipement peuvent aider à mieux maintenir la longueur des fibres.
Un typique « feed - Compression - Mesure » section de vis à usage général est applicable au procédé, et en réduisant le taux de compression de la section de mesure peut réduire les fibres de cisaillement destructrices d'environ 2: 1 compression section de mesure pour Les produits LFRT sont les meilleurs: la fabrication de vis avec des alliages métalliques spéciaux, des tonneaux et d'autres pièces n'est pas nécessaire car l'usure des LFRT n'est pas aussi importante que celle des thermoplastiques traditionnels renforcés de fibres de verre.
Un autre avantage possible de la conception du dispositif embout de buse d'examen. Certains de matière thermoplastique dans une pointe de buse conique inverse plus facile de traitement, il peut être injecté pour former une très cisailler la cavité du moule lorsque le matériau Cependant, une telle pointe de buse peut réduire considérablement la longueur des fibres du long matériau composite à fibres. il est donc recommandé d'utiliser embout de buse en forme de fente / ensemble de soupape 100% design « écoulement libre », par laquelle les fibres longues entrer facilement l'élément de buse .
En outre, le diamètre de l'orifice de buse et la grille doivent être 5.5mm (0.250in), ou une taille plus lâche et sans arêtes vives. Il est important de comprendre comment le flux de matière à travers l'appareil d'injection, et déterminera les fibres de rupture au cisaillement lieu.
Photo: Embout à vis en trois parties et valve annulaire avec un design '100% free-flow' pour minimiser les bris de longues fibres
Deuxièmement, la conception de pièces et de moules
La bonne conception des pièces et des moules est également utile pour maintenir la longueur des fibres du LFRT: l'élimination des coins (y compris les nervures, bossages et autres caractéristiques) évite les contraintes inutiles dans la pièce moulée et réduit l'usure des fibres .
Les composants doivent avoir une conception de paroi nominale avec une épaisseur de paroi uniforme Des changements plus importants dans l'épaisseur de la paroi peuvent entraîner un compactage irrégulier et une orientation non désirée des fibres dans la pièce. Changer pour éviter de former des zones de fort cisaillement qui pourraient endommager la fibre et devenir la source de la concentration des contraintes.Toujours essayer d'ouvrir la porte dans une paroi plus épaisse et de couler dans la partie mince pour maintenir l'extrémité de remplissage dans une pièce mince.
Les principes généraux de bonne conception pour les plastiques suggèrent que maintenir une épaisseur de paroi inférieure à 4 mm (0,160 po) favorisera un bon écoulement uniforme et réduira la possibilité de puits et de vides.Pour les composés LFRT, l'épaisseur de paroi optimale est habituellement de 3 mm À gauche et à droite, l'épaisseur minimale est de 2 mm (0,080 po) Lorsque l'épaisseur de la paroi est inférieure à 2 mm, la probabilité de rupture de la fibre après l'entrée du matériau dans le moule augmente.
La partie n'est qu'un aspect de la conception Il est également important de considérer comment le matériau pénètre dans le moule Lorsque les coulisses et les barrières guident le matériau dans la cavité, si elles ne sont pas correctement conçues, beaucoup de dommages aux fibres se produiront dans ces zones.
Lors de la conception d'un complexe de LFRT de moule, arrondi passage entier d'écoulement est optimale, son diamètre minimal est de 5,5 mm (0.250in). En plus de canal d'écoulement plein arrondi, toute autre forme de passage d'écoulement aura une forte Coins, ils vont augmenter la contrainte pendant le processus de moulage et de détruire l'effet de renforcement de la fibre de verre.Le système de canaux chauds avec des coureurs ouverts est acceptable.
L'épaisseur minimale de la porte doit être de 2 mm (0.080in). Si possible, le matériau coule le long d'un bord de la mise en place ne gêne pas la cavité de grille. Surface de l'élément porte devra être tourné de 90 ° afin d'éviter la rupture des fibres causée Et réduisez la performance mécanique.
Enfin, faites attention à l'emplacement des lignes de fusion et sachez comment elles affectent la zone où la pièce (ou contrainte) est appliquée lorsque la pièce est utilisée.La ligne de fusion doit être déplacée vers la zone où le niveau de contrainte devrait être inférieur.
L'analyse de remplissage informatique peut aider à déterminer où ces lignes de fusion seront localisées.L'analyse par éléments finis structurels (FEA) peut être utilisée pour comparer l'emplacement d'une contrainte élevée et l'emplacement des lignes de convergence déterminées pendant l'analyse de remplissage.
Il convient de noter que ces pièces et conceptions de moules ne sont que des recommandations.Il existe de nombreux exemples de composants qui ont des parois minces, des variations d'épaisseur de paroi et des caractéristiques fines ou fines qui utilisent des composés LFRT pour obtenir de bonnes performances. Loin, il faut plus de temps et d'efforts pour tirer pleinement parti de la technologie des fibres longues.
Troisièmement, les conditions de traitement
Les conditions de traitement est la clé du succès de LFRT tant que les conditions de traitement correct utilisé, il peut être préparé en utilisant un élément à usage général une bonne conception LFRT d'injection des machines de moulage et de moules. En d'autres termes, même avec l'équipement approprié et meurent la conception, si plus mauvaises conditions de traitement, la longueur des fibres peuvent également être endommagés. Ce besoin de comprendre les fibres pendant le processus de moulage sera rencontré et peut entraîner la fibre pour déterminer la région de cisaillement excessive.
Tout d'abord, pour contrôler la contre-pression. Introduction énorme haute contre-pression des forces de cisaillement sur le matériau, la longueur de la fibre diminue. De la pression de retour à zéro commence à augmenter et il est seulement la vis est rétractée dans le processus d'alimentation uniforme, en utilisant 1,5 ~ 2,5 bars (20 à 50 psi) de contre-pression est généralement suffisante pour obtenir le même flux.
Plus la vitesse de rotation de la vis est élevée, plus la matière solide et non fondue pénètre dans la section de compression de la vis et endommage les fibres.Selon la suggestion de contre-pression, essayez de conserver la vitesse minimale requise pour remplir la vis de manière stable. Niveau Lors du moulage de composés LFRT, des vitesses de vis de 30 ~ 70r / min sont courantes.
Dans le processus de moulage par injection, la fusion se produit à travers deux facteurs synergiques: le cisaillement et la chaleur, puisque le but est de protéger la longueur de la fibre en réduisant le cisaillement dans le LFRT, plus de chaleur sera nécessaire. La température des composés LFRT est généralement supérieure de 10 à 30 ° C à celle des composés moulés classiques.
Cependant, avant d'augmenter constamment la température du barillet, faites attention à l'inversion de la distribution de la température du baril Normalement, lorsque la matière passe de la trémie à la buse, la température du baril augmente mais pour la LFRT, la température est recommandée. Le profil de température inversé permettra aux pastilles LFRT de se ramollir et de fondre avant d'entrer dans la section de compression à vis de cisaillement élevé, ce qui aidera à maintenir la longueur des fibres.
Enfin, une note sur le traitement implique l'utilisation de broyats. Fraisage ou élément de buse de moulage provoque généralement une longueur de fibre inférieure, par conséquent, aura une incidence sur la rebroyé toute la longueur de la fibre ajoutée. Afin de ne pas réduire de manière significative les propriétés mécaniques, il est recommandé la quantité maximale de matière rebroyée est de 5%. montant de rebroyage ultérieure aurait une incidence sur la résistance et d'autres propriétés mécaniques d'un impact négatif.