長繊維は、射出成形用途には、高い機械的性質であるため、熱可塑性樹脂を強化。LFRT技術は、最終的な部品の性能が重要果たしているかを決定ものを達成するために、良好な強度、剛性と衝撃の特性が、そのような材料の処理方法を提供することができるがの効果。
成功しLFRTを成形するためには、彼らが理解のユニークな特徴のいくつかが必要ですされている。LFRTは、従来の強化熱可塑性樹脂との違いを理解LFRTの価値と可能性を最大にするために、機器、設計および加工技術の開発を推進。
LFRT従来のチョップト、ガラス短繊維は、これは。LFRT、繊維、ペレットの同じ長さの繊維の長さに差複合強化のでむしろ剪断より引抜成形プロセスによって最もLFRTブレンドして生産する。
LFRT製造、ガラス繊維ロービング、通常、ダイから出てきた、そのような連続した強化プラスチックストリップがチョップド又はペレット化され、金型と樹脂含浸被覆する連続ストランドに引き込まれます〜12ミリメートル10の長さに切断した。対照的に、長いステープルファイバーを含む従来のガラス短繊維複合材料は、3〜4mmの長さは、一般的にさらに剪断押出機に2ミリメートル未満に低減されます。
LFRTペレットの繊維長は、剛性を維持しながら耐衝撃性または靱性を向上させたLFRTの機械的特性を改善するのに役立つ。成形プロセス中に繊維が長さを維持する限り、超高強度を提供する「内部骨格」を形成するしかし、成形プロセスが悪いと、長繊維製品を短繊維材料に変えることがあります。成形プロセス中に繊維の長さが損なわれると、要求される性能レベルを得ることができません。
LFRT成形中の繊維長を維持するために、考慮すべき3つの重要な側面があります。射出成形機、部品と金型設計、および加工条件。
まず、機器の予防措置
LFRT加工に関するよくある質問は、次のとおりです。既存の射出成形装置を使用してこれらの材料を成形することは可能ですか？大部分の場合、短繊維複合材を成形する装置を使用してLFRTを形成することもできます。典型的な短繊維成形装置は、ほとんどのLFRT部品および製品にとって満足のいくものであるが、装置のいくつかの変更は、繊維長の維持を助長することができる。
典型的な「送り圧縮計量」セクションを備えたユニバーサルスクリューはこのプロセスに非常に適しており、計量セクションの圧縮比を下げることによって繊維破壊せん断を低減することができます。 LFRTの摩耗は従来のチョップドガラス繊維強化熱可塑性樹脂ほどではないため、特別な金属合金、バレルその他の部品を使用したスクリューの製造は不要です。
デバイスデザインレビューノズル先端から別の可能な利点一部の熱可塑性材料逆円錐ノズル先端で容易処理は、高い剪断金型キャビティときに材料を形成するために注入することができますしかしながら、このようなノズルの先端が著しく長い繊維複合材料の繊維の長さを減少させることができる。それ故、スロット状のノズルチップ/バルブアセンブリ100％使用することが推奨される「自由流動」設計、それによって長繊維を容易にノズル部材を入力。
さらに、ノズルオリフィスの直径とゲートが5.5ミリメートル（0.250in）以上の緩いサイズ、及び鋭いエッジでなければならない。理解することが重要である方法注入装置を通る材料の流れ、及び繊維を破断剪断を決定します場所。
写真：長繊維の破損を最小限に抑えるための「100％フリーフロー」設計の3ピーススクリューチップとリングバルブ
第二に、部品と金型設計
LFRTの繊維長を維持するのにも役立ちます（リブ、ボス、その他のフィーチャーを含む）端部の角を取り除くことで、成形部品の不必要な応力を防ぎ、繊維の摩耗を低減します。
壁の厚さを大きくすると、パッキングが不均一になったり、繊維の配向が不必要になることがありますが、肉厚を薄くする必要がある場合は、急激な肉厚を避けてください繊維を損傷して応力集中の原因となる高せん断領域が形成されないように変更してください。通常は、厚い壁でゲートを開き、薄い部分に流れて充填部分を薄い部分に保ちます。
一般的なプラスチックの良好な設計原理良い均一な流れを促進し、凹部及び空隙の可能性を低減する4ミリメートル未満の壁の厚さ（0.160in）を維持することが推奨される。LFRT複合材料、典型的には（3mmの0.120inの最適壁厚について）左右の厚さは最小2mm（0.080インチ）で、肉厚が2mm未満の場合は、材料が型に入った後に繊維が破損する確率が高くなります。
適切に設計されていない場合は、設計の一側面を意味し、キャビティ内にするとき、ガイドランナーとゲート材料の金型への材料も重要であるかを検討し、繊維の損傷の多くは、これらの地域で発生します。
モールドLFRT複合体を設計する場合、全体の流路が最適である丸みを帯び、その最小直径は、5.5ミリメートル（0.250in）である。完全な丸みを帯びた流路に加えて、流路の任意の他の形態がシャープになります角度は、それらは、ガラス繊維の補強効果の成形時応力および損傷を増加させる。開放スプルーランナーシステムを有することは許容可能です。
ゲートの最小厚さは、2ミリメートル（0.080in）であるべきである。可能な場合、材料は、位置決めの縁に沿って流れるゲートキャビティを妨げない。ゲート部材の表面が生じ、繊維の破断を防止するために90°回転する必要があります機械的性能を低下させます。
最終的には、溶融線の位置に注意し、部品が使用されるときにその部分（または応力）が適用される領域にどのように影響するかを知っている必要があります。
充填解析中に決定された高応力の位置と収束線の位置を比較するために、構造的有限要素解析（FEA）を使用することができる。
これらのコンポーネントは単なる提案や金型の設計であることに留意されたい。薄肉、繊細な又は変化する壁の厚さ、および微細な特徴を持っているメンバーの多くの例があります、複合LFRTの使用は推奨から逸脱すること、しかし、優れた性能を達成します遠く離れて、それは長繊維技術の完全な利点の実現を確実にするために多くの時間と労力がかかります。
第三に、処理条件
加工条件はLFRTの成功の鍵です。正しい加工条件が使用されている限り、汎用の射出成形機と適切に設計された金型を使用して良好なLFRT部品を製造することができます。加工条件が悪いと、繊維の長さも損なわれる可能性があります。これは、成形プロセスで繊維の理解が必要になり、過剰な繊維切断を引き起こす領域を特定する必要があります。
最初に背圧を監視し、高い背圧で材料に大きなせん断力が加わり、繊維の長さが短くなります。ゼロ背圧から始め、給餌中にねじが均等に収まるまで上昇させます。一貫した供給を達成するには、通常、約2.5バール（20〜50psi）の背圧で十分である。
高いスクリュー速度も悪影響。スクリューの高速回転に影響され、より多くの固体非溶融材料が繊維の損傷を引き起こす圧縮ねじ部に入ることができる。同様にお薦めの背圧が充填ネジを安定化させるために必要な最低速度に維持されるべきです成形時のレベル。LFRT複合体は、30〜70R /分のスクリュー速度は一般的です。
2つの相互作用の要因によって溶融射出成形プロセスにおいて：目的は、剪断力を低減することによって繊維長を保護し、したがって、樹脂系に多くの熱を必要とするので、剪断及び熱LFRT、処理LFRT複合温度10〜30℃の複合成形従来のものよりも通常高いです。
しかし、バレル温度を常に上げる前に、バレル温度分布の逆転に注意してください。通常、材料がホッパーからノズルに移動するとき、バレル温度は上昇しますが、LFRTではホッパーの温度が推奨されます。温度プロファイルの逆転により、LFRTペレットが軟化して溶融し、高せん断スクリュー圧縮セクションに入る前に溶融し、繊維長を維持するのに役立ちます。
加工に関する最後の注記は、リサイクルされた材料の使用に関するものです。成形部品やノズルを研削すると、通常、繊維長が短くなります。リグラインドの最大量は5％です。より高いリグラインド含有量は、衝撃強度および他の機械的特性に悪影響を及ぼします。