Termoplásticos reforçados com fibras longas são usados para aplicações de moldagem por injeção com altas propriedades mecânicas Embora a tecnologia LFRT possa fornecer propriedades de boa resistência, rigidez e impacto, o processamento deste material é importante para determinar como a peça final pode executar O efeito de.
A fim de moldar com sucesso a LFRT, é necessário entender algumas de suas características únicas.Compreender as diferenças entre LFRT e termoplásticos reforçados convencionais tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias de equipamento, design e processamento para maximizar o valor e o potencial da LFRT.
LFRT, fibra de vidro curta picado tradicional reforçada diferença compósito no comprimento das fibras em LFRT, o mesmo comprimento de fibra e pelotas. Isto é porque a maioria LFRT por um processo de pultrusão em vez de cisalhamento Misturando para produzir.
No fabrico LFRT, as mechas de fibra de vidro é puxado para um cordão contínuo revestido para ser matriz e impregnado de resina, veio para fora da matriz, uma tal tira de plástico reforçado contínuo é cortado ou peletizado, geralmente cortado num comprimento de 10 ~ 12 milímetros. em contraste, os compósitos de fibras curtas de vidro convencionais que compreendem fibras longas apenas 3 ~ 4 milímetros, o comprimento será geralmente ser ainda mais reduzido para menos de 2 mm de cisalhamento da extrusora.
O comprimento da fibra nas pelotas LFRT ajuda a melhorar as propriedades mecânicas da LFRT - resistência ao impacto aumentada ou tenacidade, mantendo a rigidez.Enquanto as fibras permanecem em comprimento durante o processo de formação, elas formarão um 'esqueleto interno' proporcionando super alta Propriedades mecânicas No entanto, um processo de moldagem incorreto pode transformar produtos de fibra longa em materiais de fibra curta.Se o comprimento da fibra for comprometido durante o processo de moldagem, não será possível obter o nível de desempenho exigido.
A fim de manter o comprimento da fibra durante a moldagem LFRT, há três aspectos importantes a serem considerados: Máquinas Injetoras, Design de Peças e Moldes e Condições de Processamento.
Primeiramente, precauções de equipamentos
Uma das perguntas mais freqüentes sobre o processamento de LFRT é: É possível usar equipamentos de moldagem por injeção existentes para moldar esses materiais? Na grande maioria dos casos, equipamentos para formar compósitos de fibra curta também podem ser usados para formar LFRTs. Embora o equipamento típico de moldagem de fibra curta seja satisfatório para a maioria das peças e produtos LFRT, algumas modificações no equipamento podem ajudar a manter melhor o comprimento da fibra.
Um parafuso universal com uma seção típica de "alimentação-compressão-medição" é muito adequado para este processo, e o corte destrutivo por fibra pode ser reduzido reduzindo a taxa de compressão da seção de medição. Uma taxa de compressão de cerca de 2: 1 é usada para a seção de medição. Os produtos LFRT são os melhores.Fabricação de parafusos com ligas metálicas especiais, barris e outras peças não é necessária porque o desgaste LFRT não é tão grande como os termoplásticos reforçados com fibra de vidro cortada tradicional.
Outra possível benefício da concepção do dispositivo ponta avaliação bocal. Algum material termoplástico em uma ponta de bico de cone inversa de processamento mais fácil, pode ser injectado de modo a formar um grande cisalhamento da cavidade do molde quando o material no entanto, uma tal ponta de injector pode reduzir significativamente o comprimento da fibra do material compósito de fibra longa. por conseguinte, recomenda-se a utilização em forma de fenda da ponta do bico / conjunto de válvula 100% 'livre de fluir' de criação, através da qual as fibras longas entrar facilmente o membro de bocal .
Além disso, o diâmetro do orifício do bocal e a porta deve ser 5,5 milímetros (0.250in), ou de tamanho mais solto, e sem arestas vivas. É importante compreender a forma como o fluxo de material através do dispositivo de injecção, e vai determinar o cisalhamento romper fibras Lugar.
Imagem: Ponta de rosca de três peças e válvula de anel com design '100% livre' para minimizar a quebra de fibras
Em segundo lugar, peças e design de moldes
Boa parte e projeto do molde também são úteis para manter o comprimento da fibra da LFRT Eliminar os cantos em torno das bordas (incluindo nervuras, protuberâncias e outras características) evita tensões desnecessárias na peça moldada e reduz o desgaste da fibra .
Os componentes devem ter um design de parede nominal com espessura de parede uniforme.Mudanças maiores na espessura da parede podem resultar em empacotamento inconsistente e orientação de fibra indesejada na peça.Quando grosso ou fino deve ser evitado, espessuras de parede abruptas devem ser evitadas Mude para evitar a formação de áreas de alto cisalhamento que poderiam danificar a fibra e tornar-se a fonte de concentração de tensão.Talvez tente abrir o portão em uma parede mais grossa e flua para a parte fina para manter o enchimento final em uma parte fina.
Princípios gerais de projeto para plásticos sugerem que manter a espessura da parede abaixo de 4 mm (0,160 pol.) Promoverá um bom fluxo uniforme e reduzirá a possibilidade de sumidouros e vazios.Para os compostos LFRT, a espessura ideal da parede é geralmente de 3 mm ) Esquerda e direita, a espessura mínima é de 2 mm (0,080 pol.) Quando a espessura da parede é inferior a 2 mm, a probabilidade de quebra da fibra após o material entrar no molde aumenta.
A peça é apenas um aspecto do projeto.Também é importante considerar como o material entra no molde.Quando os corredores e portões guiam o material para dentro da cavidade, se não forem projetados adequadamente, muitos danos às fibras ocorrerão nessas áreas.
Ao projetar um molde para formar um composto LFRT, o rotor de raio total é ótimo, e seu diâmetro mínimo é de 5,5 mm (0,250 pol.) Além do corredor de cantos completos, qualquer outra forma de rotor terá uma ponta. Cantos, eles vão aumentar a tensão durante o processo de moldagem e destruir o efeito de reforço da fibra de vidro.O sistema de câmara quente com corredores abertos é aceitável.
A espessura mínima do portão deve ser de 2 mm (0,080 pol.) Se possível, posicione o portão ao longo de uma borda que não obstrua o fluxo de material na cavidade.O portão na superfície da peça exigirá rotação de 90 ° para evitar a quebra da fibra. E reduza o desempenho mecânico.
Finalmente, preste atenção à localização das linhas de fusão e saiba como elas afetam a área onde a peça (ou tensão) é aplicada quando a peça é usada.A linha de fusão deve ser movida para a área onde o nível de estresse deve ser menor através da colocação razoável da comporta.
A análise de preenchimento por computador pode ajudar a determinar onde essas linhas de fusão serão localizadas.A Análise Estrutural de Elementos Finitos (FEA) pode ser usada para comparar a localização de alta tensão e a localização das linhas de convergência determinadas durante a análise de enchimento.
Deve-se notar que essas peças e projetos de moldes são apenas recomendações.Existem muitos exemplos de componentes que têm paredes finas, variações de espessura de parede e características finas ou finas que usam compostos LFRT para alcançar um bom desempenho. Agora, é preciso mais tempo e esforço para garantir todos os benefícios da tecnologia de fibras longas.
Em terceiro lugar, condições de processamento
As condições de processamento são a chave para o sucesso da LFRT, contanto que as condições de processamento corretas sejam usadas, é possível usar uma máquina de moldagem por injeção de propósito geral e um molde corretamente projetado para produzir boas peças LFRT. Em condições de processamento deficientes, o comprimento da fibra também pode ser danificado, o que requer um entendimento da fibra será encontrado no processo de moldagem e para determinar as áreas que causarão o corte excessivo da fibra.
Primeiro, a pressão de retorno é monitorada.A pressão de retorno alta introduz uma grande força de cisalhamento no material, o que reduzirá o comprimento da fibra.Tome a partir da contrapressão zero e aumente apenas até que o parafuso seja retraído uniformemente durante a alimentação. Uma contrapressão de ~ 2,5 bar (20 a 50 psi) é geralmente suficiente para atingir uma alimentação consistente.
Altas velocidades de parafuso também são afectados de forma adversa. A rotação rápida do parafuso, o material mais sólida e não-fusão pode entrar na secção de parafuso de compressão causar danos nas fibras. Em analogia com as recomendações contra-pressão deve ser mantido a uma velocidade mínima requerida para estabilizar o parafuso de enchimento Nível Ao moldar compostos LFRT, velocidades de parafuso de 30 ~ 70r / min são comuns.
No processo de moldagem por injecção, derretida por dois factores interactuantes: cisalhamento e LFRT calor porque o objectivo é o de proteger o comprimento da fibra através da redução de cisalhamento e, por conseguinte, requerem mais calor para o sistema de resina, a transformação A temperatura dos compostos LFRT é normalmente 10 ~ 30 ° C superior à dos compostos moldados convencionais.
No entanto, antes de melhorar simplesmente temperatura do tambor, de notar que o perfil de temperatura do cilindro é invertido Normalmente, quando o material se move da tremonha para um bocal, o aumento da temperatura do tambor, mas para LFRT, recomendado na tremonha a uma temperatura superior. LFRT invertido perfil de temperatura vai amolecer e derreter as peletes antes da compressão para uma secção de parafuso de cisalhamento elevado, para facilitar a retenção do comprimento da fibra.
Finalmente, uma observação sobre o processamento envolve a utilizao de material reciclado. Moagem ou membro de bico de moldagem geralmente faz com que o comprimento das fibras inferior, por conseguinte, irá afectar o material moído adicionado todo o comprimento da fibra. De modo a não reduzir significativamente as propriedades mecânicas, é recomendável A quantidade máxima de triturado é de 5%, e o maior teor de triturado terá um impacto negativo na resistência ao impacto e outras propriedades mecânicas.