Ofglazen rovings or korte glasvezels, prima glasvezel or Precio fibra de carbonoworden toegevoegd aan de thermoplastische matrix, het doel is in principe het verbeteren van de mechanische en structurele eigenschappen van het polymeer.Er zijn veel verschillen tussen de twee belangrijkste methoden voor het versterken van thermoplastische materialen voor spuitgieten, van de manier waarop ze worden gecombineerd met de polymeermatrix tot het prestatieniveau dat ze kunnen bieden, en de ene vezelvorm kan beter zijn. De andere is geschikter, maar voor de shaper, het belangrijkste verschil tussen korte en lange vezels is de mate waarin ze zijn verwerkt.
Verwerking van lange vezelversterkte thermoplasten
Het primaire doel van de verwerking van met lange vezels versterkte thermoplastische kunststoffen is het behouden van de vezellengte, wat van cruciaal belang is voor het optimaliseren van de sterkte en taaiheid.Vezelbreuk kan een negatieve invloed hebben op de eigenschappen van het polymeercomposiet en kan uiteindelijk de voordelen van het gebruik van glasvezeldraden teniet doen.Onjuiste behandeling en foutief ontwerp van gereedschappen en componenten, of het gebruik van niet-geoptimaliseerde verwerkingsapparatuur of opstellingen, kunnen leiden tot vezelbreuk.
In tegenstelling tot met gehakte vezels versterkte kunststoffen, worden langevezelversterkte materialen meestal gemaakt door middel van pultrusie.Het proces omvat uitrekkenglass zwervendgeïmpregneerd met thermoplastische hars via een speciale impregnatiematrijs (zodat de hars zich kan omwikkelen en de vezels kan binden), en vervolgens de geëxtrudeerde strengen in pellets kan snijden, de vezels in de pellets zijn doorgaans 12 mm. De lange, volledige lengte is voorzien van unidirectionele vezelversterking , en deze lengte is van cruciaal belang om het polymeer in staat te stellen spanning efficiënt over te dragen naar sterkere vezels.
Wanneer deze pellets worden gebruikt voor spuitgieten, worden de lange vezels uitgelijnd en strak gewikkeld om een intern skelet te vormen dat sterkte en taaiheid biedt.Vergeleken met met korte vezels gevulde materialen, zijn composieten versterkt met lange vezels, ofglasvezel vezelsof koolstofvezels, zorgen voor een hogere sterkte-gewichtsverhouding, slagvastheid, een langere levensduur bij cyclische vermoeiing, en een bredere hittebestendigheid en betere maatvastheid.
Deze duurzame materialen bieden structurele prestaties die vergelijkbaar zijn met metaal, maar zijn toch lichter dan metaal en kunnen profiteren van de voordelen van verwerkingsefficiëntie van spuitgieten.1k koolstofvezeldoekis bijzonder waardevol als metaalvervanger omdat ze 70% lichter zijn dan staal en lichter dan staal.Aluminium is 40% lichter, dus met lange vezels versterkte composieten kunnen worden gebruikt voor de vervaardiging van veeleisende componenten in de automobielsector, sportartikelen, ruimtevaart, consumptiegoederen en industriële apparatuur.Typische basisharsen omvatten polyamide (PA of nylon), polypropyleen (PP), stijf thermoplastisch polyurethaan (ETPU) en hogetemperatuurharsen zoals polyetheretherketon (PEEK), polyftalamide (PPA) en polyamide.Etherimide (PEI) enz. Hoewel elk thermoplastisch materiaal kan worden versterkt met vezels, bieden slechts enkele betere prestaties omdat ze beter zijn versterkt.Om precies te zijn: semi-kristallijne harsen worden beter versterkt door vezels dan amorfe harsen, wat betekent dat hun stijfheid en sterkte nog meer toenemen.
Verwerkingspunten van met lange vezels versterkte materialen
Vergeleken met ongemodificeerde of korrelige, met poeder gevulde harsen, stelt het gieten van met lange vezels versterkte composieten bepaalde eisen aan mallen, poorten, gietapparatuur en onderdeelontwerp.Ook de processen waarmee deze materialen worden verwerkt, verschillen van die van kortevezelversterkte polymeren.
Zoals eerder vermeld is het behouden van de vezellengte de sleutel tot succes.Factoren die kunnen leiden tot verkorting van de vezellengte zijn onder meer hoge druk en schuifkracht van de injectieschroef, evenals scherpe hoeken in de mal en het runnersysteem.Om de vezellengte te behouden, zijn er 3 belangrijke verwerkingspunten waar u rekening mee moet houden:
1. Vormmateriaal en ontwerp
Hoewel lange vezels minder aan de mal slijten dan korte vezels omdat er minder naaldachtige vezeluiteinden zijn die de mal aantasten, is hetzelfde type vormstaal geschikt voor zowel lange als korte vezelversterkte polymeren, de meest voorkomende. is P20-vormstaal, dat continu meer dan 100.000 injecties kan weerstaan.Als een hogere duurzaamheid vereist is (meer dan 100.000 injectiecycli), zijn H13 chroommolybdeenstaal of A9 luchtgehard staal betere keuzes.Over het algemeen zijn geharde mallen de beste keuze voor het verwerken van vezelversterkte thermoplasten.Voor versleten mallen kunnen ze worden opgeknapt met behulp van galvanische technologie.Aluminium mallen kunnen zelfs worden gebruikt als er prototypes moeten worden gemaakt om het ontwerp te valideren.
2. Vormapparatuur
Met lange vezels versterkte thermoplastische kunststoffen kunnen worden verwerkt met behulp van standaard spuitgietapparatuur met slechts een paar niet-permanente aanpassingen om de vezellengte te behouden en hogere viscositeiten mogelijk te maken.Een lagedruk- of universele schroef met een terugslagring die vrije doorstroming aan de bovenkant mogelijk maakt, wordt aanbevolen.Mondstukken voor algemeen gebruik kunnen worden gebruikt, maar nylon mondstukken moeten worden vermeden omdat hun zandlopervorm (ontworpen om kwijlen te voorkomen) de doorstroming beperkt, schuifkracht veroorzaakt en vezelafscheiding veroorzaakt.Een andere tip om afschuiving te verminderen is het vermijden van ontwerpen met omgekeerde kegelvormige mondstukken.Over het algemeen vergemakkelijken grotere mondstukgaten (minimaal 5,6 mm) de doorgang van viskeuze, met vezels versterkte harsen.
Een goede vuistregel voor elke injectiemachine is om slechts 60-70% van het volume te injecteren.Een te grote shotgrootte verhoogt de resettijd, terwijl een te kleine shotgrootte betekent dat het materiaal langer in de loop blijft, wat mogelijk tot degradatie kan leiden.
3. Verwerkingsomstandigheden
Wat de verwerking betreft, is het belangrijk om twee problemen aan te pakken: kromtrekken en kruipen.Over het algemeen ondervinden lange vezelversterkte thermoplastische onderdelen minder kromtrekking dankorte streng glasvezelonderdelen omdat de wikkeling van het filament de differentiële krimp vermindert, maar spuitgegoten lange vezelonderdelen nog steeds vervormen, een reden hiervoor is dat de vezels langs de oriëntatie-uitlijning stromen, terwijl ze de sterkte van het onderdeel vergroten, wat tot anisotropie kan leiden.Om kromtrekken te voorkomen, kunnen alternatieve poortlocaties of onderdeelontwerpen worden gebruikt om overmatige vezeluitlijning te voorkomen in gebieden die geen hoge sterkte vereisen om structurele belastingen te weerstaan.
Behoud het voordeel van lange vezels
Succesvol gieten van met lange vezels versterkte composieten vereist enige aanpassing van de ontwerprichtlijnen en verwerkingsparameters die van toepassing zijn op niet-versterkte hars- en kortevezelverbindingen.Om het meeste uit langevezelversterkingen te halen (die meer kosten dan ongevulde materialen ofglasvezel gehakte strengenversterkingvanwege hun hoge prestaties) moeten gedurende het hele proces de beste praktijken worden gevolgd.Als lange vezels breken of niet goed uitgelijnd zijn als gevolg van onjuiste hantering, matrijsontwerp of opstelling van de apparatuur, zullen hun voordelen op het gebied van hoge sterkte en hoge taaiheid worden verminderd of zelfs verloren gaan.
#glazen rovings#korte glasvezels#1k koolstofvezeldoek#korte streng glasvezel#glasvezel gehakte strengenversterking
Posttijd: 21 oktober 2022