ใช้เทอร์โมพลาสติกเทอร์โมเสริมแรงที่มีเส้นใยยาว (LFRTs) เพื่อใช้กับงานฉีดขึ้นรูปที่มีประสิทธิภาพสูง แม้ว่าเทคโนโลยี LFRT จะให้ความแข็งแรงความแข็งแรงและคุณสมบัติในการรับแรงกระแทกการประมวลผลของวัสดุนี้จะมีบทบาทสำคัญในการกำหนดว่าผลการปฏิบัติงานในขั้นตอนสุดท้ายจะบรรลุผลได้อย่างไร
เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการปรับรูปแบบ LFRT จำเป็นต้องเข้าใจลักษณะเฉพาะบางอย่างของพวกเขา การทำความเข้าใจเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง LFRT กับเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงได้ผลักดันการพัฒนาอุปกรณ์เทคโนโลยีการออกแบบและการประมวลผลเพื่อเพิ่มมูลค่าและศักยภาพของ LFRT
ความแตกต่างระหว่าง LFRT กับวัสดุคอมโพสิตเสริมใยแก้วสั้นที่หั่นเป็นชิ้นอยู่ในความยาวของเส้นใย ใน LFRT ความยาวของเส้นใยจะเท่ากับความยาวของเม็ด เนื่องจากส่วนใหญ่ LFRTs ผลิตโดย pultrusion แทนที่จะผสม ในการผลิต LFRT จะมีการดึงเชือกเส้นใยแก้วอย่างต่อเนื่องเป็นครั้งแรกก่อนที่จะนำไปเคลือบเพื่อเคลือบและชุบด้วยเรซิน หลังจากที่ออกมาจากตายแถบต่อเนื่องของพลาสติกเสริมจะถูกสับหรือเม็ดมักจะตัดความยาวของ 10 ~ 12mm ในทางตรงกันข้ามคอมโพสิตใยแก้วสั้นแบบธรรมดามีเพียงเส้นสับที่มีความยาว 3 ถึง 4 มม. ซึ่งจะลดความยาวลงเหลือน้อยกว่า 2 มม. ในเครื่องอัดรีดประเภทเฉือน
LFRT จัดทำขึ้นโดยกระบวนการ pultrusion ทำให้เคลือบด้ายใยแก้วแบบต่อเนื่องด้วยเรซินและตัดเป็นเม็ดยาว ๆ เส้นใยแก้วยาวเท่ากับความยาวของเม็ด
ความยาวของเส้นใยในเม็ด LFRT ช่วยปรับปรุงสมบัติเชิงกลของ LFRT - ทนต่อแรงกระแทกหรือความเหนี่ยวรั้งในการรักษาความแข็ง ตราบเท่าที่เส้นใยรักษาความยาวของพวกเขาในระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูปพวกเขาสร้างโครงกระดูกภายในที่มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตามกระบวนการขึ้นรูปที่ไม่ดีอาจทำให้ผลิตภัณฑ์เส้นใยยาวกลายเป็นวัสดุเส้นใยสั้นได้ ถ้าความยาวของเส้นใยถูกทำลายระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูปจะไม่สามารถได้รับสมรรถนะที่ต้องการ
รูปก่อนและหลังการสลายตัวด้วยความร้อนของชิ้นส่วนแม่พิมพ์ฉีด สีอ่อนคือโครงกระดูกภายในที่เกิดจากเส้นใยยาวหลังจากเรซินเผาผลาญและโครงกระดูกยังคงรูปทรงของชิ้นส่วนอยู่ เพื่อรักษาความยาวของเส้นใยระหว่างการปั้น LFRT มีสามประเด็นสำคัญที่ต้องคำนึงถึงคือเครื่องฉีดขึ้นรูปและการออกแบบชิ้นส่วนและเงื่อนไขการประมวลผล
01 ข้อควรระวังเกี่ยวกับอุปกรณ์
คำถามที่ถามบ่อยเกี่ยวกับกระบวนการแปรรูป LFRT คือว่าเราสามารถสร้างรูปร่างของวัสดุเหล่านี้ได้โดยใช้อุปกรณ์ฉีดขึ้นรูปที่มีอยู่ ในส่วนใหญ่ของกรณีอุปกรณ์สำหรับการขึ้นรูปคอมโพสิตเส้นใยหลักนอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการสร้างรูปแบบ LFRTs ในขณะที่ชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์ LFRT ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์หล่อลื่นลวดเย็บกระดาษทั่วไป แต่การปรับเปลี่ยนอุปกรณ์บางอย่างอาจดีกว่าเพื่อช่วยรักษาความยาวของเส้นใย
สกรูสากลที่มีส่วน "การป้อน - อัด - การวัดแสง" โดยทั่วไปเหมาะสมกับกระบวนการนี้และสามารถลดแรงเฉือนของเส้นใยได้โดยการลดอัตราส่วนการอัดของส่วนวัดแสง อัตราการบีบอัดส่วนวัดแสงประมาณ 2: 1 เป็นสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ LFRT การผลิตสกรูบาร์เรลและส่วนประกอบอื่น ๆ จากโลหะผสมพิเศษไม่จำเป็นต้องใช้เนื่องจาก LFRT สึกหรอไม่ใหญ่เท่ากับพลาสติกเทอร์โมพลาสติกที่ได้รับการห่อหุ้มด้วยใยแก้วทั่วไป
อุปกรณ์อีกชิ้นหนึ่งที่อาจได้รับประโยชน์จากการทบทวนการออกแบบคือปลายหัวฉีด วัสดุเทอร์โมพลาสติกบางตัวจะง่ายกว่ากับหัวฉีดรูปกรวยที่หดกลับซึ่งสร้างแรงเฉือนสูงในขณะที่วัสดุถูกฉีดเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตามปลายหัวฉีดนี้สามารถลดความยาวเส้นใยของเส้นใยยาวได้ ขอแนะนำให้ใช้หัวฉีด / วาล์วหัวฉีดชนิด "free flow" ที่ให้อิสระในการเข้าถึงเส้นใยยาวผ่านหัวฉีด นอกจากนี้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดและรูประตูควรมีขนาด 5.5mm (0.250 นิ้ว) หรือมากกว่าในขนาดหลวม ๆ และไม่มีขอบคม สิ่งสำคัญคือต้องทำความเข้าใจว่าวัสดุไหลผ่านอุปกรณ์ฉีดขึ้นรูปและที่ใดที่กำหนดว่าการตัดจะทำลายเส้นใย
02 ออกแบบชิ้นส่วนและแม่พิมพ์
ส่วนที่ดีและการออกแบบแม่พิมพ์ยังช่วยให้ความยาวเส้นใยของ LFRT ขจัดมุมที่คมชัดรอบขอบส่วนหนึ่งรวมถึงซี่โครงหัวหน้าและคุณสมบัติอื่น ๆ หลีกเลี่ยงความเครียดที่ไม่จำเป็นในส่วนที่เป็นแม่พิมพ์และลดการสึกหรอของเส้นใย ชิ้นส่วนควรจะได้รับการออกแบบผนังผนังหนาสม่ำเสมอ การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ของผนังทำให้การบรรจุและการวางเส้นใยที่ไม่ต้องการในส่วนที่ไม่สม่ำเสมอ หากจำเป็นต้องหนาหรือทินเนอร์ควรหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงความหนาของผนังอย่างฉับพลันเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดพื้นที่ที่มีแรงเฉือนสูงซึ่งอาจสร้างความเสียหายต่อเส้นใยและกลายเป็นแหล่งความเข้มข้นของความเค้น มักจะพยายามที่จะเปิดประตูในผนังหนาและไหลไปยังส่วนที่บางส่วนปลายบรรจุจะถูกเก็บไว้ในส่วนที่บาง แนวทางการออกแบบพลาสติกที่ดีโดยทั่วไปควรให้ความหนาผนังต่ำกว่า 4 มิลลิเมตร (0.160 นิ้ว) จะช่วยให้มีการไหลเวียนที่สม่ำเสมอสม่ำเสมอและลดความเป็นไปได้ที่จะเกิดความหดหู่และช่องว่าง สำหรับคอมเพล็กซ์ LFRT ความหนาของผนังที่เหมาะสมโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 3 มม. (0.120 นิ้ว) และความหนาขั้นต่ำ 2 มม. (0.080 นิ้ว) เมื่อความหนาของผนังน้อยกว่า 2 มม. ความน่าจะเป็นของการทำลายเส้นใยของวัสดุหลังจากป้อนแม่พิมพ์จะเพิ่มขึ้น
ชิ้นส่วนเป็นเพียงแง่มุมหนึ่งของการออกแบบและเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องคำนึงถึงวิธีการป้อนวัสดุลงในแม่พิมพ์ เมื่อวิ่งและประตูนำวัสดุไปสู่โพรงความล้มเหลวของเส้นใยที่สำคัญอาจเกิดขึ้นได้ในพื้นที่เหล่านี้โดยไม่มีการออกแบบที่เหมาะสม
เมื่อออกแบบแม่พิมพ์ที่ใช้ในการทำแม่พิมพ์สาร LFRT ตัววิ่งแบบเต็มรูปแบบจะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางต่ำสุด 5.5 มิลลิเมตร (0.250 นิ้ว) นอกเหนือจากการวิ่งแบบเต็มรูปแบบรูปแบบอื่น ๆ ของนักวิ่งจะมีมุมที่คมชัดพวกเขาจะเพิ่มความเครียดในระหว่างขั้นตอนการปั้นเพื่อบ่อนทำลายการเสริมแรงใยแก้ว สามารถใช้ระบบวิ่งร้อนกับนักวิ่งแบบเปิดได้ ความหนาขั้นต่ำของประตูควรเป็น 2 มม. (0.080 นิ้ว) ถ้าเป็นไปได้ให้หาประตูตามแนวขอบที่ไม่กีดขวางการไหลของวัสดุเข้าไปในโพรง การปั่นหมาดบนพื้นผิวชิ้นส่วนจะต้องหมุน 90 °เพื่อป้องกันการแตกของเส้นใยและลดคุณสมบัติทางกล สุดท้ายต้องให้ความสำคัญกับตำแหน่งของเส้นเชื่อมและวิธีการส่งผลต่อพื้นที่ภายใต้ภาระ (หรือความเครียด) เมื่อใช้ชิ้นส่วน สายฟิวชั่นควรจะย้ายไปยังพื้นที่ที่ระดับความเครียดคาดว่าจะลดลงตามรูปแบบที่เหมาะสมของประตู
Computer Filling Analysis สามารถช่วยตรวจสอบตำแหน่งของลิงก์ที่หลุดล่อนได้ การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด (FEA) สามารถใช้เพื่อเปรียบเทียบตำแหน่งของความเค้นสูงกับที่ตั้งของเส้นบรรจบกันตามที่กำหนดไว้ในระหว่างการวิเคราะห์การเติม ควรสังเกตว่าองค์ประกอบเหล่านี้และการออกแบบแม่พิมพ์เป็นเพียงข้อเสนอแนะ มีส่วนประกอบหลายอย่างที่มีผนังบาง ๆ มีความหนาของผนังที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่ละเอียดอ่อนหรือละเอียดซึ่งจะทำให้ได้สมรรถนะที่ดีด้วยวัสดุผสม LFRT อย่างไรก็ตามห่างไกลจากข้อเสนอเหล่านี้มีเวลาและความทุ่มเทมากขึ้นในการสร้างประโยชน์อย่างเต็มที่จากเทคโนโลยีใยยาว
03 การออกแบบการประมวลผล
เงื่อนไขในการประมวลผลเป็นกุญแจสู่ความสำเร็จของ LFRT ตราบเท่าที่มีการใช้เงื่อนไขการประมวลผลที่ถูกต้องคุณสามารถใช้เครื่องฉีดแบบเดิมและแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้อย่างถูกต้องสำหรับส่วนประกอบ LFRT ที่เตรียมไว้ กล่าวได้ว่าแม้ว่าจะมีอุปกรณ์ที่เหมาะสมและการออกแบบแม่พิมพ์ นี้ต้องเข้าใจเงื่อนไขที่เส้นใยจะพบในระหว่างขั้นตอนการขึ้นรูปและระบุพื้นที่ที่จะทำให้เกิดการตัดมากเกินไปของเส้นใย
ก่อนอื่นให้ตรวจสอบแรงดันย้อนกลับ แรงดันย้อนกลับสูงแนะนำแรงเฉือนที่สำคัญในวัสดุซึ่งจะช่วยลดความยาวเส้นใย พิจารณาว่าเริ่มจากศูนย์ backpressure และเพิ่มขึ้นเพียงเพื่อให้สกรูที่จะถอยกลับอย่างเท่าเทียมกันในระหว่างการให้อาหารความดันหลัง 1.5-2.5 บาร์ (20-50 psi) มักจะเพียงพอที่จะบรรลุอาหารที่สอดคล้อง
ความเร็วของสกรูสูงยังมีผลกระทบ ยิ่งสกรูหมุนเร็วเท่าไรก็ยิ่งมีแนวโน้มว่าวัสดุที่เป็นของแข็งและไม่ละลายจะเข้าสู่ส่วนการบีบอัดของสกรูทำให้เกิดความเสียหายของเส้นใย คล้ายกับข้อเสนอแนะสำหรับ backpressure ให้พยายามรักษาความเร็วในการหมุนที่ระดับต่ำสุดที่ต้องการเพื่อให้เสถียรภาพในการเติมสกรู ในการขึ้นรูปคอมเพล็กซ์ LFRT ความเร็วสกรู 30-70 r / min เป็นเรื่องปกติ
ในระหว่างการฉีดขึ้นรูปการหลอมเกิดขึ้นจากสองปัจจัยการโต้ตอบคือเฉือนและความร้อน เนื่องจากเป้าหมายคือการป้องกันความยาวของเส้นใยใน LFRT โดยการลดแรงเฉือนจึงจำเป็นต้องใช้ความร้อนมากขึ้น อุณหภูมิโดยทั่วไปของคอมโพสิต LFRT จะอยู่ที่ประมาณ 10 ถึง 30 องศาเซลเซียสขึ้นอยู่กับระบบเรซิน
อย่างไรก็ตามก่อนที่จะเพิ่มอุณหภูมิของถังให้พอดีกับความผันผวนของการกระจายอุณหภูมิของถัง โดยปกติอุณหภูมิของกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากวัสดุเคลื่อนย้ายจากถังไปยังหัวฉีด แต่สำหรับ LFRT ขอแนะนำให้มีอุณหภูมิที่สูงขึ้นที่ถัง การกระจายอุณหภูมิกลับทำให้นุ่มและละลายเม็ด LFRT ก่อนที่จะป้อนส่วนการบีบอัดแบบสกรูสูงเพื่ออำนวยความสะดวกในการรักษาความยาวของเส้นใย
ข้อความสุดท้ายเกี่ยวกับการประมวลผลเกี่ยวข้องกับการใช้วัสดุสำรอง การบดชิ้นส่วนแม่พิมพ์หรือหัวฉีดมักทำให้มีความยาวเส้นใยต่ำดังนั้นการเพิ่มวัสดุสำรองอาจส่งผลต่อความยาวเส้นใยโดยรวม เพื่อไม่ให้ลดสมบัติทางกลอย่างมากขอแนะนำให้คืนปริมาณสูงสุดของวัสดุเป็น 5% วัสดุรีไซเคิลจำนวนมากจะมีผลกระทบเชิงลบต่อสมบัติทางกลเช่นแรงกระแทก
