สภาพแวดล้อมในยานยนต์ภายใต้-นั้นต้องการวัสดุที่สามารถทนทานต่อความเค้นเชิงกลสูง การสั่นสะเทือนคงที่ และอุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้น ในอดีต โพลีเอไมด์เสริมใยแก้วแบบสั้น (PA6-GF30 หรือ Nylon 6 GF30) เป็นข้อกำหนดเริ่มต้นสำหรับพัดลมระบายความร้อนหม้อน้ำและผ้าห่อศพ อย่างไรก็ตาม โพลีเอไมด์มีคุณสมบัติที่ชอบน้ำสูงเนื่องจากมีกลุ่มโพลาร์เอไมด์ในแกนหลักของโพลีเมอร์ เมื่อสัมผัสกับความชื้นแวดล้อมสูง-เหตุการณ์ปกติในช่วงฤดูร้อนในภูมิภาคเช่นชิ้นส่วนโพลีเอไมด์ในตะวันออกกลางจะดูดซับความชื้น ส่งผลให้โมดูลัสแรงดึงลดลงถึง 40% และการบวมของมิติอย่างมีนัยสำคัญ
ความลับของโครงสร้าง: โครงกระดูกแก้วต่อเนื่องขนาด 12 มม
สารประกอบไฟเบอร์สั้น-มาตรฐาน (เช่น PP GF30 หรือ PA6 GF30) ใช้เศษกระจกที่แตกซึ่งโดยทั่วไปจะมีความยาวต่ำกว่า 1 มม. ในระหว่างการฉีดขึ้นรูป ชิ้นส่วนขนาดสั้นเหล่านี้จะหันไปในทิศทางการไหล ทำให้เกิดการหดตัวแบบแอนไอโซทรอปิกอย่างรุนแรง (การบิดเบี้ยว) และขอบเขตทางกลที่อ่อนแอ
ในทางตรงกันข้าม LFT-G®เม็ดถูกตัดให้มีความยาวสม่ำเสมอ 12 มม. เส้นใยแก้วจะทำงานอย่างต่อเนื่องตลอดความยาวของเม็ด เมื่อขึ้นรูปแล้ว เส้นใยยาวเหล่านี้จะก่อตัวเป็นโครงกระดูกเสริมความแข็งแรงแบบ 3 มิติที่เชื่อมต่อกันภายในชิ้นส่วน กระจายแรงทางกลอย่างสม่ำเสมอและป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว
การตรวจสอบข้อมูลวัสดุ: PP LGF30 กับสารประกอบแบบดั้งเดิม
โปรไฟล์ข้อมูลทางเทคนิคต่อไปนี้เปรียบเทียบ LFT-G®PP-LGF30-NG03 เทียบกับเส้นใยโพลีเอไมด์ใยสั้น-มาตรฐาน (PA6-GF30) ภายใต้สภาวะแห้งและเปียก (ปรับสภาพ) โดยเน้นความเสถียรทางโครงสร้างของโพลีโพรพีลีนเส้นใยยาว
| คุณสมบัติทางกล (ทั่วไป) | มาตรฐานการทดสอบ | PP LGF30 (แห้ง/เปียก) | PA6 GF30 (สถานะแห้ง) | PA6 GF30 (เปียก/ปรับอากาศ) |
|---|---|---|---|---|
| ความหนาแน่น (ก./ซม.) | ISO1183 | 1.15 (คงที่) | 1.36 | 1.36 |
| การดูดซึมน้ำ (%) | ISO62 | < 0.01% | 1.8% | 6.5% - 8.5% (ความอิ่มตัวสูงสุด) |
| ความต้านแรงดึง (MPa) | ISO 527 | 115 | 175 | 100 (ลดลง 43%) |
| โมดูลัสแรงดึง (MPa) | ISO 527 | 7,200 (คงที่) | 9,500 | 5,500 (ลดลง 42%) |
| ผลกระทบไอโซดที่มีรอยบาก (kJ/m²) | ISO180 | 35.0 | 11.0 | 13.0 |
| ช่วงการหดตัวของแม่พิมพ์ (%) | ISO 294-4 | 0.15% - 0.30% (ไอโซโทรปิก) | 0.35% - 0.85% | 0.45% - 1.20% (วาร์ปแบบแอนไอโซทรอปิก) |
กรณีศึกษาที่ได้รับการพิสูจน์แล้วภาคสนาม: การอัพเกรดผ้าห่อศพทำความเย็นสำหรับยานยนต์ในตะวันออกกลาง
ความท้าทาย
ซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนยานยนต์ระดับ-ระดับ 1 ในตะวันออกกลางประสบกับความล้มเหลวของโครงสร้างเรื้อรังด้วยแผ่นปิดพัดลมระบายความร้อนหม้อน้ำ ส่วนประกอบดั้งเดิมซึ่งขึ้นรูปโดยใช้ใยสังเคราะห์ใยสั้นมาตรฐาน (PA6-GF30) ดูดซับความชื้นโดยรอบภายใต้สภาพอากาศในฤดูร้อนที่มีความชื้นสูง การดูดซับความชื้นนี้ลดความแข็งแกร่งของวัสดุลงกว่า 40% ส่งผลให้ผ้าห่อศพบิดเบี้ยวและย้อย ผลที่ตามมาคือใบพัดลมไปรบกวนโครงผ้าห่อศพ ส่งผลให้เกิดการล็อคมอเตอร์อย่างรุนแรง สารหล่อเย็นรั่ว และการเรียกร้องการรับประกันที่มีค่าใช้จ่ายสูง
โซลูชั่น
ทางทีมวิศวกรได้คัดเลือกแอลเอฟที-ช®พีพี-LGF30-NG03(สารประกอบโพลีโพรพีลีนเสริมใยแก้วยาว 30%) เป็นการทดแทน{1}}แบบหยด เนื่องจาก PP เป็นโพลีโอเลฟินที่ไม่ชอบน้ำ ดัชนีการดูดซึมความชื้นจึงอยู่ใกล้-ศูนย์ (<0.05%). The long glass fiber skeleton formed an internal interlocking structural matrix, preserving high rigidity, structural shape, and torsional stiffness under high thermal loads up to 120°C without any warping.
ผลลัพธ์
- การบิดงอและบวมเป็นศูนย์:การดูดซับความชื้นของส่วนประกอบลดลงต่ำกว่า 0.05% โดยคงระยะห่างของมิติไว้
- ลดน้ำหนัก 15%:ความหนาแน่นที่ต่ำกว่าของ PP (1.15 ก./ซม.³ เทียบกับ 1.36 ก./ซม.ของ PA6) มีส่วนทำให้ยานพาหนะมีน้ำหนักเบา
- ลดต้นทุน 25%:รอบเวลาสั้นลงและการกำจัดพลังงาน-การอบแห้งก่อน-อย่างเข้มข้นที่จำเป็นสำหรับสารประกอบไนลอนช่วยลดต้นทุนการผลิต
- ความน่าเชื่อถือที่พิสูจน์แล้ว:ความล้มเหลวของภาคสนามเป็นศูนย์บันทึกไว้ตลอดระยะเวลา 24 เดือนของการให้บริการในสภาพอากาศทะเลทรายที่รุนแรงในตะวันออกกลาง
หลักเกณฑ์การฉีดขึ้นรูปสำหรับ LFT-G®พีพี LGF30
การแปรรูปเทอร์โมพลาสติกแบบเส้นใยยาวจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าเครื่องจักรเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของเส้นใย ต้องหลีกเลี่ยงแรงเฉือนสูงเพื่อปกป้องเครือข่ายไฟเบอร์ 3D ภายใน ปฏิบัติตามกฎการประมวลผลหลักสามข้อเหล่านี้เพื่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่เหมาะสมที่สุด:
การเลือกสกรู
ใช้สกรูฉีดอัดแรงต่ำ- (อัตราส่วน L/D 18:1 ถึง 22:1) โดยมีระยะความลึกขั้นต่ำ หลีกเลี่ยงแหวนตรวจสอบแรงเฉือนสูง-เพื่อรักษาความยาวของเส้นใยที่ต่อเนื่อง
อุณหภูมิหลอมและแม่พิมพ์
รักษาอุณหภูมิหลอมเหลวระหว่าง 200 องศา ถึง 230 องศา ควรรักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ไว้ระหว่าง 40 องศาถึง 70 องศา เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้ผิวสำเร็จที่เหมาะสมที่สุดและความเค้นภายในต่ำ
แรงดันย้อนกลับต่ำ
รักษาแรงดันต้านให้ต่ำ (0.5 ถึง 1.5 MPa) และความเร็วในการฉีดอยู่ในระดับปานกลาง แรงดันต้านที่มากเกินไปจะบดขยี้เส้นใย ทำให้สารประกอบ LFT ของคุณกลายเป็นสารประกอบเส้นใยสั้น
