ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับวัสดุผสมเสริมเส้นใยยาว

คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยยาวหมายถึงเส้นใยเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงที่มีความยาวมากกว่า 10 มม. เส้นใยเสริมแรงถึงใยแก้ว คาร์บอนไฟเบอร์ และเส้นใยอื่น ๆ ส่วนใหญ่ พื้นผิวเรซินที่ใช้มากที่สุดคือ PP (โพลิโพรพิลีน) รองลงมาคือ PA (โพลิเอไมด์) อื่น ๆ เช่น เช่น PPS (โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์), TPU (โพลียูรีเทน) และเรซินอื่น ๆ ตามประเภทของเรซินที่มีการรักษาพื้นผิวไฟเบอร์ที่เหมาะสม จะได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

การเพิ่มวัสดุไฟเบอร์ลงในเรซินสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุโดยรวมได้อย่างมาก วัสดุผสมไฟเบอร์ดูดซับแรงภายนอกได้สามวิธี: การดึงไฟเบอร์ออก การทำลายไฟเบอร์ และการทำลายเรซิน ด้วยความยาวของไฟเบอร์ที่เพิ่มขึ้น การดึงไฟเบอร์ออกมาต้องใช้พลังงานมากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงความแข็งแรงของแรงกระแทก ในวัสดุคอมโพสิต ปลายไฟเบอร์มักเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าว และปลายไฟเบอร์ยาวมีจำนวนน้อย ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกด้วย เส้นใยยาวผสมพัน หมุนและโค้งงอเมื่อเติมแม่พิมพ์ แทนที่จะเรียงตามทิศทางการไหลเหมือนเส้นใยสั้นผสม ดังนั้น เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนขึ้นรูปเดียวกันของเส้นใยสั้นผสม ผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปผสมเส้นใยยาวมีไอโซโทรปีสูงกว่า ความเรียบดีกว่า และการบิดงอน้อยกว่า ดังนั้นขนาดจึงมีความเสถียรมากกว่า อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปทางความร้อนของเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยยาวยังสูงกว่าอุณหภูมิของเทอร์โมพลาสติกเสริมใยสั้นอีกด้วย ดังนั้น วัสดุผสมเส้นใยยาวจึงมีประสิทธิภาพดีกว่าวัสดุผสมเส้นใยสั้น และสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่ง แรงอัด แรงดัด และความต้านทานการคืบ เทอร์โมพลาสติกคอมโพสิตแบ่งออกเป็นเส้นใยเสริมแรงยาวและเส้นใยสั้นเสริมแรง

วิธีการคือการตัดวัสดุพรีเพกที่ได้จากการทำให้มีขึ้นด้วยการหลอมเพื่อให้ได้อนุภาคขนาด 6-10มม. ความยาวของอนุภาคจะสอดคล้องกับความยาวของเส้นใย และเส้นใยจะกระจายอย่างสม่ำเสมอในเรซิน เพื่อให้วัสดุมีความแข็งแรงและโมดูลัสแรงกระแทกสูง การบิดงอลดลง อัตราการหดตัวลดลง ความคงตัวของมิติเพิ่มขึ้น และความต้านทานต่อความล้าของผลิตภัณฑ์ดีขึ้น

อนุภาคสามารถถูกให้ความร้อนด้วยเครื่องฉีดพลาสติกและฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ จากนั้นให้ความร้อนและแรงดันในแม่พิมพ์ ตามประเภทของเทอร์โมพลาสติกเรซินและรูปร่างผลิตภัณฑ์ของวัสดุผสม อุณหภูมิ ความดัน และเวลาของพารามิเตอร์กระบวนการจะถูกปรับ วิธีการฉีดขึ้นรูปสามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ ซึ่งช่วยขยายขอบเขตการใช้งานได้อย่างมาก

วิธีการขึ้นรูปที่ง่ายที่สุดคือการนำพรีเพกเทอร์โมพลาสติกที่เสริมแรงด้วยไฟเบอร์ การซ้อนทับหลายชั้น วิธีการซ้อนทับคือสองชั้นที่อยู่ติดกัน 0/90 องศา จากนั้นในแผ่นกดสำหรับการกดร้อน เพื่อให้ได้แผ่นหรือรูปทรงง่ายๆ . วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการเตรียมแผ่นและแผ่น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการทำงาน สามารถใช้การรีดผ้าแบบม้วนคู่และสามม้วนสำหรับการขึ้นรูป

นอกจากนี้ แผ่นพรีเพกยังถูกตัดตามขนาดของแม่พิมพ์และถูกทำให้ร้อนในเตาให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่าการหลอมเรซิน จากนั้นจะถูกส่งเข้าสู่แม่พิมพ์กดเพื่อรีดร้อนอย่างรวดเร็วและเย็นลงเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ รอบการขึ้นรูปของวิธีนี้สั้น เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงความหนาและความหนาแน่นมาก รูปร่างที่ซับซ้อน เช่น นูน เว้า หรือเรเดียน และสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีชิ้นส่วนโลหะฝังอยู่ วิธีนี้มีการใช้พลังงานและต้นทุนการผลิตต่ำ แต่ประสิทธิภาพการผลิตสูง

วิธีนี้เป็นกระบวนการผลิตทั่วไปที่สามารถผลิตวัสดุคอมโพสิตได้อย่างต่อเนื่องและประหยัด เทคโนโลยีการขึ้นรูปแบบ Pultrusion เป็นกระบวนการผลิตอัตโนมัติอย่างต่อเนื่องสำหรับวัสดุผสมที่มีเส้นใยสูง ประสิทธิภาพสูง และต้นทุนต่ำ ในวิธีนี้ เส้นใยยาวจะถูกทำให้ชุ่มด้วยเรซิน จากนั้นผ่านแม่พิมพ์ขึ้นรูปที่มีรูปร่างหน้าตัด และทำให้แข็งตัวในแม่พิมพ์ จากนั้นผลิตภัณฑ์จะถูกดึงออกจากกระบวนการขึ้นรูปแม่พิมพ์ กระบวนการอัดรีดขึ้นรูปมีข้อดีดังต่อไปนี้: เช่น ความหนืดของเรซินสามารถปรับได้ตลอดเวลา ปริมาณเส้นใยอาจสูงถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ; ควบคุมกระบวนการผลิตอัตโนมัติ ประสิทธิภาพการผลิตสูง ความแข็งแรงตามยาวและตามขวางของผลิตภัณฑ์สามารถปรับได้ตามอำเภอใจเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ คุณภาพของผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพ การทำซ้ำได้ดี ความยาวสามารถตัดออกโดยพลการ ไม่มีของเสียจากมุมในการผลิต และผลิตภัณฑ์ไม่จำเป็นต้องมีการประมวลผลภายหลัง ดังนั้นจึงช่วยประหยัดแรงงาน วัสดุ และการใช้พลังงานเมื่อเทียบกับกระบวนการอื่นๆ

คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยยาวเป็นวัสดุโครงสร้างสามารถใช้ในอุตสาหกรรม พลเรือน ทหาร และสาขาอื่น ๆ ถูกนำไปใช้ในอวกาศ ยานยนต์ อุปกรณ์ไฟฟ้า การสื่อสาร อุปกรณ์กีฬา และสาขาอื่น ๆ

"การปกป้องสิ่งแวดล้อม การประหยัดพลังงาน และยานยนต์ที่มีน้ำหนักเบา" ส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการเตรียมคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยยาว การออกแบบส่วนประกอบ และการใช้งาน เทอร์โมพลาสติกคอมโพสิทเสริมแรงด้วยใยแก้วแบบยาวจากโพลีโพรพิลีน (PP) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนขั้วยานยนต์ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าร้อยละ 80 ของความต้องการวัสดุคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยแก้วชนิดยาวมาจากอุตสาหกรรมยานยนต์ (ชิ้นส่วนอะไหล่) ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์แบรนด์ยุโรป ความต้องการพิเศษของชิ้นส่วนรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงและความหลากหลายทำให้วัสดุคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยยาวมีตัวเลือกมากขึ้นสำหรับไฟเบอร์และเรซิน เทอร์โมพลาสติกคอมโพสิทเสริมใยยาวใช้ในส่วนต่อไปนี้: โมดูลส่วนหน้า แผงหน้าปัด โมดูลประตู ตัวถัง แผ่นด้านล่าง และชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนอื่นๆ รวมถึงชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่ได้จากกระบวนการฉีดขึ้นรูป ประตูและหน้าต่าง ตัวถัง แผ่นด้านล่าง เครื่องมือ และอื่นๆ หรือเป็นวัสดุลามิเนต เช่น แผ่นป้องกันแคร่และเพดานของตู้บรรทุก และการใช้วัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์ระดับไฮเอนด์หรือรถสปอร์ตและรถแข่งก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และแม้แต่รูปลักษณ์ของรถผสมคาร์บอนไฟเบอร์ทั้งคัน

การพัฒนารถไฟความเร็วสูงในประเทศจีนมีความต้องการคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยยาวมากขึ้น และประสิทธิภาพของชิ้นส่วนต่างๆ ก็แตกต่างกัน ซึ่งทำให้คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยยาวของรถไฟความเร็วสูงแสดงถึงการพัฒนาที่หลากหลายและมีสีสัน

เส้นใยประสิทธิภาพสูง เช่น อะรามิด น้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ ความแข็งแรงสูง และเส้นใยโพลีเอทิลีนโมดูลัสสูงและเส้นใยคาร์บอน จะถูกขึ้นรูปเป็นวัสดุคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติก ซึ่งสามารถใช้สำหรับเกราะป้องกันตัว หมวกนิรภัย และอื่นๆ คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมเส้นใยยาวและเรซินประสิทธิภาพสูงยังสามารถใช้ในรถถัง ยานเกราะ และชุดเกราะอื่นๆ

การบินมีความต้องการพิเศษสำหรับวัสดุขั้นสูงและประสิทธิภาพสูง และผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในสาขานี้มีความต้องการที่หลากหลายสำหรับวัสดุคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยยาว ซึ่งวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์มีความโดดเด่นมากที่สุด ไฟเบอร์คอมโพสิทถูกใช้อย่างแพร่หลายในจรวด มิสไซล์ และเครื่องบินความเร็วสูง เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นและยอดเยี่ยม ตัวอย่างเช่น การใช้วัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์และพลาสติกที่ผลิตในเครื่องบิน ดาวเทียม จรวด และยานอวกาศอื่นๆ ไม่เพียงแต่แรงขับขนาดใหญ่ เสียงเบาเท่านั้น และเนื่องจากน้ำหนักเบา ใช้พลังงานน้อยกว่า จึงช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้มาก

การใช้วัสดุคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยยาวในด้านวัสดุก่อสร้างคุณภาพสูงนั้นขึ้นอยู่กับแผ่นเป็นหลัก ส่วนใหญ่ใช้ PP เสริมใยแก้ว น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงเฉพาะสูง โมดูลัสเฉพาะ ต้านทานการกัดกร่อน ต้านทานน้ำได้ดี ง่ายต่อการ การใช้งาน, ต้นทุนต่ำ, ตัดได้ตามความต้องการ, สามารถติดตั้งด้วยสกรู, หมุดย้ำ, สามารถเชื่อมด้วยความร้อนและข้อดีอื่น ๆ, สามารถใช้เป็นแผ่นผนัง, แผ่นบุผนัง, และแม่แบบอาคาร. คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยยาวต่อเนื่องสามารถใช้ทำท่อพลาสติกคุณภาพสูงได้