ארוך סיבים מחוזק thermoplastics (LFRTs) נמצאים בשימוש עבור ביצועים גבוהים הזרקת יישומים דפוס. למרות הטכנולוגיה LFRT מספק כוח טוב, נוקשות ותכונות השפעה, עיבוד של חומר זה ממלא תפקיד חשוב בקביעת מה הביצועים החלק הסופי יכול להשיג.
כדי להצליח לעצב LFRT, יש צורך להבין כמה מאפיינים ייחודיים שלהם. הבנת ההבדלים בין LFRT ו thermoplastics קונבנציונאלי חיזק יש מונע את הפיתוח של ציוד, עיצוב ועיבוד טכנולוגיות כדי למקסם את הערך והפוטנציאל של LFRT.
ההבדל בין LFRT מסורתי קצוץ, סיבי זכוכית קצרים חיזק מרוכבים טמון באורך של סיבים. ב LFRT, אורך הסיב הוא זהה אורך גלולה. הסיבה לכך היא כי רוב LFRTs מיוצרים על ידי pultrusion ולא רק הרכבה. בייצור LFRT, נגרר רציף של סיבי זכוכית משוטט הראשון נמשך לתוך למות להיות מצופה ספוג שרף. לאחר יוצא של למות, רצועת רציפה של פלסטיק חיזוק קצוץ או גלולה, בדרך כלל חותכים לאורך של 10 ~ 12mm. לעומת זאת, קונבנציונאלי סיבי זכוכית מרוכבים קצר מכילים רק גדילי קצוץ של 3 עד 4 מ"מ אורך, אשר מופחתים יותר באורך של פחות מ 2 מ"מ ב extruders סוג גזירה.
LFRT הוא בדרך כלל מוכן על ידי תהליך pultrusion, impregnating סיבי זכוכית רציפה צרורות עם שרף, ולאחר מכן חיתוך אותם לתוך כדורי ארוך. אורך סיבי זכוכית שווה אורך של גלולה.
אורך הסיבים של כדורי LFRT מסייע לשפר את המאפיינים המכניים של LFRT - התנגדות מוגברת ההשפעה או קשיחות תוך שמירה על קשיחות. כל עוד הסיבים לשמור על אורכם במהלך תהליך היווצרות, הם יוצרים "שלד פנימי" המספק תכונות מכניות מעולה. עם זאת, תהליך דפוס גרוע יכול להפוך מוצרים סיבים ארוכים לתוך חומרי סיבים קצרים. אם אורך הסיב נפגעת במהלך תהליך גיבוש, לא ניתן להשיג את רמת הביצועים הנדרשים.
איור לפני פירוק תרמי של חלקים יצוק יצוק. צבע האור הוא השלד הפנימי שנוצר על ידי סיבים ארוכים לאחר שרף שרף, ואת השלד שומר על הצורה של החלק. על מנת לשמור על אורך הסיבים במהלך דפוס LFRT, ישנם שלושה היבטים חשובים שיש להביא בחשבון: הזרקת מכונת דפוס, חלק ועיצוב עובש ותנאי העיבוד.
01 אמצעי זהירות
שאלה נפוצה על עיבוד LFRT הוא אם זה אפשרי עבורנו לעצב חומרים אלה באמצעות הזרקת ציוד דפוס הקיים. ברוב המכריע של המקרים, ציוד להרכיב סיבים מרוכבים סיבים יכול לשמש גם כדי לעצב LFRTs. בעוד ציוד סיבים אופייני סיבים הוא משביע רצון עבור רוב חלקי LFRT ומוצרים, כמה שינויים בציוד עשוי להיות טוב יותר כדי לשמור על אורך הסיבים.
בורג אוניברסלי עם טיפוסית "feed-compression-metering" סעיף מתאים באופן אידיאלי עבור תהליך זה, וכן סיבים הרס גזירה יכול להיות מופחת על ידי הפחתת יחס דחיסה של סעיף metering. המדד יחס דחיסה של כ 2: 1 הוא הטוב ביותר עבור מוצרים LFRT. ייצור של ברגים, חביות ורכיבים אחרים של סגסוגות מתכת מיוחדת אינו הכרחי כי ללבוש LFRT הוא לא גדול כמו סיבי זכוכית קצוץ קצוץ thermopollastics מחוזק.
עוד פיסת ציוד שעשויים להפיק תועלת ביקורת העיצוב הוא קצה זרבובית. חלק thermoplastics קל יותר עם קצה החרירי הפוך החריר שיוצר רמה גבוהה של גזירה כמו החומר מוזרק לתוך חלל עובש. עם זאת, קצה זה זרבובית יכול להפחית באופן משמעותי את אורך הסיבים של סיבים ארוכים מרוכבים. לכן מומלץ להשתמש 100% "זרימה חופשית" חריץ חריץ קצה / שסתום הרכבה המאפשר גישה קלה של סיבים ארוכים דרך הנחיר. בנוסף, קוטר החרירים וחורי השער צריך להיות 5.5 מ"מ (0.250in) או יותר בגודלם הרופף ואין להם קצוות חדים. חשוב להבין כיצד החומר זורם דרך ציוד הזרקה דפוס שבו נקבע כי גז ישבור את הסיבים.
02 חלקים ועיצוב עובש
חלק טוב עיצוב עובש גם עוזר לשמור על אורך סיב של LFRT. ביטול פינות חדות סביב חלק הקצה, כולל צלעות, בוסים, ותכונות אחרות, נמנע מתח מיותר בחלק יצוק ומקטין ללבוש סיבים. חלקים צריך להיות עובי דופן אחיד עיצוב הקיר נומינלי. שינויים גדולים יותר בעובי הקיר גורמים למילוי לא עקבי ולמכוון סיבים לא רצוי בחלק. איפה עבה או מדלל יש צורך, שינויים פתאומיים עובי הקיר יש להימנע כדי היווצרות של אזורים גזירה גבוהה שעלולה לגרום נזק סיבים ולהיות מקור של ריכוז הלחץ. בדרך כלל מנסים לפתוח את השער בקיר עבה יותר, ואת הזרימה לחלק הדק, בסוף מילוי נשמר בחלק הדק. המשותף טוב עיצוב הנחיות פלסטיק עולה כי שמירה על עובי הקיר מתחת 4 מ"מ (0.160 in) תקדם טוב, זרימה אחידה ולהפחית את האפשרות של דיכאון וחללים. עבור מתחמי LFRT, עובי הקיר האופטימלי הוא בדרך כלל סביב 3 מ"מ (0.120 אינץ ') ועובי המינימום הוא 2 מ"מ (0.080 אינץ'). כאשר עובי הקיר הוא פחות מ 2 מ"מ, ההסתברות של שבירה של סיב החומר לאחר הכניסה עובש הוא גדל.
חלקים הם רק היבט אחד של העיצוב חשוב גם לשקול איך החומר נכנס התבנית. כאשר רצים ושערים להוביל את החומר לתוך חלל, כמות משמעותית של כישלון סיבים יכול להתרחש באזורים אלה ללא תכנון נכון.
בעת עיצוב עובש המשמש לעצב תרכובות LFRT, רץ מלא פילה הוא הטוב ביותר, עם קוטר מינימלי של 5.5 מ"מ (0.250in). בנוסף רץ מלאה, כל צורה אחרת של רץ יהיה פינות חדות, הם יגדילו את הלחץ במהלך תהליך דפוס כדי לערער את חיזוק סיבי הזכוכית. מערכות רץ חם עם רצים פתוחים מקובלים. עובי המינימום של השער צריך להיות 2mm (0.080in). אם ניתן, לאתר את השער לאורך קצה זה לא לחסום את זרימת החומר לתוך חלל. Sprue על משטח חלק ידרשו 90 ° סיבוב כדי למנוע קרע של סיבים להפחית תכונות מכניות. לבסוף, לשים לב למיקום של קווי ריתוך וכיצד הם משפיעים על השטח תחת עומס (או מתח) כאשר החלק משמש. את קו ההיתוך יש להעביר לאזור שבו רמת הלחץ צפויה להיות נמוכה יותר על ידי פריסה סבירה של השער.
מחשב מילוי ניתוח יכול לעזור לקבוע היכן אלה קישורים fusible יהיה ממוקם. ניתוח אלמנטים מבניים סופיים (FEA) ניתן להשתמש כדי להשוות את המיקום של מתח גבוה עם המיקום של קו מפגש כפי שנקבע במהלך ניתוח מילוי. יצוין כי רכיבים אלה ועיצובים עובש הם רק הצעות. ישנן דוגמאות רבות של רכיבים בעלי קירות דקים, עובי דופן משתנים ותכונות עדינות או עדינות אשר משיגות ביצועים טובים עם מרוכבים LFRT. עם זאת, ככל רחוק יותר הצעות אלה, את הזמן ואת המאמץ מוקדש להבטיח את מלוא היתרונות של טכנולוגיית סיבים ארוך.
03 עיצוב עיבוד
תנאי העיבוד הם המפתח להצלחה של LFRT. כל עוד תנאי העיבוד הנכונים משמשים, ניתן להשתמש במכונות הזרקת קונבנציונאלי דפוס תבניות מוכן כראוי עבור רכיבי LFRT מוכן. במילים אחרות, גם עם הציוד המתאים ועיצוב עובש, אורך סיב יכול לסבול אם תנאי עיבוד גרועים משמשים. זה דורש להבין את התנאים כי סיבים ייתקל במהלך תהליך יצירת וזיהוי השטח שיגרום הגז מוגזם של סיבים.
ראשית, לפקח על הלחץ האחורי. לחץ גב גבוה מציג כוחות גזירה משמעותיים על החומר, אשר מקטין את אורך הסיבים. בהתחשב בכך החל מאפס backpressure ולהגדיל אותו רק כדי לאפשר את בורג לחזור באופן שווה במהלך האכלה, לחץ אחורי של 1.5-2.5 בר (20-50 psi) הוא בדרך כלל מספיק כדי להשיג עדכון עקבי.
מהירות הבורג גבוהה יש גם תופעות לוואי. ככל שהבורג מסתובב מהר יותר, כך גדל הסיכוי שהחומר המוצק והבלתי ממוכן ייכנס לקטע הדחיסה של הבורג ויגרום נזק לסיבים. בדומה להמלצות עבור backpressure, לנסות לשמור על מהירות סיבוב ברמה הנמוכה ביותר נדרש ביציבות למלא את הבורג. ביצירת מתחמי LFRT, במהירויות בורג של 30-70 r / min נפוצים.
במהלך דפוס ההזרקה, ההתכה מתרחשת באמצעות שני גורמים אינטראקציה: גזירה וחום. כי המטרה היא להגן על אורך הסיבים LFRT על ידי הפחתת גזירה, יותר חום יהיה צורך. בהתאם למערכת שרף, הטמפרטורה שבה מרוכבים LFRT מעובד הוא בדרך כלל 10 עד 30 מעלות צלזיוס גבוהה יותר מאשר תרכובות דפוס קונבנציונאלי.
עם זאת, לפני פשוט להגדיל את טמפרטורת הגליל לחלוטין, לשים לב להיפוך של טמפרטורת חבית. בדרך כלל, טמפרטורת החבית עולה ככל שהחומר עובר מהנקר אל הנחיר, אך עבור LFRT מומלץ לטמפרטורת חום גבוהה יותר. הפצה טמפרטורה הפוכה מרכך ונמס את כדורי LFRT לפני הכניסה גבוהה גזירה בורג קטע דחיסה, ובכך להקל על שימור אורך סיבים.
ההערה הסופית על עיבוד כרוכה בשימוש בחומר גיבוי. טחינה חלק יצוק או זרבובית בדרך כלל תוצאות אורך סיבים נמוך יותר, ולכן תוספת של חומר גיבוי יכול להשפיע על אורך הסיבים הכולל. על מנת לא להפחית באופן משמעותי את תכונות מכניות, מומלץ להחזיר את הסכום המקסימלי של החומר הוא 5%. כמות גבוהה יותר של חומר ממוחזר תהיה השפעה שלילית על תכונות מכניות כגון כוח ההשפעה.
