סיבים ארוכים מחוזקים thermoplastics (LFRT) נמצאים בשימוש עבור הזרקת יישומים דפוס עם תכונות מכניות גבוהות. למרות הטכנולוגיה LFRT יכול לספק כוח טוב, נוקשות, תכונות השפעה, עיבוד של חומר זה ממלא תפקיד חשוב בקביעת כיצד החלק הסופי יכול לבצע.
על מנת לעצב בהצלחה LFRT, יש צורך להבין כמה תכונות ייחודיות שלהם. הבנת ההבדלים בין LFRT ו thermopollastics חיזוק קונבנציונלי יש מונע את הפיתוח של ציוד, עיצוב, עיבוד טכנולוגיות כדי למקסם את הערך והפוטנציאל של LFRT.
ההבדל בין LFRT מסורתי קצוץ, סיבי זכוכית קצרים חיזק מרוכבים טמון באורך של הסיבים. ב LFRT, אורך הסיב הוא זהה אורך גלולה. הסיבה לכך היא כי רוב LFRT של מיוצרים על ידי pultrusion ולא הרכבה סוג גזירה.
ב LFRT ייצור, גדילי רציפה של סיבי זכוכית סיבובים הם הראשון נמשך לתוך למות עבור ציפוי הספגה של שרף. לאחר היציאה מן הרצועות, רצועות רציף קצוצים או pelletized, בדרך כלל חותכים באורך של 10-12mm. לעומת זאת, מרוכבים סיבי זכוכית קצר מסורתי רק מכילים סיבים קצוץ כי הם 3 עד 4 מ"מ ארוך, ואורכם מופחת עוד יותר בדרך כלל פחות מ 2 מ"מ ב extruders סוג גזירה.
אורך הסיבים של כדורי LFRT מסייע לשפר את המאפיינים המכניים של LFRT - עמידות השפעה מוגברת או קשיחות תוך שמירה על נוקשות. כל עוד הסיבים נשמרים באורך במהלך תהליך דפוס, הם יהוו "שלד פנימי" מתן תכונות מכניות מעולה. עם זאת, תהליך דפוס רע יכול להפוך מוצרים סיבים ארוכים לתוך חומרי סיבים קצרים. אם אורך הסיבים נפגעת במהלך תהליך דפוס, לא ניתן להשיג את הרמה הנדרשת של ביצועים.
על מנת לשמור על אורך סיבים במהלך תהליך דפוס LFRT, ישנם שלושה היבטים חשובים שיש להביא בחשבון: הזרקת מכונת דפוס, חלק ועיצוב עובש, ותנאי העיבוד.
ראשית, אמצעי זהירות
שאלה אחת כי הוא שאל לעתים קרובות על עיבוד LFRT היא אם אנחנו יכולים להשתמש בציוד דפוס הזרקת הקיים לעצב את החומרים האלה. ברוב המכריע של המקרים, ציוד להרכיב סיבים מרוכבים סיבים יכול לשמש גם כדי ליצור LFRTs. למרות קצר טיפוסי ציוד דפוס סיבי הוא משביע רצון עבור רוב חלקי LFRT ומוצרים, כמה שינויים בציוד יכול לעזור טוב יותר לשמור על אורך סיבים.
בורג אוניברסלי עם טיפוסית "feed-compression-metering" סעיף מתאים מאוד עבור תהליך זה, וכן סיבים הרס גז יכול להיות מופחת על ידי הפחתת יחס דחיסה של metering סעיף. יחס דחיסה של 2: 1 מטר הוא אופטימלי עבור מוצרי LFRT. השימוש סגסוגות מתכת מיוחדים לייצור ברגים, חביות, וחלקים אחרים אינו הכרחי כי ללבוש LFRT הוא לא גדול כמו מסורתיים סיבי זכוכית קצוץ מחוזק thermoplastics.
מכשיר נוסף שעשוי להפיק תועלת מבדיקת התכנון הוא קצה הנחיר. חומרים תרמופלסטיים מסוימים קלים יותר למכונה עם קצה חרטום הפוך, אשר יוצר רמה גבוהה של גזירה כאשר החומר מוזרק לחלל עובש. עם זאת, טיפים כאלה זרבובית להפחית באופן משמעותי את אורך הסיבים של מרוכבים סיבים ארוכים. לכן מומלץ להשתמש קצה מחוררים קצה / שסתום הרכבה של 100% "זרימה חופשית" עיצוב המאפשר סיבים ארוכים לעבור בקלות את הזרבובית לתוך הרכיב.
בנוסף, בקוטר הזרבובית ובחור השער צריך להיות גודל רופף של 5.5 מ"מ (0.250 אינץ ') או יותר, ואין קצה חד. חשוב להבין איך החומר זורם דרך ציוד הזרקה דפוס כדי לקבוע היכן גזירה ישבור את הסיבים.
שנית, חלקים ועיצוב עובש
חלקים טובים ועיצוב עובש הם גם מועיל בשמירה על אורך הסיבים של LFRT. סילוק פינות חדות סביב חלק מהקצה (כולל צלעות, בוסים ותכונות אחרות) מונע מתח מיותר בחלק יצוק ומקטין ללבוש סיבים.
חלקים יהיו בעיצוב קיר נומינלי עם עובי דופן אחידה. שינויים גדולים יותר בעובי הקיר עלולים לגרום לאריזה לא עקבית ולאוריינטציה סיבית לא רצויה בחלק. איפה עובי חייב להיות עבה או מדלל, שינויים פתאומיים עובי הקיר יש להימנע כדי היווצרות של אזורים גזירה גבוהה שיכולים להזיק את הסיבים ולהיות המקור של ריכוז הלחץ. זה בדרך כלל ניסה לפתוח את השער בקיר עבה לזרום לחלק הדק, שמירה על סוף מילוי בחלק הדק.
העיקרון הכללי של עיצוב פלסטיק טוב מראה כי שמירה על עובי דופן של פחות מ 4 מ"מ (0.160 in) תקדם זרימה טובה ואחידה ולהפחית את האפשרות של כיורים וחללים. עבור תרכובות 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 סיבים שבירת לאחר כניסת עובש עולה.
חלקים הם רק היבט אחד של העיצוב, וכן חשוב לבחון כיצד החומר נכנס לתבנית. כאשר הרצים והשערים מנחים את החומר לתוך החלל, כמות גדולה של נזק סיבים יכול להתרחש באזורים אלה אם לא תוכנן כראוי.
בעת תכנון עובש להרכבת מתחם LFRT, הרץ המלא לרדיוס אופטימלי עם קוטר מינימלי של 5.5 מ"מ (0.250 אינץ '). בנוסף לערוץ מלא, כל צורה אחרת של ערוץ זרימה תהיה פינות חדות, אשר יגביר את הלחץ במהלך תהליך להרכיב ולהשמיד את האפקט חיזוק של סיבי זכוכית. מערכות רץ חם עם רצים פתוחים מקובלים.
עובי המינימום של השער צריך להיות 2mm (0.080in). אם אפשר, למקם את השער לאורך קצה זה לא לחסום את זרימת החומר לתוך חלל. השער על פני השטח של החלק יהיה צורך להסתובב 90 ° כדי למנוע התחלת שבירת סיבים לשפל תכונות מכניות.
לבסוף, לשים לב למיקום של קווי היתוך וכיצד הם משפיעים על האזור שבו חלקים חשופים לטעון (או מתח) בעת שימוש. קו ההיתוך צריך להיות מועבר לאזור שבו רמת הלחץ צפויה להיות נמוכה יותר על ידי פריסה רציונלית של השער.
מחשב מילוי ניתוח יכול לעזור לקבוע היכן אלה קווי היתוך יהיה ממוקם. ניתוח מבני אלמנטים סופיים (FEA) ניתן להשתמש כדי להשוות את המיקום של מתח גבוה ואת המיקום של קו מפגש כפי שנקבע ניתוח מילוי.
יש לציין כי חלקים אלה עיצובים עובש הם רק המלצות. ישנן דוגמאות רבות של רכיבים בעלי קירות דקים, וריאציות עובי דופן, ותכונות עדינות או עדינות המשתמשות בתרכובות LFRT כדי להשיג ביצועים טובים. עם זאת, ככל שמדובר בהמלצות אלו, כך ייקח יותר זמן ומאמץ כדי להבטיח את מלוא היתרונות של טכנולוגיית סיבים ארוכים.
שלישית, עיבוד התנאים
תנאי העיבוד הם המפתח להצלחה של LFRT. כל עוד נעשה שימוש בתנאי העיבוד הנכונים, ניתן להשתמש במכונת הזרקת תכליתה כללית ותבנית מתוכננת כראוי להכנת חלקי LFRT. במילים אחרות, אפילו עם הציוד המתאים ועיצוב עובש, אורך סיב עלול לסבול אם תנאי העיבוד לקויים משמשים. זה דורש הבנה מה סיבים ייתקל במהלך תהליך דפוס וזיהוי אזורים שיגרום גזירה סיבים מוגזמת.
ראשית, לפקח על הלחץ האחורי. לחץ גב גבוה מציג כוח גזירה גדול על החומר כי יקטין את אורך הסיבים. בהתחשב בלחץ חזרה אפס ורק הגדלתו עד בורג הוא נסוג באופן שווה במהלך תהליך האכלה, באמצעות הלחץ האחורי של 1.5 עד 2.5 בר (20 עד 50 psi) הוא בדרך כלל מספיק כדי להשיג האכלה עקבית.
מהירות הבורג גבוהה יש גם השפעה שלילית. ככל שהבורג מסתובב מהר יותר, כך גדל הסיכוי שהחומר המוצק והבלתי ממוכן ייכנס לקטע דחיסת הבורג ויגרום נזק לסיבים. בדומה להמלצות ללחץ גב, יש לשמור אותו מהר ככל האפשר כדי לייצב את המינימום הנדרש כדי למלא את הבורג. כאשר דפוס תרכובות LFRT, מהירויות בורג של 30 עד 70 r / min נפוצים.
בתהליך ההזרקה, ההיתוך מתרחש באמצעות שני גורמים הפועלים יחד: גזירה וחום. כי המטרה היא להגן על אורך הסיבים של LFRT על ידי הפחתת גזירה, יותר חום יהיה צורך. על פי מערכת שרף, הטמפרטורה של תרכובת LFRT מעובד הוא בדרך כלל 10-30 מעלות צלזיוס גבוה יותר מזה של המתחם מעוצב קונבנציונלי.
עם זאת, לפני פשוט להעלות את הטמפרטורה לחבית כל הזמן, לשים לב להיפוך של טמפרטורת החבית. בדרך כלל, טמפרטורת החבית עולה ככל שהחומר עובר מהנקר אל הזרבובית, אך עבור LFRT מומלץ שהטמפרטורה תהיה גבוהה יותר בהופר. היפוך התפלגות הטמפרטורה מאפשר לכדורי LFRT להתרכך ולהמיס לפני הזנת החלק העליון דחיסה בורג גזירה, ובכך להקל על החזקת אורך סיבים.
