이든유리 로빙 or 짧은 유리 섬유, 프라임 유리 섬유 or 프레시오 피브라 데 카르보노열가소성 매트릭스에 첨가되는 목적은 기본적으로 폴리머의 기계적 및 구조적 특성을 향상시키는 것입니다.사출 성형용 열가소성 수지를 강화하는 두 가지 주요 방법에는 폴리머 매트릭스와 결합하는 방법부터 제공할 수 있는 성능 수준까지 많은 차이가 있으며, 한 가지 섬유 형태가 더 적합할 수 있습니다. 셰이퍼에서 짧은 섬유와 긴 섬유의 주요 차이점은 가공 정도입니다.
장섬유 강화 열가소성 수지 가공
장섬유 강화 열가소성 수지 가공의 주요 목표는 강도와 인성을 최적화하는 데 중요한 섬유 길이를 유지하는 것입니다.섬유 파손은 고분자 복합재의 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 궁극적으로 유리 섬유 실 사용의 이점을 무효화할 수 있습니다.부적절한 취급, 잘못된 툴링 및 부품 설계, 최적화되지 않은 처리 장비 또는 설정의 사용으로 인해 섬유가 파손될 수 있습니다.
잘게 잘린 섬유 강화 플라스틱과 달리 장섬유 강화 소재는 일반적으로 인발 성형으로 만들어집니다.이 과정에는 스트레칭이 포함됩니다.유리s 로빙특수 함침 다이를 통해 열가소성 수지를 함침시킨 후(수지가 섬유를 감싸고 결합할 수 있도록) 압출된 스트랜드를 펠릿으로 절단합니다. 펠렛의 섬유는 일반적으로 12mm입니다. 길고 전체 길이는 단방향 섬유 강화 기능을 제공합니다. 이 길이는 폴리머가 더 강한 섬유에 응력을 효율적으로 전달할 수 있도록 하는 데 중요합니다.
이러한 펠릿을 사출 성형에 사용하면 긴 섬유가 정렬되고 단단히 감겨져 강도와 인성을 제공하는 내부 골격을 형성합니다.단섬유 충전 재료와 비교하여 장섬유로 강화된 복합재료는 다음과 같습니다.유리 섬유 섬유또는 탄소 섬유는 더 높은 강도 대 중량 비율, 충격 인성, 더 긴 주기 피로 수명, 더 넓은 내열성 및 더 나은 치수 안정성을 제공합니다.
이러한 내구성 있는 소재는 금속에 필적하는 구조적 성능을 제공하면서도 금속보다 가볍고, 사출 성형의 가공 효율성 이점을 활용할 수 있습니다.1k 탄소 섬유 천강철보다 70% 더 가볍고 강철보다 가볍기 때문에 금속 대체재로서 특히 가치가 높습니다.알루미늄은 40% 더 가볍기 때문에 장섬유 강화 복합재는 자동차, 스포츠 용품, 항공우주, 소비재 및 산업 장비의 까다로운 부품을 제조하는 데 사용될 수 있습니다.일반적인 기본 수지에는 폴리아미드(PA 또는 나일론), 폴리프로필렌(PP), 경질 열가소성 폴리우레탄(ETPU) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리아미드와 같은 고온 수지가 포함됩니다.에테르이미드(PEI) 등. 모든 열가소성 물질은 섬유로 강화될 수 있지만 일부 열가소성 플라스틱은 더 잘 강화되어 더 높은 성능을 제공합니다.보다 정확하게는 반결정성 수지는 비결정성 수지보다 섬유로 강화되어 강성과 강도가 더욱 향상됩니다.
장섬유 강화재 가공 포인트
수정되지 않은 또는 입상 분말 충전 수지와 비교하여 장섬유 강화 복합재 성형에는 금형, 게이트, 성형 장비 및 부품 설계에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.이러한 재료를 가공하는 데 사용되는 공정도 단섬유 강화 폴리머의 공정과 다릅니다.
앞서 언급했듯이 섬유 길이를 유지하는 것이 성공의 열쇠입니다.섬유 길이 단축을 유발할 수 있는 요인으로는 높은 압력과 사출 스크류의 전단력, 금형 및 러너 시스템의 날카로운 모서리 등이 있습니다.섬유 길이를 유지하려면 알아야 할 3가지 주요 처리 지점이 있습니다.
1. 금형 재료 및 디자인
장섬유는 금형에 영향을 미치는 바늘 모양의 섬유 끝이 적기 때문에 단섬유보다 금형 마모가 적지만, 동일한 유형의 금형강이 장섬유 및 단섬유 강화 폴리머 모두에 적합하며, 가장 일반적입니다. 연속 10만회 이상의 사출에도 견딜 수 있는 P20금형강입니다.더 높은 내구성이 필요한 경우(사출 주기 100,000회 이상) H13 크롬 몰리브덴강 또는 A9 공기 경화강이 더 나은 선택입니다.일반적으로 경화 금형은 섬유 강화 열가소성 수지 가공에 가장 적합한 선택입니다.마모된 금형의 경우 전기도금 기술을 사용하여 보수할 수 있습니다.설계를 검증하기 위해 프로토타입을 제작해야 하는 경우에도 알루미늄 금형을 사용할 수 있습니다.
2. 성형 장비
장섬유 강화 열가소성 수지는 섬유 길이를 보존하고 더 높은 점도를 수용하기 위해 몇 가지 비영구적인 수정만으로 표준 사출 성형 장비를 사용하여 가공할 수 있습니다.상단에서 자유로운 흐름을 허용하는 역류 방지 링이 있는 저압 또는 범용 나사를 권장합니다.범용 노즐을 사용할 수 있지만 나일론 노즐은 모래시계 모양(흘림을 방지하도록 설계됨)으로 인해 흐름이 제한되고 전단이 발생하며 섬유 마모가 발생하므로 피해야 합니다.전단력을 줄이는 또 다른 팁은 역원추형 노즐 디자인을 피하는 것입니다.일반적으로 더 큰 노즐 구멍(최소 5.6mm)은 점성 섬유 강화 수지의 통과를 용이하게 합니다.
모든 사출기의 좋은 경험 법칙은 부피의 60-70%만 주입하는 것입니다.샷 크기가 너무 많으면 재설정 시간이 늘어나고, 샷 크기가 너무 작으면 재료가 배럴에 더 오랫동안 머물게 되어 품질이 저하될 수 있습니다.
3. 가공조건
가공에 관한 한, 뒤틀림과 크리프라는 두 가지 문제를 해결하는 것이 중요합니다.일반적으로 장섬유 강화 열가소성 부품은 일반 부품보다 뒤틀림이 적습니다.짧은 가닥 유리 섬유필라멘트를 감으면 수축 차이가 줄어들지만 사출 성형된 긴 섬유 부품은 여전히 변형됩니다. 한 가지 이유는 섬유가 방향 정렬을 따라 흐르면서 부품 강도가 향상되면서 이방성이 발생할 수 있기 때문입니다.뒤틀림을 방지하기 위해 대체 게이트 위치 또는 부품 설계를 사용하여 구조적 하중을 견디는 데 고강도가 필요하지 않은 영역에서 과도한 섬유 정렬을 방지할 수 있습니다.
장섬유의 장점을 살려라
장섬유 강화 복합재를 성공적으로 성형하려면 비강화 수지 및 단섬유 복합재에 적용할 수 있는 설계 지침과 가공 매개변수를 일부 수정해야 합니다.장섬유 보강재를 최대한 활용하려면(보충되지 않은 재료보다 비용이 많이 들거나유리 섬유 다진 가닥 보강성능이 높기 때문에) 프로세스 전반에 걸쳐 모범 사례를 따라야 합니다.잘못된 취급, 다이 설계 또는 장비 설정으로 인해 긴 섬유가 파손되거나 잘못 정렬된 경우, 섬유의 고강도 및 인성 이점이 감소되거나 심지어 상실됩니다.
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게시 시간: 2022년 10월 21일