长纤维增强热塑性塑料如何成型?

长纤维增强热塑性塑料 (LFRT) 正用于具有高机械性能的注塑成型应用。虽然 LFRT 技术可以提供良好的强度、刚度和冲击性能,但这种材料的加工方法在决定最终零件可以达到什么样的性能方面起着重要作用。

为了成功塑造 LFRT,有必要了解它们的一些独特特性。了解 LFRT 与传统增强热塑性塑料之间的区别促进了设备、设计和加工技术的发展,以最大限度地发挥 LFRT 的价值和潜力。

LFRT 与传统的短切和短玻璃纤维增​​强复合材料的区别在于纤维的长度。在 LFRT 中,纤维的长度与颗粒的长度相同。这是因为大多数 LFRT 是通过拉挤成型而非剪切复合生产的。

在 LFRT 制造中,连续牵引玻璃纤维未加捻的粗纱首先被拉入模具中进行涂层和树脂浸渍。从模具中出来后,这种连续的增强塑料条被切碎或切粒,通常切成10~12mm的长度。相比之下,传统的短玻璃纤维复合材料仅包含长度为 3 至 4 毫米的短切纤维,在剪切挤出机中它们的长度将进一步减至 2 毫米以下。

注塑

LFRT 颗粒中的纤维长度有助于提高 LFRT 的机械性能——抗冲击性或韧性增加,同时保持刚度。只要纤维在成型过程中保持其长度,它们就会形成提供超高机械性能的“内部骨架”。然而,不良的成型工艺会使长纤维产品变成短纤维材料。如果在成型过程中纤维的长度受到影响,则不可能达到所需的性能水平。

为了在 LFRT 成型过程中保持纤维长度,需要考虑三个重要方面:注塑机、组件和模具设计以及加工条件。

一、设备注意事项

关于 LFRT 加工经常被问到的一个问题是:我们是否可以使用现有的注塑成型设备来成型这些材料。在大多数情况下,用于形成短纤维复合材料的设备也可用于形成 LFRT。虽然典型的短纤维模塑设备对大多数 LFRT 部件和产品来说都是令人满意的,但对设备进行一些修改可以更好地帮助保持纤维长度。

具有典型“进料-压缩-计量”段的通用螺杆非常适合该工艺,通过降低计量段的压缩比可以降低纤维的破坏性剪切。计量段的压缩比约为 2:1 是 LFRT 产品的最佳选择。不必使用特殊的金属合金来制造螺杆、机筒等零件,因为LFRT的磨损没有传统的短切玻璃纤维增​​强热塑性塑料那么大。

另一件可能受益于设计审查的设备是喷嘴头。一些热塑性材料使用倒锥形喷嘴尖端更容易加工,当材料被注入模具型腔时可以产生高度剪切。然而,这种喷嘴尖端可以显着减少长纤维复合材料的纤维长度。因此,建议使用具有 100%“自由流动”设计的带槽喷嘴头/阀组件,这样长纤维很容易通过喷嘴进入部件。

另外,喷嘴和浇口孔的直径应有5.5m的松散尺寸

m (0.250in) 或更大,并且不应有锐边。重要的是要了解材料如何流过注塑成型设备并确定剪切将在何处破坏纤维。

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发布时间:Oct-09-2021