Xiamen LFT Composite Plastic Co., LTD se estableció en 2009, es un proveedor global de marca de materiales termoplásticos reforzados con fibra larga que integra investigación y desarrollo de productos (I + D), producción y comercialización de ventas. Nuestros productos LFT han pasado la certificación del sistema ISO9001 y 16949 y han obtenido muchas marcas comerciales y patentes nacionales, que cubren los campos de automoción, piezas militares y armas de fuego, aeroespacial, nuevas energías, equipos médicos, energía eólica, equipos deportivos, etc.

Los termoplásticos reforzados con fibra larga (LFRT) se utilizan para aplicaciones de moldeo por inyección de alto rendimiento mecánico. Si bien la tecnología LFRT proporciona buenas propiedades de resistencia, rigidez e impacto, la forma en que se procesa este material juega un papel importante para determinar qué propiedades se pueden lograr en la pieza final.

Para moldear con éxito los LFRT, es esencial comprender algunas de sus características únicas. Comprender las diferencias entre los LFRT y los termoplásticos reforzados convencionales ha impulsado el desarrollo de equipos, diseño y técnicas de procesamiento para maximizar el valor y el potencial de los LFRT.

La diferencia entre el LFRT y los compuestos reforzados con fibra de vidrio de corte corto convencional es la longitud de las fibras. En LFRT, la longitud de las fibras es la misma que la longitud de los gránulos. Esto se debe al hecho de que la mayoría de los LFRT se producen a través de un proceso de moldeo por pultrusión en lugar de una mezcla por cizallamiento.

En la fabricación de LFRT, las tiras continuas de mecha sin torcer de fibras de vidrio se introducen primero en un cabezal de matriz para el revestimiento y la impregnación de resina y, después de salir del cabezal de matriz, esta tira continua de plástico de refuerzo se corta o se peletiza, generalmente en longitudes de 10 a 12 mm. Por el contrario, los compuestos de fibra de vidrio cortos convencionales contienen solo fibras de corte corto de 3 a 4 mm de longitud, que se reducen aún más a menos de 2 mm en una extrusora de cizalla.

La longitud de la fibra en los gránulos LFRT ayuda a mejorar las propiedades mecánicas de LFRT: se aumenta la resistencia al impacto o la tenacidad mientras se mantiene la rigidez. Siempre que las fibras mantengan su longitud durante el proceso de moldeado, forman un "esqueleto interno" que proporciona excelentes propiedades mecánicas. Sin embargo, un proceso de moldeo deficiente puede convertir un producto de fibra larga en un material de fibra corta. Si la longitud de las fibras se ve comprometida durante el proceso de moldeo, no es posible lograr el nivel de rendimiento deseado.

Para mantener la longitud de la fibra durante el proceso de moldeo por LFRT, hay tres aspectos importantes a considerar: la máquina de moldeo por inyección, el diseño de la pieza y el molde y las condiciones de procesamiento.

I. Consideraciones sobre el equipo

Una pregunta frecuente sobre el procesamiento LFRT es si es posible moldear estos materiales con nuestro equipo de moldeo por inyección existente. En la mayoría de los casos, el equipo que se usa para moldear compuestos de fibra corta también se puede usar para moldear LFRT y, aunque el equipo de moldeo de fibra corta típico es adecuado para la mayoría de las piezas y productos LFRT, se pueden hacer algunas modificaciones al equipo para ayudar a mantener mejor la longitud de la fibra. .

Un tornillo de uso general con una sección típica de "dosificación de compresión de alimentación" es muy adecuado para este proceso, y el corte destructivo de la fibra se puede reducir al reducir la relación de compresión en la sección de medición. Una relación de compresión de medición de aproximadamente 2:1 es óptima para los productos LFRT. No es necesario fabricar tornillos, cilindros y otros componentes a partir de aleaciones metálicas especiales porque el LFRT no se desgasta tanto como los termoplásticos reforzados con fibra de vidrio de corte corto convencionales.

Otra pieza del equipo que podría beneficiarse de una revisión del diseño es la punta de la boquilla. Algunos materiales termoplásticos son más fáciles de procesar con una punta de boquilla cónica inversa que crea un alto grado de cizallamiento a medida que el material se inyecta en la cavidad del molde. Sin embargo, esta punta de boquilla puede reducir significativamente la longitud de fibra de los compuestos de fibra larga. Por lo tanto, se recomienda utilizar un conjunto de válvula/punta de boquilla ranurada con un diseño 100 % de "flujo libre", que permite que las fibras largas pasen fácilmente a través de la boquilla hacia la pieza.

Además, las boquillas y los orificios de las compuertas deben tener un diámetro generoso de 5,5 mm (0,250 in) o más y no deben tener bordes afilados. Es importante comprender cómo fluye el material a través del equipo de moldeo por inyección y determinar dónde romperá las fibras el corte.

II. Diseño de componentes y moldes

Un buen diseño de piezas y moldes también contribuye en gran medida a mantener la longitud de fibra de LFRT. La eliminación de las esquinas afiladas alrededor de los bordes de las piezas, incluidas las líneas de nervios, las lengüetas y otras características, evita tensiones innecesarias en la pieza moldeada y reduce el desgaste de las fibras.

Las piezas deben tener un diseño de pared nominal con espesor de pared uniforme y constante. Las grandes variaciones en el grosor de la pared pueden dar como resultado un relleno inconsistente y una orientación de fibra no deseada en la pieza. Cuando las piezas deban ser más gruesas o más delgadas, evite cambios repentinos en el grosor de la pared para evitar la formación de áreas de alto cizallamiento que pueden dañar las fibras y ser una fuente de concentración de tensión. Por lo general, intente abrir la compuerta en la pared más gruesa y fluya hacia la parte más delgada, manteniendo el extremo del relleno en la parte más delgada.

Los buenos principios genéricos de diseño de plásticos sugieren que mantener el espesor de la pared por debajo de 4 mm (0,160 pulg.) promoverá un buen flujo uniforme y reducirá la probabilidad de abolladuras y huecos. Para los compuestos LFRT, el grosor de pared óptimo suele ser de unos 3 mm (0,120 pulgadas), con un grosor mínimo de 2 mm (0,080 pulgadas). Con espesores de pared inferiores a 2 mm, el material tiene una mayor probabilidad de que sus fibras se rompan al entrar en el molde.

La pieza es solo un aspecto del diseño; también es importante considerar cómo entra el material en el molde. Cuando los corredores y las compuertas guían el material hacia la cavidad, se puede producir una cantidad significativa de rotura de fibras en estas áreas sin un diseño adecuado.

Al diseñar un molde para moldear compuestos LFRT, lo óptimo es un corredor completamente redondeado con un diámetro mínimo de 5,5 mm (0,250 in). Cualquier forma de corredor que no sea un corredor completamente redondeado tendrá esquinas afiladas y pueden dañar el refuerzo de fibra de vidrio al agregar tensión durante el proceso de moldeo. Los sistemas de canales calientes con compuertas abiertas son aceptables.

La puerta debe tener un grosor mínimo de 2 mm (0,080 in). Si es posible, ubique la compuerta a lo largo de un borde que no impida el flujo de material hacia la cavidad. Las compuertas en la superficie de la pieza deberán girarse 90° para evitar el inicio de roturas de fibras que degradarían las propiedades mecánicas.

Finalmente, es importante prestar atención a la posición de las líneas de fusión y saber cómo afectan las áreas que estarán sujetas a cargas (o tensiones) cuando se utilice la pieza. Las líneas de fusión deben moverse a áreas donde se espera que los niveles de tensión sean más bajos a través del diseño adecuado de la puerta.

El análisis computarizado de llenado de moldes puede ayudar a determinar dónde se colocarán estas líneas de fusión. El análisis de elementos finitos (FEA) estructural se puede utilizar para comparar las ubicaciones de las tensiones elevadas con las ubicaciones de las líneas de fusión identificadas en el análisis de llenado del molde.

Cabe señalar que estos diseños de piezas y moldes son solo recomendaciones. Hay muchos ejemplos de piezas con paredes delgadas, variaciones de espesor de pared y características delicadas o finas que utilizan complejos LFRT para lograr un buen rendimiento. Sin embargo, cuanto más se desvíe de estas recomendaciones, más tiempo y esfuerzo se necesitarán para garantizar que se obtengan todos los beneficios de la LFRT.

tercero Condiciones de procesamiento

Las condiciones de procesamiento son críticas para el éxito de LFRT. Con las condiciones de procesamiento adecuadas, es posible preparar buenas piezas LFRT utilizando una máquina de moldeo por inyección universal y un molde diseñado correctamente. En otras palabras, incluso con el equipo y el diseño del molde adecuados, la longitud de la fibra puede verse comprometida si se utilizan condiciones de procesamiento deficientes. Esto requiere una comprensión de lo que encontrarán las fibras durante el proceso de moldeo e identificar las áreas que causarán un corte excesivo de las fibras.

Primero, controle la contrapresión. La alta contrapresión introduce grandes fuerzas de corte en el material que reducirán la longitud de la fibra. Considerando comenzar con una contrapresión cero y solo aumentarla hasta el punto en que el tornillo regrese uniformemente durante la alimentación, una contrapresión de 1,5 a 2,5 bar (20 a 50 psi) suele ser suficiente para obtener una alimentación uniforme.

Las altas velocidades del tornillo también tienen un efecto perjudicial. Cuanto más rápido gire el tornillo, es más probable que los sólidos y el material sin fundir entren en la sección de compresión del tornillo y dañen la fibra. De manera similar a las recomendaciones para la contrapresión, la velocidad debe mantenerse lo más baja posible hasta el nivel mínimo requerido para estabilizar un tornillo lleno. Las velocidades de tornillo de 30 a 70 r/min son comunes cuando se moldean compuestos LFRT.

Durante el moldeo por inyección, la fusión ocurre a través de dos factores que actúan juntos: cizallamiento y calor. Debido a que el objetivo es preservar la longitud de las fibras en LFRT al reducir el corte, se requerirá más calor. Según el sistema de resina, la temperatura a la que se procesan los compuestos LFRT normalmente será de 10 a 30 °C más alta que la de los compuestos moldeados convencionales.

Sin embargo, antes de simplemente aumentar la temperatura del barril en todos los ámbitos, tenga en cuenta la distribución inversa de la temperatura del barril. Por lo general, las temperaturas del barril aumentan a medida que el material se mueve desde la tolva hasta la boquilla; sin embargo, para LFRT, se recomiendan temperaturas más altas en la tolva. La inversión de la distribución de temperatura hace que el gránulo LFRT se ablande y se derrita antes de que entre en la sección de compresión del tornillo de alto cizallamiento, lo que facilita la retención de la longitud de la fibra.

Una nota final sobre el procesamiento se relaciona con la utilización de material reutilizado. El rectificado de piezas moldeadas o bebederos generalmente da como resultado longitudes de fibra más bajas, por lo que la adición de material de reutilización puede afectar la longitud total de la fibra. Para no degradar significativamente las propiedades mecánicas, la cantidad máxima recomendada de material recuperado es del 5%. Mayores cantidades de recuperación pueden afectar negativamente las propiedades mecánicas, como la resistencia al impacto.