Wie formt man langfaserverstärkte Thermoplaste?

Langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT) werden in Spritzgussanwendungen mit hohen mechanischen Eigenschaften eingesetzt.Obwohl die LFT-Technologie gute Festigkeits-, Steifigkeits- und Schlageigenschaften bieten kann, spielt die Verarbeitungsmethode dieses Materials eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Leistung, die das Endteil erreichen kann.

Um LFT erfolgreich zu formen, ist es notwendig, einige ihrer einzigartigen Eigenschaften zu verstehen.Das Verständnis des Unterschieds zwischen LFT und herkömmlichen verstärkten Thermoplasten hat die Entwicklung von Ausrüstung, Design und Verarbeitungstechnologie vorangetrieben, um den Wert und das Potenzial von LFT zu maximieren.

Der Unterschied zwischen LFT und herkömmlichen kurz geschnittenen und kurzglasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen besteht in der Länge der Faser.Bei LFT entspricht die Länge der Faser der Länge der Pellets.Dies liegt daran, dass die meisten LFTs durch Pultrusion und nicht durch Schercompoundieren hergestellt werden.

Bei der LFT-Herstellung ist das kontinuierliche Schleppen vonGlasfaserDer ungedrehte Roving wird zunächst zur Beschichtung in eine Matrize eingezogen und mit Harz imprägniert.Nach dem Verlassen der Matrize wird dieser durchgehende, verstärkte Kunststoffstreifen gehackt oder pelletiert, normalerweise auf eine Länge von 10 bis 12 mm.Im Gegensatz dazu enthalten herkömmliche Kurzglasfaserverbundwerkstoffe nur Schnittfasern mit einer Länge von 3 bis 4 mm, deren Länge im Scherextruder weiter auf weniger als 2 mm reduziert wird.

Die Faserlänge in LFRT-Pellets trägt dazu bei, die mechanischen Eigenschaften von LFRT zu verbessern – die Schlagfestigkeit oder Zähigkeit erhöht sich bei gleichzeitiger Beibehaltung der Steifigkeit.Solange die Fasern während des Formprozesses ihre Länge beibehalten, bilden sie ein „inneres Skelett“, das für extrem hohe mechanische Eigenschaften sorgt.Allerdings kann ein schlechter Formprozess aus langfaserigen Produkten Kurzfasermaterialien machen.Wenn die Länge der Faser während des Formprozesses beeinträchtigt wird, ist es unmöglich, das erforderliche Leistungsniveau zu erreichen.

Um die Faserlänge beim LFT-Formen beizubehalten, müssen drei wichtige Aspekte berücksichtigt werden: Spritzgießmaschine, Komponenten- und Formdesign sowie Verarbeitungsbedingungen.

1. Vorsichtsmaßnahmen für die Ausrüstung

Eine häufig gestellte Frage zur LFT-Verarbeitung lautet: Ist es für uns möglich, vorhandene Spritzgussanlagen zum Formen dieser Materialien zu verwenden?In den meisten Fällen können die zur Formung von Kurzfaserverbundwerkstoffen verwendeten Geräte auch zur Formung von LFT verwendet werden.Obwohl typische Kurzfaserformanlagen für die meisten LFRT-Komponenten und -Produkte zufriedenstellend sind, können einige Modifikationen der Ausrüstung dazu beitragen, die Faserlänge besser aufrechtzuerhalten.

Eine Allzweckschnecke mit einem typischen „Einspeise-Kompressions-Dosier“-Abschnitt ist für diesen Prozess sehr gut geeignet, und die zerstörerische Scherung der Faser kann durch Reduzierung des Kompressionsverhältnisses des Dosierabschnitts reduziert werden.Das Kompressionsverhältnis des Dosierabschnitts von etwa 2:1 ist das beste für LFT-Produkte.Für die Herstellung von Schnecken, Zylindern und anderen Teilen ist es nicht erforderlich, spezielle Metalllegierungen zu verwenden, da der Verschleiß von LFT nicht so groß ist wie der von herkömmlichen glasfaserverstärkten Thermoplasten.

Ein weiteres Gerät, das von einer Designüberprüfung profitieren könnte, ist die Düsenspitze.Einige thermoplastische Materialien lassen sich mit einer umgekehrt konischen Düsenspitze leichter verarbeiten, wodurch beim Einspritzen des Materials in den Formhohlraum ein hohes Maß an Scherung entstehen kann.Allerdings kann diese Düsenspitze die Faserlänge des Langfaserverbundwerkstoffs deutlich reduzieren.Daher wird empfohlen, eine gerillte Düsenspitze/Ventil-Baugruppe mit einem 100 % „Free Flow“-Design zu verwenden, das es langen Fasern erleichtert, durch die Düse und in das Teil zu gelangen.

Darüber hinaus sollte der Durchmesser der Düse und des Anschnittlochs eine lockere Größe von 5,5 m haben

m (0,250 Zoll) oder mehr und es sollten keine scharfen Kanten vorhanden sein.Es ist wichtig zu verstehen, wie das Material durch die Spritzgussanlage fließt, und zu bestimmen, wo die Scherung die Fasern bricht.

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