Prezentarea materialului LGF TPU în câmpul GF TPU
Poliuretanul termoplastic armat-fibră de sticlă (GF TPU) este un material compozit-de înaltă performanță care combină în mod ingenios elasticitatea excelentă, rezistența la uzură și flexibilitatea poliuretanului termoplastic (TPU) cu rezistența, rigiditatea și stabilitatea dimensională ridicată a fibrelor de sticlă (GF). Apariția acestui material a extins semnificativ limitele de aplicare ale materialelor plastice de inginerie, mai ales în condiții solicitante în care sunt necesare „rigiditate și flexibilitate”. Compozitul GF TPU devine acum o soluție cheie pentru a înlocui metalele tradiționale, cauciucul și alte materiale plastice de inginerie.
Fibră de sticlă scurtă (SGF) vs. Fibră de sticlă lungă (LGF)
Acesta este un punct de distincție important în industrie:
SGF TPU (fibră de sticlă scurtă):Lungimea fibrei este de obicei mai mică de 1 mm. Este ușor de prelucrat și are un finisaj mai bun al suprafeței, dar îmbunătățirea performanței este limitată. Îmbunătățește în principal rigiditatea.
LGF TPU (fibră lungă de sticlă):Lungimea fibrei poate fi menținută la 5 mm sau chiar mai mult de 25 mm (în componenta finală). LGF formează o structură de cadru tri-dimensională în interiorul componentei, îmbunătățind semnificativ rezistența la impact (rezistența la impact), rezistența la fluaj (rezistența la fluaj) și durabilitatea la oboseală (durabilitatea la oboseală). Materialul LGF TPU este principala forță pentru realizarea „înlocuirii metalelor”.
La ce este bun GF TPU?
Rezistență remarcabilă la impact: atunci când componenta este supusă la impact, acest cadru de fibre tri-dimensionale poate dispersa energia de impact într-un volum mai mare pentru transmitere și absorbție și poate preveni eficient expansiunea microfisurilor.
Performanță excelentă împotriva ruginii: sub sarcini continue pe termen lung (cum ar fi preîncărcarea șurubului sau rulmentul de încărcare continuă), matricea de fibre a LGF poate „susține” eficient întreaga structură, inhibând în mod semnificativ fluxul matricei polimerice, permițând componentei să-și mențină forma și forța de preîncărcare pentru o perioadă lungă de timp.
Rezistență la oboseală și durabilitate remarcabile: atunci când este supusă la milioane de cicluri de încărcare (cum ar fi vibrații, îndoire), rețeaua de fibre a LGF poate inhiba eficient inițierea și propagarea fisurilor de oboseală, permițând duratei sale de viață să o depășească pe cea a materialelor compozite SGF. Este foarte potrivit pentru componentele de transmisie dinamică sau medii cu vibrații.
Deformare mai scăzută și stabilitate dimensională mai mare: deși toate fibrele de sticlă reduc coeficientul de dilatare termică (CLTE), fibrele lungi ale LGF se intersectează într-un mod mai tri-dimensional și aleatoriu în cavitatea matriței, rezultând rate similare de contracție în direcțiile FD și TD. Acest lucru reduce semnificativ deformarea componentelor, făcându-l deosebit de potrivit pentru fabricarea de componente structurale mari și precise.
Pentru a străluci puternic pentru diverse industrii
Industria auto:
NVH și șasiu: Suporturi de motor (suporturi de motor), bucșe ale sistemului de suspensie, capace amortizoare, izolatoare de vibrații arc.
Grup motopropulsor și fluide: conectori pentru cablurile de transmisie, carcase pentru senzori, cleme pentru sistemul de alimentare cu combustibil, îmbinări pentru conducte de combustibil de înaltă presiune.
Structură și interior/exterior: dispozitive de acționare pentru blocarea ușilor, componente ale sistemului de suspensie pneumatică, îmbinări pneumatice pentru țevi pentru camioane grele-.
Producție industrială și automatizare:
Componente grele-: rotile pentru sarcini grele- (industriale/medicale), role industriale, raclete pentru benzi transportoare.
Transmisia puterii: Cuplaje, angrenaje industriale, prinderi pneumatice (Grippers).
Medii dure: plase de sită minier, componente de mașini agricole, etanșări hidraulice și îmbinări.
Electronică și electricitate:
Scule electrice: carcasele uneltelor electrice de ultimă generație-(în special LGF TPU).
Cabluri și conectori: mantaua cablurilor transportoare pentru robot și automatizare, precum și carcasele conectorilor cu durabilitate ridicată-.
Sport și agrement:
Echipament de schi: Catarame, talpi și suporturi din spate pentru clăpari de schi alpin.
Avioane și echipamente fără pilot: brațul cadrului aeronavei fără pilot, tren de aterizare, componente structurale ale camerelor sportive.
LGF TPU: provocări și control al tehnicilor de procesare
Absolut critic: uscare
TPU are o proprietate higroscopică puternică. Dacă umiditatea nu este îndepărtată în mod adecvat înainte de procesare, în timpul procesului de topire la-înaltă temperatură, umiditatea va hidroliza lanțurile de polimer TPU, rezultând în:
Degradarea prin hidroliză: greutatea moleculară scade, iar proprietățile mecanice sunt grav deteriorate.
Defecte ale componentelor: apar bule și chiar (în TPU LGF) fibrele pot fi expuse. Prin urmare, utilizarea unei mașini de uscare cu dezumidificare eficientă pentru câteva ore de pre-uscare este o etapă obligatorie a procesului.
Uzură și forfecare
Uzura șuruburilor: fibra de sticlă este un material foarte abraziv. La prelucrarea rășinii compuse GF TPU, trebuie utilizate un șurub întărit și o supapă inversă (cum ar fi un șurub bimetalic); în caz contrar, durata de viață a liniei de producție va fi extrem de scurtă.
Forfecare de control: viteza excesivă de rotație a șurubului și contrapresiunea pot genera o forță de forfecare puternică, care este fatală în procesarea compozitelor LGF TPU - va perturba excesiv fibrele lungi, determinându-le să piardă avantajele de performanță ale LGF. Prin urmare, trebuie adoptată o fereastră de procesare „forfecare scăzută, presiune scăzută”.
Design matriță și injecție
Designul porții: Poziția și dimensiunea porții determină direct modelul de umplere cu topitură, care, la rândul său, determină orientarea finală a fibrelor din componentă (așa cum sa menționat mai devreme, aceasta este anizotropia). Trebuie implementată o ventilație adecvată a matriței pentru a preveni arderea sau umplerea insuficientă cauzată de gazele captate (inclusiv umiditatea reziduală din material).
Aspectul suprafeței: Peleta de plastic GF TPU prezintă adesea un fenomen de „fibră plutitoare”, rezultând o suprafață aspră. Acest lucru limitează aplicarea sa directă asupra componentelor cu aspect de calitate A-și necesită, de obicei, post-pulverizare sau utilizarea unor modificări speciale (cum ar fi adăugarea de lubrifianți de suprafață).
Peleta de plastic LGF TPU este un material extrem de proiectat, departe de a fi un simplu „plastic cu fibre de sticlă adăugate”. Valoarea sa constă în echilibrarea precisă a rigidității, tenacității, amortizarii și durabilității. O înțelegere aprofundată a diferențelor chimice dintre poliester și polieter, microstructura LGF/SGF, constrângerile de proiectare cauzate de anizotropie și condițiile stricte de procesare este crucială pentru ca întreprinderile să utilizeze cu succes acest material de înaltă performanță ca alternativă la metale, să reducă costurile și să realizeze inovarea produselor.
Contactați expertul în materiale
