Semechas de vidro or fibras de vidro curtas, fibra de vidro nobre or preço fibra de carbonosão adicionados à matriz termoplástica, o objetivo é basicamente melhorar as propriedades mecânicas e estruturais do polímero.Existem muitas diferenças entre os dois principais métodos de reforço de termoplásticos para moldagem por injeção, desde como eles são combinados com a matriz polimérica, até o nível de desempenho que podem fornecer, e uma forma de fibra pode ser mais adequada. Para o modelador, a principal diferença entre fibras curtas e longas é o grau em que são processadas.
Processamento de termoplásticos reforçados com fibra longa
O principal objetivo do processamento de termoplásticos reforçados com fibras longas é manter o comprimento da fibra, o que é fundamental para otimizar a resistência e a tenacidade.A quebra da fibra pode ter um impacto negativo nas propriedades do compósito polimérico e pode, em última análise, anular os benefícios do uso de fios de fibra de vidro.O manuseio inadequado e o design de componentes e ferramentas defeituosos, ou o uso de equipamentos ou configurações de processamento não otimizados, podem levar à quebra da fibra.
Ao contrário dos plásticos reforçados com fibra picada, os materiais reforçados com fibra longa são geralmente feitos por pultrusão.O processo envolve alongamentovidros itineranteimpregnado com resina termoplástica através de uma matriz de impregnação especial (para que a resina possa envolver e unir as fibras) e, em seguida, cortar os fios extrudados em pellets, as fibras nos pellets são normalmente de 12 mm. O comprimento total apresenta reforço de fibra unidirecional , e esse comprimento é crítico para permitir que o polímero transfira eficientemente a tensão para fibras mais fortes.
Quando esses pellets são usados para moldagem por injeção, as fibras longas são alinhadas e firmemente enroladas para formar um esqueleto interno que proporciona resistência e tenacidade.Em comparação com materiais preenchidos com fibras curtas, os compósitos reforçados com fibras longas, sejam elesfibras de fibra de vidroou fibras de carbono, proporcionam maiores relações resistência-peso, resistência ao impacto, maior vida útil à fadiga cíclica e maior resistência ao calor e melhor estabilidade dimensional.
Esses materiais duráveis oferecem desempenho estrutural comparável ao metal, mas são mais leves que o metal e são capazes de aproveitar os benefícios de eficiência de processamento da moldagem por injeção.pano de fibra de carbono 1ksão particularmente valiosos como substitutos do metal porque são 70% mais leves que o aço e mais leves que o aço.O alumínio é 40% mais leve, portanto, compósitos reforçados com fibras longas podem ser usados para fabricar componentes exigentes nos setores automotivo, de artigos esportivos, aeroespacial, de bens de consumo e de equipamentos industriais.As resinas de base típicas incluem poliamida (PA ou náilon), polipropileno (PP), poliuretano termoplástico rígido (ETPU) e resinas de alta temperatura, como polieteretercetona (PEEK), poliftalamida (PPA) e poliamida.Éter imida (PEI) etc. Embora qualquer termoplástico possa ser reforçado com fibras, apenas alguns oferecem desempenho superior porque são melhor reforçados.Mais precisamente, as resinas semicristalinas são melhor reforçadas por fibras do que as resinas amorfas, o que significa que a sua rigidez e resistência aumentam ainda mais.
Pontos de Processamento de Materiais Reforçados com Fibra Longa
Em comparação com resinas não modificadas ou granulares com pó, a moldagem de compósitos reforçados com fibra longa tem certos requisitos em moldes, portas, equipamentos de moldagem e design de peças.Os processos utilizados para processar estes materiais também diferem daqueles dos polímeros reforçados com fibras curtas.
Conforme mencionado anteriormente, manter o comprimento da fibra é a chave para o sucesso.Os fatores que podem causar o encurtamento do comprimento da fibra incluem alta pressão e cisalhamento do parafuso de injeção, assim como cantos afiados no molde e no sistema de canais.Para manter o comprimento da fibra, há três pontos principais de processamento que você deve conhecer:
1. Material e design do molde
Embora as fibras longas desgastem menos no molde do que as fibras curtas porque há menos extremidades de fibra em forma de agulha que afetam o molde, o mesmo tipo de aço do molde é adequado tanto para polímeros reforçados com fibra longa quanto com fibra curta, o mais comum. é o aço para molde P20, que pode suportar mais de 100.000 injeções continuamente.Se for necessária maior durabilidade (acima de 100.000 ciclos de injeção), o aço cromo molibdênio H13 ou o aço temperado ao ar A9 são escolhas melhores.Em geral, os moldes endurecidos são a melhor escolha para o processamento de termoplásticos reforçados com fibra.Para moldes desgastados, eles podem ser reformados usando tecnologia de galvanoplastia.Moldes de alumínio podem até ser usados caso seja necessário produzir protótipos para validar o projeto.
2. Equipamento de formação
Termoplásticos reforçados com fibra longa podem ser processados usando equipamento padrão de moldagem por injeção com apenas algumas modificações não permanentes para preservar o comprimento da fibra e acomodar viscosidades mais altas.Recomenda-se um parafuso de baixa pressão ou de uso geral com um anel anti-retorno que permite fluxo livre na parte superior.Bicos de uso geral podem ser usados, mas bicos de náilon devem ser evitados porque seu formato de ampulheta (projetado para evitar baba) restringe o fluxo, cria cisalhamento e causa abrasão nas fibras.Outra dica para reduzir o cisalhamento é evitar designs de bicos de cone invertido.Em geral, furos maiores nos bicos (mínimo 5,6 mm) facilitam a passagem de resinas viscosas reforçadas com fibras.
Uma boa regra para qualquer máquina de injeção é injetar apenas 60-70% do volume.Um tamanho de tiro muito grande aumenta o tempo de reinicialização, enquanto um tamanho de tiro muito pequeno significa que o material permanece no cano por mais tempo, levando potencialmente à degradação.
3. Condições de processamento
No que diz respeito ao processamento, é importante abordar duas questões: empenamento e fluência.Em geral, as peças termoplásticas reforçadas com fibra longa sofrem menos empenamento do quefibra de vidro de fio curtopeças porque o enrolamento do filamento reduz o encolhimento diferencial, mas as peças de fibra longa moldadas por injeção ainda se deformam, uma das razões é que as fibras fluem ao longo do alinhamento de orientação, ao mesmo tempo que aumentam a resistência da peça, pode levar à anisotropia.Para evitar empenamento, locais alternativos de portas ou designs de peças podem ser usados para evitar o alinhamento excessivo das fibras em áreas que não exigem alta resistência para suportar cargas estruturais.
Mantenha a vantagem das fibras longas
A moldagem bem-sucedida de compósitos reforçados com fibras longas requer algumas modificações nas diretrizes de projeto e nos parâmetros de processamento aplicáveis à resina não reforçada e aos compostos de fibras curtas.Para aproveitar ao máximo os reforços de fibra longa (que custam mais do que materiais não preenchidos oureforço de fios picados de fibra de vidrodevido ao seu alto desempenho), as melhores práticas devem ser seguidas durante todo o processo.Se fibras longas forem quebradas ou desalinhadas devido ao manuseio incorreto, projeto da matriz ou configuração do equipamento, seus benefícios de alta resistência e tenacidade serão diminuídos ou até mesmo perdidos.
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Horário da postagem: 21 de outubro de 2022