محیطهای زیر هود خودرو به موادی نیاز دارند که بتوانند استرس مکانیکی بالا، لرزش ثابت و دمای عملیاتی بالا را تحمل کنند. از لحاظ تاریخی، پلی آمید تقویت شده با الیاف شیشه کوتاه (PA6-GF30 یا نایلون 6 GF30) مشخصات پیش فرض برای فن ها و روکش های خنک کننده رادیاتور بوده است. با این حال، پلی آمید به دلیل وجود گروه های آمید قطبی در ستون فقرات پلیمری آن، بسیار آبدوست است. هنگامی که در معرض رطوبت زیاد محیط قرار میگیرید{9}}یک اتفاق رایج در طول تابستان در مناطقی مانند خاورمیانه، قطعات پلی آمیدی رطوبت را جذب میکنند که منجر به کاهش فاجعهبار 40 درصدی مدول کشش و تورم ابعادی قابلتوجه میشود.
راز ساختاری: اسکلت شیشه ای پیوسته 12 میلی متری
ترکیبات الیاف کوتاه{0} استاندارد (مانند PP GF30 یا PA6 GF30) از قطعات شیشه شکسته معمولاً کمتر از 1 میلی متر استفاده می کنند. در طول قالبگیری تزریقی، این خردههای کوتاه در جهت جریان قرار میگیرند و باعث ایجاد انقباض ناهمسانگرد شدید (جلوگیری) و مرزهای مکانیکی ضعیف میشوند.
در مقابل، LFT-G®گلوله ها به طول یکنواخت 12 میلی متر بریده می شوند. رشته های شیشه ای به طور مداوم در تمام طول گلوله حرکت می کنند. پس از قالب گیری، این الیاف بلند یک اسکلت تقویت کننده سه بعدی به هم پیوسته را در داخل قطعه تشکیل می دهند که بارهای مکانیکی را به طور یکنواخت توزیع می کند و از انتشار ترک جلوگیری می کند.
تأیید اطلاعات مواد: PP LGF30 در مقابل ترکیبات سنتی
نمایه دادههای فنی زیر LFT-G را مقایسه میکند®PP-LGF30-NG03 در برابر پلیآمید الیاف کوتاه- استاندارد (PA6-GF30) در حالت خشک و مرطوب (تهویهشده)، که پایداری ساختاری پلی پروپیلن فیبر بلند را برجسته میکند.
| خواص مکانیکی (معمولی) | استاندارد تست | PP LGF30 (خشک / مرطوب) | PA6 GF30 (وضعیت خشک) | PA6 GF30 (مرطوب / مطبوع) |
|---|---|---|---|---|
| چگالی (g/cm³) | ISO 1183 | 1.15 (ثابت) | 1.36 | 1.36 |
| جذب آب (%) | ISO 62 | < 0.01% | 1.8% | 6.5% - 8.5% (حداکثر اشباع) |
| مقاومت کششی (MPa) | ISO 527 | 115 | 175 | 100 (43% کاهش) |
| مدول کششی (MPa) | ISO 527 | 7200 (ثابت) | 9,500 | 5500 (42 درصد کاهش) |
| بریدگی Izod Impact (kJ/m²) | ISO 180 | 35.0 | 11.0 | 13.0 |
| محدوده انقباض قالب (%) | ISO 294-4 | 0.15% - 0.30% (ایزوتروپیک) | 0.35% - 0.85% | 0.45% - 1.20% (تابه ناهمسانگرد) |
مطالعه موردی اثبات شده میدانی: ارتقاء کفن خنک کننده خودرو خاورمیانه
چالش
یک تامینکننده قطعات خودرو ردیف- در خاورمیانه با خرابیهای ساختاری مزمن با پوششهای فن خنککننده رادیاتور مواجه شد. اجزای اصلی که با استفاده از پلی آمید الیاف کوتاه استاندارد (PA6-GF30) قالبگیری شدهاند، رطوبت محیط را در شرایط تابستانی بسیار مرطوب جذب میکنند. این جذب رطوبت استحکام مواد را تا بیش از 40 درصد کاهش داد و باعث تاب برداشتن و افتادگی کفن شد. در نتیجه، تیغههای فن با محفظه پوشش تداخل پیدا کردند که منجر به قفل شدن موتور، نشت مایع خنککننده و ادعاهای گرانقیمت گارانتی شد.
راه حل
تیم مهندسی انتخاب شدLFT-G®PP-LGF30-NG03(یک ترکیب پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه بلند 30٪) به عنوان جایگزینی-. از آنجا که PP یک پلی اولفین آبگریز است، شاخص جذب رطوبت آن نزدیک به-صفر است.<0.05%). The long glass fiber skeleton formed an internal interlocking structural matrix, preserving high rigidity, structural shape, and torsional stiffness under high thermal loads up to 120°C without any warping.
نتایج
- تاب و تورم صفر:جذب رطوبت جزء به زیر 0.05% کاهش یافت و فاصله ابعادی را حفظ کرد.
- 15% کاهش وزن:چگالی کمتر PP (1.15 گرم در سانتیمتر مکعب در مقابل 1.36 گرم در سانتیمتر مکعب PA6) به سبکوزن خودرو کمک میکند.
- 25% کاهش هزینه:زمانهای چرخه کوتاهتر و حذف انرژی-پیش خشککردن فشرده مورد نیاز برای ترکیبات نایلونی، هزینههای تولید را کاهش میدهد.
- قابلیت اطمینان اثبات شده:شکست میدانی صفر بیش از 24 ماه خدمت در آب و هوای بیابانی شدید خاورمیانه ثبت شد.
دستورالعملهای قالبگیری تزریقی برای LFT-G®PP LGF30
پردازش ترموپلاستیک الیاف بلند نیاز به پیکربندی ماشین خاصی دارد تا از تخریب فیبر جلوگیری شود. برای محافظت از شبکه فیبر سه بعدی داخلی باید از نیروهای برشی بالا اجتناب کرد. این سه قانون اصلی پردازش را برای عملکرد بهینه قطعه دنبال کنید:
انتخاب پیچ
از پیچ تزریق فشرده{0} کم (نسبت L/D 18:1 تا 22:1) با حداقل پرواز در عمق استفاده کنید. برای حفظ طول پیوسته فیبر، از حلقههای{6}}برشی بالا اجتناب کنید.
دمای ذوب و قالب
دمای ذوب را بین 200 تا 230 درجه حفظ کنید. دمای قالب باید بین 40 تا 70 درجه نگه داشته شود تا سطح بهینه و تنش داخلی کم تضمین شود.
فشار کم پشت
فشار برگشت را پایین نگه دارید (0.5 تا 1.5 MPa) و سرعت تزریق را متوسط نگه دارید. فشار برگشت بیش از حد الیاف را خرد می کند و ترکیب LFT شما را به ترکیب فیبر کوتاه تبدیل می کند.
