Przedstawiamy materiał LGF TPU w polu GF TPU
Wzmocniony włóknem szklanym-Wzmocniony termoplastyczny poliuretan (GF TPU) to-wysokowydajny materiał kompozytowy, który w pomysłowy sposób łączy doskonałą elastyczność, odporność na zużycie i elastyczność termoplastycznego poliuretanu (TPU) z wysoką wytrzymałością, sztywnością i stabilnością wymiarową włókien szklanych (GF). Pojawienie się tego materiału znacznie rozszerzyło granice zastosowań konstrukcyjnych tworzyw sztucznych, szczególnie w wymagających warunkach, gdzie wymagana jest „sztywność i elastyczność”. Kompozyt GF TPU staje się obecnie kluczowym rozwiązaniem zastępującym tradycyjne metale, gumę i inne konstrukcyjne tworzywa sztuczne.
Krótkie włókno szklane (SGF) kontra długie włókno szklane (LGF)
Jest to ważny punkt wyróżniający branżę:
SGF TPU (krótkie włókno szklane):Długość włókna jest zwykle mniejsza niż 1 mm. Jest łatwy w obróbce i ma lepsze wykończenie powierzchni, ale poprawa wydajności jest ograniczona. Poprawia przede wszystkim sztywność.
LGF TPU (długie włókno szklane):Długość włókna można utrzymać na poziomie 5 mm lub nawet powyżej 25 mm (w komponencie końcowym). LGF tworzy-trójwymiarową strukturę wewnątrz komponentu, znacznie poprawiającą udarność (odporność na uderzenia), odporność na pełzanie (odporność na pełzanie) i trwałość zmęczeniową (trwałość zmęczeniowa). Materiał LGF TPU jest główną siłą pozwalającą uzyskać „zastąpienie metalu”.
Do czego służy GF TPU?
Wyjątkowa odporność na uderzenia: gdy element jest poddawany uderzeniu, ta-trójwymiarowa struktura z włókien może rozproszyć energię uderzenia do większej objętości w celu transmisji i absorpcji oraz skutecznie zapobiegać rozszerzaniu się mikropęknięć.
Doskonałe-działanie antykorozyjne: przy długotrwałych-ciągłych obciążeniach (takich jak wstępne napięcie śruby lub ciągłe obciążenie-łożyska) matryca włóknista LGF może skutecznie „podeprzeć” całą konstrukcję, znacznie hamując przepływ matrycy polimerowej, umożliwiając komponentowi zachowanie kształtu i siły napięcia wstępnego przez długi czas.
Wyjątkowa odporność i trwałość zmęczeniowa: poddana milionom cykli obciążeń (takich jak wibracje, zginanie) sieć włókien LGF może skutecznie hamować inicjację i propagację pęknięć zmęczeniowych, umożliwiając jej żywotność przekraczającą trwałość materiałów kompozytowych SGF. Doskonale nadaje się do dynamicznych elementów przekładni lub środowisk wibracyjnych.
Mniejsze wypaczenie i większa stabilność wymiarowa: chociaż wszystkie włókna szklane zmniejszają współczynnik rozszerzalności cieplnej (CLTE), długie włókna LGF zazębiają się w bardziej trójwymiarowy- sposób losowy w gnieździe formy, co skutkuje podobnym współczynnikiem skurczu w kierunkach FD i TD. To znacznie zmniejsza wypaczenia komponentów, dzięki czemu szczególnie nadaje się do produkcji dużych i precyzyjnych elementów konstrukcyjnych.
Aby jasno świecić dla różnych branż
Przemysł motoryzacyjny:
NVH i podwozie: mocowania silnika (wsporniki silnika), tuleje układu zawieszenia, osłony amortyzatorów, wibroizolatory sprężyn.
Układ napędowy i płyny: złącza kabli skrzyni biegów, obudowy czujników, zaciski układu paliwowego,-złączki wysokociśnieniowych przewodów paliwowych.
Konstrukcja i wnętrze/zewnętrze: siłowniki zamków drzwi, elementy układu zawieszenia pneumatycznego, pneumatyczne złącza rurowe do-ciężarówek o dużej ładowności.
Produkcja przemysłowa i automatyzacja:
Komponenty-do ciężkich zastosowań: kółka-do dużych obciążeń (przemysłowe/medyczne), rolki przemysłowe, zgarniaki taśm przenośnikowych.
Przenoszenie mocy: Sprzęgła, przekładnie przemysłowe, chwytaki pneumatyczne (Grippers).
Trudne warunki: siatki przesiewaczy górniczych, elementy maszyn rolniczych, uszczelnienia i przeguby hydrauliczne.
Elektronika i elektryka:
Elektronarzędzia: obudowy-najwyższej klasy elektronarzędzi (zwłaszcza LGF TPU).
Kable i złącza: osłony kabli robotów i przenośników automatycznych, a także osłony złączy o-wytrzymałości.
Sport i rozrywka:
Sprzęt narciarski: Klamry, podeszwy i tylne wsporniki butów do narciarstwa alpejskiego.
Bezzałogowe statki powietrzne i urządzenia: Ramię ramy bezzałogowego statku powietrznego, podwozie, elementy konstrukcyjne kamer sportowych.
LGF TPU: Wyzwania i kontrola technik przetwarzania
Absolutnie krytyczne: suszenie
TPU ma silne właściwości higroskopijne. Jeśli wilgoć nie zostanie odpowiednio usunięta przed przetwarzaniem, podczas-procesu topienia w wysokiej temperaturze wilgoć spowoduje hydrolizację łańcuchów polimeru TPU, co spowoduje:
Degradacja poprzez hydrolizę: masa cząsteczkowa spada, a właściwości mechaniczne ulegają poważnemu pogorszeniu.
Wady komponentów: Pojawiają się bąbelki, a nawet (w LGF TPU) włókna mogą być odsłonięte. Dlatego stosowanie wydajnej suszarki osuszającej przez kilka godzin-suszenia wstępnego jest obowiązkowym etapem procesu.
Nosić i ścinać
Zużycie śrub: Włókno szklane jest materiałem wysoce ściernym. Podczas obróbki żywicy złożonej GF TPU należy zastosować utwardzaną śrubę i zawór zwrotny (taki jak śruba bimetaliczna); w przeciwnym razie żywotność linii produkcyjnej będzie wyjątkowo krótka.
Kontroluj ścinanie: Nadmierna prędkość obrotowa śruby i przeciwciśnienie mogą generować dużą siłę ścinającą, która jest zabójcza w obróbce kompozytu LGF TPU - spowoduje nadmierne przerwanie długich włókien, powodując utratę przez nie zalet użytkowych LGF. Dlatego należy przyjąć okno przetwarzania „niskie ścinanie i niskie ciśnienie wsteczne”.
Projektowanie form i wtryskiwanie
Konstrukcja przewężki: Położenie i rozmiar przewężki bezpośrednio determinują wzór wypełnienia stopionym materiałem, co z kolei określa ostateczną orientację włókien w komponencie (jak wspomniano wcześniej, jest to anizotropia). Należy zastosować odpowiednią wentylację formy, aby zapobiec spaleniu lub niewystarczającemu wypełnieniu spowodowanemu uwięzionymi gazami (w tym resztkową wilgocią w materiale).
Wygląd powierzchni: Plastikowy granulat GF TPU często wykazuje zjawisko „pływającego włókna”, co skutkuje szorstką powierzchnią. Ogranicza to jego bezpośrednie zastosowanie na komponenty o wyglądzie klasy A-i zwykle wymaga-popryskania lub zastosowania specjalnych modyfikacji (takich jak dodanie smarów powierzchniowych).
Pellet z tworzywa sztucznego LGF TPU to wysoce zaawansowany technologicznie materiał, daleki od prostego „tworzywa sztucznego z dodatkiem włókien szklanych”. Jego wartość polega na precyzyjnym zrównoważeniu sztywności, wytrzymałości, tłumienia i trwałości. Dokładne zrozumienie różnic chemicznych między poliestrem i polieterem, mikrostruktury LGF/SGF, ograniczeń projektowych wynikających z anizotropii oraz rygorystycznych warunków przetwarzania ma kluczowe znaczenie dla przedsiębiorstw, aby z powodzeniem wykorzystywać ten-wydajny materiał jako alternatywę dla metali, obniżać koszty i wprowadzać innowacje produktowe.
Skontaktuj się z ekspertem materiałowym
