Introduktion af LGF TPU-materiale i GF TPU-feltet
Glasfiber-forstærket termoplastisk polyurethan (GF TPU) er et høj-kompositmateriale, der genialt kombinerer den fremragende elasticitet, slidstyrke og fleksibilitet af termoplastisk polyurethan (TPU) med den høje styrke, stivhed og dimensionsstabilitet af glasfibre (GF). Fremkomsten af dette materiale har betydeligt udvidet anvendelsesgrænserne for ingeniørplast, især under krævende forhold, hvor "stivhed og fleksibilitet" er påkrævet. GF TPU-komposit er nu ved at blive en nøgleløsning til at erstatte traditionelle metaller, gummi og anden teknisk plast.
Kort glasfiber (SGF) vs. lang glasfiber (LGF)
Dette er et vigtigt industrielt skel:
SGF TPU (kort glasfiber):Fiberlængden er normalt mindre end 1 mm. Den er nem at behandle og har en bedre overfladefinish, men ydeevneforbedringen er begrænset. Det forbedrer hovedsageligt stivheden.
LGF TPU (lang glasfiber):Fiberlængden kan holdes på 5 mm eller endda mere end 25 mm (i den endelige komponent). LGF danner en tredimensionel rammestruktur inde i komponenten, hvilket markant forbedrer slagstyrken (slagstyrke), krybemodstand (krybemodstand) og træthedsholdbarhed (træthedsholdbarhed). LGF TPU-materiale er hovedkraften til at opnå "metalsubstitution".
Hvad er GF TPU god til?
Enestående slagfasthed: Når komponenten udsættes for stød, kan denne tre-dimensionelle fiberramme sprede slagenergien til et større volumen til transmission og absorption og effektivt forhindre udvidelse af mikrorevner.
Fremragende anti-rustydeevne: Under langvarig-kontinuerlig belastning (såsom boltforspænding eller kontinuerlig belastning-lejer), kan LGF's fibermatrix effektivt "understøtte" hele strukturen, hvilket væsentligt hæmmer strømmen af polymermatrixen, hvilket gør det muligt for komponenten at bevare sin form og forbelastningskraft i lang tid.
Fremragende træthedsmodstand og holdbarhed: Når det udsættes for millioner af belastningscyklusser (såsom vibrationer, bøjning), kan LGF's fibernetværk effektivt hæmme initieringen og udbredelsen af udmattelsesrevner, hvilket gør det muligt for dets levetid at overskride levetiden for SGF-kompositmaterialer. Den er særdeles velegnet til dynamiske transmissionskomponenter eller vibrationsmiljøer.
Lavere vridning og højere dimensionsstabilitet: Selvom alle glasfibre reducerer den termiske ekspansionskoefficient (CLTE), låser de lange fibre i LGF sammen på en mere tredimensionel og tilfældig måde i formhulrummet, hvilket resulterer i lignende sammentrækningshastigheder i FD- og TD-retningerne. Dette reducerer komponentvridning betydeligt, hvilket gør den særligt velegnet til fremstilling af store og præcise strukturelle komponenter.
At skinne klart for forskellige industrier
Bilindustrien:
NVH og chassis: Motorophæng (motorbeslag), affjedringssystembøsninger, støddæmperdæksler, fjedervibrationsisolatorer.
Drivlinje og væsker: Transmissionskabelforbindelser, sensorhuse, brændstofsystemklemmer,-højtryksbrændstofrørsamlinger.
Struktur og indvendig/udvendig: Dørlåsaktuatorer, komponenter til luftaffjedringssystem, pneumatiske rørsamlinger til tunge-lastbiler.
Industriel produktion og automatisering:
Kraftige-komponenter: Kraftige-hjul (industrielle/medicinske), industrielle ruller, transportbåndsskrabere.
Kraftoverførsel: Koblinger, industrigear, pneumatiske gribere (Grippers).
Barske miljøer: Skærmnet til minedrift, komponenter til landbrugsmaskiner, hydrauliske tætninger og samlinger.
Elektronik og elektrisk:
Elværktøj: Indkapslingen af-avanceret elværktøj (især LGF TPU).
Kabler og konnektorer: Kapperne af robot- og automatiseringstransportørkabler samt høj-holdbarhed tilslutningshylstre.
Sport og fritid:
Skiudstyr: Spænder, sålplader og bagstøtter af alpine skistøvler.
Ubemandede fly og udstyr: Arm af ubemandet flyramme, landingsstel, strukturelle komponenter i sportskameraer.
LGF TPU: Udfordringer og kontrol med behandlingsteknikker
Helt kritisk: Tørring
TPU har en stærk hygroskopisk egenskab. Hvis fugten ikke fjernes tilstrækkeligt før forarbejdning, under smelteprocessen ved høje-temperaturer, vil fugten hydrolysere TPU-polymerkæderne, hvilket resulterer i:
Hydrolysenedbrydning: Molekylvægten falder, og de mekaniske egenskaber bliver alvorligt beskadiget.
Komponentdefekter: Der opstår bobler, og selv (i LGF TPU) kan fibrene være blotlagte. Derfor er det et obligatorisk procestrin at bruge en effektiv affugtningstørremaskine til adskillige timers fortørring-.
Slid og forskydning
Skrue slitage: Glasfiber er et meget slibende materiale. Ved bearbejdning af GF TPU sammensat harpiks skal der anvendes en hærdet skrue og en omvendt ventil (såsom en bimetallisk skrue); ellers vil produktionslinjens levetid være ekstremt kort.
Kontrolforskydning: Overdreven skruerotationshastighed og modtryk kan generere en stærk forskydningskraft, som er fatal i LGF TPU-kompositbehandling - det vil overdrevent forstyrre de lange fibre, hvilket får dem til at miste ydeevnefordelene ved LGF. Derfor skal et behandlingsvindue med "lav forskydning, lavt modtryk" anvendes.
Formdesign og injektion
Portdesign: Portens position og størrelse bestemmer direkte smeltefyldningsmønsteret, som igen bestemmer den endelige orientering af fibrene i komponenten (som tidligere nævnt er dette anisotropien). Korrekt formudluftning skal implementeres for at forhindre forbrænding eller utilstrækkelig fyldning forårsaget af indespærrede gasser (inklusive resterende fugt i materialet).
Overfladeudseende: GF TPU plastikpellet udviser ofte et "flydende fiber"-fænomen, hvilket resulterer i en ru overflade. Dette begrænser dets direkte påføring på komponenter i A-kvalitet og kræver normalt efter-sprøjtning eller brug af specielle modifikationer (såsom tilføjelse af overfladesmøremidler).
LGF TPU plastik pellet er et højkonstrueret materiale, langt fra at være en simpel "plastik tilsat glasfibre". Dens værdi ligger i en præcis balancering af stivhed, sejhed, dæmpning og holdbarhed. En grundig forståelse af de kemiske forskelle mellem polyester og polyether, mikrostrukturen af LGF/SGF, designbegrænsningerne forårsaget af anisotropi og de stringente forarbejdningsbetingelser er afgørende for, at virksomheder med succes kan bruge dette højtydende materiale som et alternativ til metaller, reducere omkostningerne og opnå produktinnovation.
