长玻纤增强热塑性塑料注射成型技术

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热塑性复合材料成型工艺介绍

热塑性复合材料成型工艺介绍

热塑性复合材料成型工艺介绍热塑性复合材料是以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称,国外称FRTP(Fiber Rinforced Thermo Plastics)。

由于热塑性树脂和增强材料种类不同,其生产工艺和制成的复合材料性能差别很大。

从生产工艺角度分析,塑性复合材料分为短纤维增强复合材料和连续纤维增强复合材料两大类:(1)短纤维增强复合材料①注射成型工艺;②挤出成型工艺;③离心成型工艺。

(2)连续纤维增强及长纤维增强复合材料①预浸料模压成型;②片状模塑料冲压成型;③片状模塑料真空成型;④预浸纱缠绕成型;⑤拉挤成型。

热塑性复合材料的特殊性能如下:(1)密度小、强度高热塑性复合材料的密度为1.1~1.6g/cm3,仅为钢材的1/5~1/7,比热固性玻璃钢轻1/3~1/4。

它能够以较小的单位质量获得更高的机械强度。

一般来讲,不论是通用塑料还是工程塑料,用玻璃纤维增强后,都会获得较高的增强效果,提高强度应用档次。

(2)性能可设计性的自由度大热塑性复合材料的物理性能、化学性能、力学性能,都是通过合理选择原材料种类、配比、加工方法、纤维含量和铺层方式进行设计。

由于热塑性复合材料的基体材料种类比热固性复合材料多很多,因此,其选材设计的自由度也就大得多。

(3)热性能一般塑料的使用温度为50~100℃,用玻璃纤维增强后,可提高到100℃以上。

尼龙6的热变形温度为65℃,用30%玻纤增强后,热形温度可提高到190℃。

聚醚醚酮树脂的耐热性达220℃,用30%玻纤增强后,使用温度可提高到310℃,这样高的耐热性,热固性复合材料是达不到的。

热塑性复合材料的线膨胀系数比未增强的塑料低1/4~1/2,能够降低制品成型过程中的收缩率,提高制品尺寸精度。

其导热系数为0.3~0.36W(㎡·K),与热固性复合材料相似。

(4)耐化学腐蚀性复合材料的耐化学腐蚀性,主要由基体材料的性能决定,热塑性树脂的种类很多,每种树脂都有自己的防腐特点,因此,可以根据复合材料的使用环境和介质条件,对基体树脂进行优选,一般都能满足使用要求。

玻璃纤维增强塑料的制造工艺

玻璃纤维增强塑料的制造工艺

玻璃纤维增强塑料的制造工艺玻璃纤维增强塑料,简称GFRP,是指将玻璃纤维作为增强材料,与热塑性或热固性树脂合成材料。

GFRP 具有优异的机械性能,化学稳定性和优异的绝缘性能,在空间航天、汽车、电子、医疗等多个领域有广泛应用。

本文将介绍GFRP的制造工艺,主要包括玻璃纤维纺制、预浸料制备以及成型工艺等方面。

一、玻璃纤维纺制GFRP中的玻璃纤维通常采用E玻璃或S玻璃等类型,其中E玻璃纤维的拉伸模量较高,适用于高强度材料制造,而S玻璃纤维具有较高的抗碱性能,适用于酸碱介质中使用。

玻璃纤维的制备通常采用单体直接成纤法,即用石英砂等原材料熔炼过程中制成的玻璃流出炉体,绕制在旋转的机芯上,再通过拉伸半成品冷却、切断等工序制成单纤维。

该方法可以制备出单纤维直径小、拉伸性能好的玻璃纤维,适用于高性能材料制备。

二、预浸料制备预浸料是指将玻璃纤维与树脂预先混合,形成片状或卷状材料。

预浸料可分为热固性和热塑性两种类型,其中热固性预浸料由于固化后不能重塑,适用于制备各种复杂形状的材料,而热塑性预浸料则可以通过热加工方法再次加工成各种形状的材料。

热固性预浸料的制作方法通常包括四个阶段,即纤维表面涂胶、预储、浸胶以及保温固化。

其中浸胶过程中要充分浸润玻璃纤维表面,以确保与树脂充分结合,避免产生空气泡等缺陷。

热塑性预浸料的制备通常采用熔融混合法或称热溶法,即将树脂加热至熔态后加入到玻璃纤维中混合,再通过挤出、压塑等工艺制备成卷状或片状预浸料。

该方法成本较低,操作简便,适用于生产大批量、要求不太严格的GFRP材料。

三、成型工艺GFRP的成型工艺通常有压模成型、注塑成型、自动纺织成型等多种方式,其中压模成型可分为手模和自动模具两种类型。

手模压模成型通常适用于小批量、复杂结构的GFRP制品制造,其工艺流程包括模板制作、浸胶、铺复合材料、预压、热固化等多个步骤。

该方法操作灵活,但受工人技能水平影响较大。

自动模具压模成型工艺则适用于大批量、高精度的GFRP制品制造,该方法的步骤包括CAD设计模具、数控加工模具、材料铺设和预压等多个步骤。

长纤维注塑工艺

长纤维注塑工艺

长纤维注塑工艺
长纤维注塑工艺是一种用于生产高性能热塑性复合材料的成型技术,具有优异的力学性能和较低的成本。

长纤维注塑工艺主要包括以下几种类型:
1.GMT(Glass Mat Reinforced Thermoplastics):这是一种使用玻璃纤维毡和热塑性塑料薄膜
层压而成的半成品片材,通过模压成型来制造最终产品。

2.LFT-G(Long Fiber Thermoplastic Granules):这种方法涉及将长纤维与树脂结合成料粒,
然后进行注塑成型。

纤维长度通常在12毫米以上,以确保成品具有良好的机械强度。

3.LFT-D(Long Fiber Thermoplastic Direct):这是一种在线混炼注塑成型工艺,它将挤出机
的连续生产和注塑机的间歇生产结合在一起。

通过双螺杆配混的材料直接注入模具内,实现了多个工序、多种材料一次成型,降低了能耗,提高了效率,并减少了材料的热降解。

此外,长纤维增强聚丙烯(PP)部件通常由注塑长玻纤粒料制成。

一种新型一步式工艺可以将聚丙烯和玻璃纤维配混在一起,直接生产注塑部件。

总的来说,长纤维注塑工艺因其高效性和自动化程度高等优点,在制备长玻纤增强热塑性材料方面得到了广泛应用。

这种工艺不仅能够提高产品的机械性能,还能降低生产成本,因此在汽车、航空航天、体育器材等领域有着重要的应用价值。

玻纤增强PP注塑工艺研究

玻纤增强PP注塑工艺研究

玻纤增强PP注塑工艺研究(转载)纤维增强复合材料因其组成材料的种类、数量、纤维方向以及其他参数可以自由选择,因而重量轻,强度和刚度更高,且其性能优异且大范围可调,最近几十年来一直是科学研究和产业推广的重点课题。

作为其中的重要一种,玻璃纤维/热固性树脂复合材料已经以玻璃钢的身份在汽车、船舶、建材等领域取得了广泛的应用。

但玻璃纤维/热塑性树脂复合材料的研究和应用还不是很普遍。

这里以热塑性树脂聚丙烯为基体,制备玻璃纤维/聚丙烯复合材料,通过控制复合材料中玻璃纤维的含量、长度、偶联剂类型与用量等因素,结合注塑次数等注塑工艺的调整,研究了上述材料对短玻璃纤维/聚丙烯复合材料性能的影响。

制备了拉伸模量为1.75GPa,拉伸强度为31.99MPa的短玻璃纤维/聚丙烯复合材料。

这一材料有望成为汽车、船舶、航空航天等工业领域广泛应用的新材料。

1 实验部分1.1 原料聚丙烯(PP)H-T-022,兰州石化公司;玻璃纤维CFN24,上海中实玻璃纤维有限公司。

1.2 主要仪器及设备流变仪:XLY-Ⅱ型,吉林大学科教仪器厂;拉伸机:上海华龙测试仪器有限公司;熔体流动速率仪:XNR-400Z型,长春市长城实验机厂;塑料注射成型机:HY-350-F1,宁波海鹰塑料机械制造有限公司。

1.3 玻璃纤维增强塑料的制备1.3.1 玻璃纤维的制备将玻璃纤维布用剪刀剪成线状纤维,用硝酸浸泡并真空干燥后剪成5~7毫米的短纤维。

1.3.2 基体的制备选择PP为基体,用1、2、3次成型分别获得试样,然后再进行对比实验,选择最佳成型次数。

1.3.3 复合材料注塑成型1.3.4 性能测试方法①拉伸试验:对弯曲试样进行三点弯曲试验,使用电子万能试验机,按照国家标准GB1040-92执行,加载速度为20mm/mi n±10%;②冲击试验:对拉伸试样进行冲击试验,使用材料冲击能量试验机,按照国家标准GB/T3808-1995执行;③熔融指数的测定:热塑性塑料的熔体流动速率是热塑性塑料在一定温度和负荷下,熔体每10min通过标准口模的质量。

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料

科技成果——长纤维增强热塑性复合材料技术开发单位北京大学成果简介长纤维(玻璃纤维、碳纤维等)增强热塑性复合材料(Long Fiber reinforced Thermoplastics,LFT)是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型纤维增强树脂基复合材料,具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点,可以弥补常规短纤维增强热塑性塑料(SGRT)的许多不足和缺点。

该新材料在汽车、电子、家电、通讯、机械、化工、军工、体育器材、医疗器械等领域具有广泛应用,市场发展潜力巨大。

应用范围(1)汽车行业保险杠、车门板/自锁刹车系统、小轴和齿轮零件/汽车行李架与缓冲器/汽车蓄电池外壳/铁铝浇注件/轿车座椅骨架、仪表板、汽车椅背、换档器底座等。

(2)机电行业导流管扇叶和电机过滤器罩、风叶/同轴气缸离合器辅助件/高承载力、高扬程潜水电机、水泵/止推轴承、导轴承/机车导轨、真空泵、压缩机转子等。

(3)通讯、电子、电器行业高精度接插件、点火器零组件、线圈轴、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等。

打印机壳体、软盘传动系统、传真机壳体、风扇叶片、低压电器壳与内支架、电器开关壳、电脑外内支架壳体、电视机调谐器、电视机后盖、洗衣机内桶、烤面包箱底板、电热锅、电安斗把手等。

(4)化工防腐及医疗器械上的应用化工防腐设备、贮罐、管道、电镀槽部件、防腐地板、门窗构件、印染板架框、医疗器械非金属结构件等。

(5)建筑工程上应用LFT在建筑工程上主要用来制作建筑模版、装饰板、保温隔热件、隔音板等材料,大多采用GMT板状材料,用模压、真空模压成型等方法,主要使用材料为玻璃纤维(GF)增强工程塑料,比如GF/PP、GF/PVC、GF/PV、GF/PE等。

近几年来,作为混凝土增强用热塑性复合材料棒材发展很快,这类材料大多用拉挤、拉挤+模压(根压)、拉挤+缠绕等成形办法。

LFT-D介绍(精)

LFT-D介绍(精)

LFT主要构成形式示意图
长纤维的几种定义:
• • • • 纤维的长度>0.5mm 纤维的长径比L/Ф >100 纤维的长度为5-25mm 纤维的长度>10mm
玻纤长度对LFT机械性能的影响
LFT与短纤维增强热塑性复合材料相比的优点: • 纤维长度较长,明显提高制品的力学性能。 • 比刚度和比强度高,抗冲击性能好,特别适合汽 车部件的应用。 • 耐蠕变性能提高,尺寸稳定性好,部件成型精度 高。 • 耐疲劳性能优良。 • 在高温和潮湿环境中的稳定性更好。 • 成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动,纤 维损伤小。
• • 用LFT-D生产的2003 大众 Golf V前端框架
四、GMT、LFT-G、LFT-D生产工艺比较
LFT-D制品成型生产线现场
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D工艺流程:
改性PP 真空上料 连续失重式秤量 一阶双螺杆机熔融 二阶双螺杆机混配 专用玻纤 连续玻纤输送 玻纤切断计量
定量切断
保温输送
入库
装箱
质量检验
后处理
模压成型
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D生产工艺
三、③LFT-D工艺特点
三、①GMT工艺特点
• GMT工艺流程:
片材裁剪
坯材堆垛上料
坯料预热
热坯料上模
模压成型
冷却定型
入库
装箱
质量检验
后处理
三、①GMT工艺特点
Байду номын сангаас
GMT工艺生产现场
三、①GMT工艺特点
• GMT产品具有很多优 异的性能,如耐化学 性好,强度/重量比大, 在高、低温环境中的 抗冲击性能优良等。 GMT的最大单项用途 是汽车前端模块框架, • RANGER公司新开发 其次为座椅骨架、吸 的用 GMT 生产的 2005 能内保险杠等。 蓝旗亚 Y-Epsilon车门 中间板骨架

长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究

长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究
贾明印 , : 等 长纤维增强热塑性复合材料技术与设备 的研究
8 3
长 纤 维 增 强 热 塑 性 复 合 材 料 技 术 与 设 备 的研 究
贾明印 薛 平 于 建 丁 筠
00 9; 2 清华大学高分子研究所 , . 北京 (. 1北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所 , 北京 10 2 10 8 ) 00 4
() 1 结构设计不理想
熔 融 浸 渍 挤 拉 模 具 结 构 多 为 波 浪 型结 构 或 轮 系型 结 构 ,
其核心技术为 国内外几家大型公司垄断 , 保密级别很高 。调 研结果表 明, 当前浸 渍挤 拉技 术 的浸渍 和分散 效果 还不 理 想, 单靠波 浪型或轮系型结构很难实现单丝级的分散 和 良好
的浸渍效果 。
料功能化的重要技术之一 , 已引起国内外科研单位 与工业界 的广泛关注 , 并争先研究开发 , 已形成 了一 系列 的技术 , 现 主 要有长纤维增 强热塑性复合 材料造粒 技术 ( G—L ) 长纤 n’、 维增强在线 配混并 直接挤 出成型技术 ( E—L ) 长纤 维增 订 、
接 注射 成 型技 术 。
关键词
长 纤 维增 强
热塑性塑料
复 合 材 料
纤维增强复合材料 作为结构 型复合材 料 , 具有质 量轻 、 强度高 、 耐腐蚀 、 隔热吸音 、 设计和成型 自由度大等优点 而被 广泛用于航空航天 、 舶 、 船 车辆制造 、 建筑 工程 、 化学 工程及 体育等领域。纤维增强复合材料一般是由强度高、 模量 大的 增强纤维与有韧性 、 模量小 的树脂基体组成 。其 中纤维 只有 达到一定长度后 , 才能 起到增 强作用 , 而传统 的纤维增 强 复
的纤维 , 其模量 、 冲击强度 、 耐热性 、 耐蠕 变性 能及成 型收缩 率均 明显优于短纤维增强的热塑性 复合 材料 。 因此 , 研究连续 u叩对 促进 复 合材料 的发 展 和拓 展纤 维增强复合材料 在工 业上 的应 用具有 重要 的研 究意义 和工

玻璃纤维增强塑料的成型工艺

玻璃纤维增强塑料的成型工艺

玻璃纤维增强塑料的成型工艺玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastics, GFRP)具有良好的机械、热、耐腐蚀等性能,并且具有较低的重量、成本和维护费用。

它已经广泛应用于航空、航天、汽车、轨道交通、船舶、建筑等领域中。

本文将对GFRP的成型工艺进行详细的介绍。

一、原材料准备GFRP的主要原材料包括树脂、玻璃纤维、固化剂和填料等。

树脂是GFRP的基础,并且需要与玻璃纤维一起使用,从而形成增强效果。

玻璃纤维具有高强度、高模量和低密度等优点,可以提高材料的机械性能。

固化剂是树脂的硬化组分,可以影响成型的速度和性能。

填料可以增加材料的耐磨损性、耐火性等功能。

在原材料准备阶段,需要按照设计要求进行材料的选择和比例配制。

通常,采用手工涂布和喷涂的成型方法需要使用的树脂含量较高,而采用模压等自动化成型方法则需要减少树脂含量,以提高成型质量和效率。

二、手工涂布成型法手工涂布成型法是目前应用较为广泛的一种GFRP成型方法。

主要步骤包括纤维切割、纤维预处理、树脂配制、涂布和固化等过程。

1. 纤维切割和预处理在切割玻璃纤维时,需要保证纤维长度相当,并且尽量减少纤维的捻结和交叉现象。

同时,玻璃纤维需要进行表面处理,以便于树脂和纤维的黏附性。

2. 树脂配制和涂布在树脂的配制过程中,需要根据设计要求控制树脂的流动性和硬化速度。

在涂布时,需要通过刷子等工具将树脂均匀地涂布在玻璃纤维上,并在涂布完成后,通过辊筒、压光机等设备将纤维和树脂均匀压实。

3. 固化和后续加工涂布完成后,将所制成品放置在适当的温度下固化。

在固化过程中,需要控制环境温度和湿度等条件,以确保成型品的质量。

固化完成后,可以进行后续的加工和表面处理等步骤。

手工涂布成型法成本较低,适用范围广,但是需要人工操作,生产效率较低,并且容易受到人为因素的影响。

三、喷涂成型法喷涂成型法主要在复杂形状的产品制造中应用。

该方法直接将树脂和玻璃纤维混合后通过高速气流喷射到模具内,并在固化后形成最终产品。

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长玻纤增强热塑性塑料注射成型技术
发布日期: 2007-10-10 阅读: 2372 字体:大中小双击鼠标滚屏
长玻纤增强材料指的是用长度在5 mm以上的玻纤增强的复合材料,这种材料主要应用在比短切玻纤增强材料要求更高的场合,在汽车零配件中的应用尤为突出。

20世纪80年代中期,西欧国家生产轿车采用的纤维增强塑料为40~50 kg/辆,1987年美国轿车平均耗用纤维增强塑料约36.3kg/辆,1990年为40.6 kg/辆,1992年为56.8 Kg/辆,其中玻纤增强热塑性塑料占有相当大的比例。

长玻纤增强热塑性塑料(LFT)首先在欧洲被成功应用到汽车零件生产中,同时也受到北美设备生产厂家的关注。

在欧洲和北美,许多汽车零配件生产厂家都用LFT技术代替了原来的玻纤毡增强热塑性塑料(GMT)技术,它已经成为塑料市场中发展最快的技术,在过去的10年中用于汽车生产的长玻纤数量每年约增长30%。

市场的巨大需求及加工水平的提高推动了LFT材料成型方法及设备的发展,其成型工艺及成型设备得到了飞速发展尤其是在线配混注射成型技术越来越受到人们的关注,具有广阔的应用前景。

1 LFT材料的性质与用途
LFT中的玻纤长度较长,而且纤维长度分布更好,与GMT相比具有以下优良的性能:(1)制品的力学性能高,特别是冲击强度提高显著;(2)制品刚度与质量比高,变形小,特别有利于LFT在汽车中的应用;(3)制品韧性提高(4)制品抗蠕变性能好,尺寸稳定;(5)材料耐疲劳性能优良;(6)材料加工性能好,可用于成型形状、结构复杂的制品,GMT只能用于模压成型,囚而LFT设计自由度比GMT更高;(7)可回收利用。

由于LFT材料所具有的优良比能,因而被广泛应用于汽车、机械、建筑、航天航空及高新技术领域,特别是在汽车中的应用日渐增多。

目前已广泛应用于汽车中的制品有进气岐管、前端组件、保险杠、挡泥板、仪表盘、行李仓底板、车门、车身板等。

此外由于LFT材料优良的防腐性能而广泛用于化工防腐方面的贮罐、管道、电镀槽器件、防腐地板等。

2 LFT材料注射成型方法
目前用于LFT注射成型的方法主要有两种,一种是LFT料粒法,也称“两步法”;另一种是在注塑生产线上配混连续玻纤、塑料及添加剂后直接成型为制品,省去造粒的中间环节,也称“一步法”。

由于纤维增强塑料熔体粘度高,加工困难。

传统加工过程会造成长玻纤的过度折断、对设备磨损严重等问题,常规的短切玻纤增强塑料的制备方法及设备不适宜于LFT材料,需要相应的成型设备及工艺与之配套。

2.1 “两步法”注射成型
在“两步法”成型工艺中,首先采用特殊方法加工制得LFT料粒(料粒中玻纤长度大于5 mm)。

早期主要采用电缆包覆法、粉末浸渍法等制得LFT料粒。

近年来国际上普遍采用一种新的工艺,即使玻纤无捻粗纱通过特殊模头,同时向模头供人热塑性塑料,在模头中无捻粗纱被强制散开,受到塑料熔体的浸溃,使每根纤维都被树脂包覆,冷却后切成较长的料粒(10~25 mm),
使玻纤的长度得到保证。

经过造粒制得LFT料粒后,可采用传统的注射成型热塑性塑料类似的方法制得LFT制品。

为了进一步提高玻纤与塑料熔体的混合效果,减少加工过程对玻纤的破坏,通常需要对常规注射成型设备进行改造,如通过减小螺杆长径比、减小压缩比、增大喷嘴及流道尺寸等来优化设备。

美国专利5773042A阐述了一种通过对塑料熔体额外施加压力来提高玻纤在熔体中分散效果的方法。

如图1所示,将LFI料粒从料斗4中加人,异向旋转双螺杆2在驱动装置1的作用下推动物料在料筒3中运动,物料在外加热器5、螺杆剪切热、螺杆芯轴孔内加热油的作用下熔融塑化。

在此过程中产生的气体及其它挥发物从排气孔6中排出。

熔体通过进料口8进人到注射料筒中,通过进料口8施加额外的压力作用在熔体上,从而有利于玻纤的解缠结,提高玻纤在熔体中的分散性,减少对玻纤的破坏、折断。

另外一种是通过滚轮来施加压力的方式,如图2所示。

从进料口9中出来的塑料熔休在一对异向旋转的滚轮的拉力作用下被挤人螺杆12中,在滚轮的压力作用下使玻纤束进一步解缠结并分散在熔体。

通过控制滚轮11的转速及滚轮之间的间隙大小可以调节滚轮对熔体的作用力的大小及螺杆前端熔体的压力,实现对玻纤束的解缠结程度的调节。

山子“两步法”成型工艺复杂、能耗增加,LFT材料经过两次加热、冷却,从而降低了生产效率。

2.2 “一步法”注射成型
“一步法”注射成型方法是指在注塑生产线上配混玻纤、塑料及添加剂后直接成型为制品的方法,依不同的分类方法可以分为不同的加工类型。

可根据塑化配混挤出机螺杆数量的多少来分类,也可根据成型过程中塑化机构的运行方式进行分类。

根据塑化机构的运行方式可以分为问歇式塑化、连续式塑化两大类型,下面分别就间歇式塑化与连续式塑化进行讨论。

2.2.1 间歇式塑化
间歇式塑化是指在成型过程中,塑化配混过程是间歇进行的。

也就是说,塑化配混装置在计量贮料时运行,在注射成型的充模与保压阶段停止工作。

美国专利5773042A公开了一种间歇式塑化在线配混注射成型设备,如图3所示。

图3中LFT料粒由料斗2加人,在双螺杆3的作用下向前输送并熔融塑化。

连续长玻纤4从下游加料口加人与塑料熔体混合,在螺杆的作用下向前推动进人与之链接的贮料缸中。

此时回转阀7关闭,储料缸活塞6在熔体压力的推动下向上运动进行储料。

当储料量满足制品要求时,双螺杆3停止转动,塑化停止。

此时回转阀7开启,喷嘴开关阀11关闭,储料缸中的熔体在活塞6的推动下进人注射料筒9中,活塞8后退,实现计量过程。

计量完成后,回转阀7关闭,塑化配混过程重新开始,喷嘴开关阀11打开,在注塑压力的推动下,活塞8向前移动,通过喷嘴12将熔体注人模腔。

相比“两步法”成型,在线配混“一步法”注射成型少了造粒的过程,从而减少了二次塑化及切粒对纤维的损伤,提高了制品中纤维的长度,提高了制品的质量。

2.2.2 连续式塑化
连续式塑化在线配混LFT注射成型是指在成型过程中塑化配混是连续的,而注射过程是间断的,如图4所示。

图4料斗2中的塑料在双螺杆1中熔融塑化并向前输送,连续玻纤3从下游加料口加人与塑料熔体在螺槽的剪切作用下混合。

如果塑料熔体不满足注射耍求或注射部分出现故障时熔体经换向阀4从旁路排人废料收集器5中。

计量开始时喷嘴开关阀8关闭,开关阀7打开,熔体经储料缸6进人注射料筒中,活塞10后退。

当后退到设定位置后,通过行程开关的作用,将开关阀7关闭,喷嘴开关阀8打开。

在液压的作用下,活塞10向前运动,推动料筒中的熔体9经喷嘴进人模腔中,实现充模过程。

在充模与保压阶段,由于开关阀7关闭,在熔体压力推动储料缸6的活塞向上运动进行储料,双螺杆1连续工作。

在制品冷却阶段,双螺杆1中塑化产生的熔体及储料缸中的熔体在储料缸6的活塞压力下挤人注射料筒中进行计量,进人新的工作周期。

通过储料缸的作用将连续的配混塑化过程与间歇的注射成型过程结合起来,实现在线配混注射成型过程。

另一种实现在线配混注射成型的方法是通过两套或两套以上的注射装置共
用一套塑化系统的方式来实现。

如图5所示,双螺杆配混挤出机1连续工作,通过开关阀4、5轮流对注射装置2、3供料。

在注射装置2的充模与保压阶段,开关阀4关闭,开关阀5打开,配混挤出机1向注射装置3供料,进行计量过程。

相反在注射装置3的充模与保压阶段,开关阀4打开,开关阀5关闭,配混挤出机I向注射装置2供料进行计量。

其中如何控制塑化计量的速度与冷却时间相匹配是至关重要的。

在线配混方式省去了造粒的工序,减少了造粒过程对纤维的折断,提高了制品中玻纤的极限长度。

同时“一步法”采用下游加料口加料的方式进行加料,塑料熔体将玻纤包覆起来并对玻纤起润滑作用,从而减少对玻纤的过度折断,提高了制品质量。

但由于间歇的注射成型过程对螺杆头及储料缸中熔体产生了压力一波动,因而对制品的均匀性产生影响,进而影响制品的质量。

3 发展展望
世界上LFT材料的市场需求量保持快速增长,这将为推动LFT材料在线配混注射成型工艺及设备的发展提供强大的推动力。

相对而言,我国在LFT材料方面的开发较晚,产量也很低。

在连续性LFT材料在线配混注射成型方面的发展更晚,现在还处于起始阶段。

随着近年来汽车工业的飞速发展及LFT材料在汽车中应用越来越广泛,将为LFT材料成型技术及设备的发展提供巨大的市场空间,开发新的LFT材料成型工艺及设备将会受到更多的关注,其发展将会更迅速。

来源:工程塑料应用。

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