คอมโพสิตเสริมใยแก้วยาวสำหรับยานยนต์: การปรับปรุงรูปทรงสกรูเพื่อแก้ไขปัญหาการแตกหักของเส้นใย

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ที่มุ่งมั่นสู่ "การลดน้ำหนัก" และ "ความแข็งแรงสูง" เทอร์โมพลาสติกเสริมแรงด้วยเส้นใยแก้วยาว (LFT-PP, LFT-PA) ได้กลายเป็นกระแสหลักสำหรับการผลิตส่วนรองรับแผงหน้าปัด โมดูลด้านหน้า และพื้นท้ายรถ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของเส้นใยแก้วยาว (LGF) ขึ้นอยู่กับ ความยาวที่คงเหลือ ภายในเมทริกซ์โพลีเมอร์เป็นอย่างมาก ในระหว่างกระบวนการผลิตใน เครื่องอัดรีดสกรูคู่ รูปทรงเรขาคณิตของสกรู ที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เส้นใยแตกหักมากเกินไป ซึ่งส่งผลให้ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของผลิตภัณฑ์สุดท้ายลดลงอย่างมาก

การแตกหักของเส้นใยมักเกิดขึ้นในโซนหลอมเหลวและผสมของเครื่องอัดรีด

• การเฉือนมากเกินไป: บล็อกการผสมแบบอัดแบบดั้งเดิมสร้างแรงเฉือนในแนวรัศมีที่สูงมาก สำหรับเส้นใยแก้วที่มีความยาวเริ่มต้น 10 มม.-25 มม. การเฉือนมากเกินไปสามารถลดความยาวที่คงเหลือให้เหลือน้อยกว่า 0.5 มม. ซึ่งทำให้ผลการเสริมแรงไร้ประโยชน์

• อัตราส่วนการอัดที่ไม่เหมาะสม: การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในความลึกของช่องสกรูทำให้เกิดความผันผวนอย่างรวดเร็วในความเร็วการไหลของวัสดุ สร้างความเค้นเชิงกลที่ทำให้เส้นใยขาด

เพื่อเพิ่มการคงสภาพของเส้นใย การออกแบบ สกรูและกระบอก ต้องเปลี่ยนจาก "แรงเฉือนสูง" เป็น "การผสมที่ยืดหยุ่น"

• หน้าที่: ในส่วนปลายหลังจากฉีดเส้นใย การเพิ่มการใช้ส่วนประกอบแบบพิทช์ใหญ่จะเพิ่มพื้นที่ภายในช่องทางการไหล ซึ่งจะลดระดับการเติมและลดการชนกันระหว่างเส้นใยกับผนังโลหะ

• พารามิเตอร์ทางเทคนิค: โดยทั่วไปพิทช์จะตั้งค่าไว้ที่ 1.5 ถึง 2 เท่า ของเส้นผ่านศูนย์กลางสกรู

• บล็อกการผสมแบบกว้าง: การใช้บล็อกการผสมที่มีความกว้างมากและมุมการเหลื่อมล้ำที่เล็กกว่า (เช่น การเหลื่อมล้ำไปข้างหน้า 30 องศา หรือ 45 องศา) ให้การผสมแบบกระจายมากกว่าการผสมแบบกระจาย (แรงเฉือนสูง)

• ส่วนประกอบแบบเยื้องศูนย์: ส่วนประกอบสกรูแบบเยื้องศูนย์สร้างสนามการไหลแบบเป็นจังหวะ ทำให้เกิดการเปียกเส้นใยอย่างสม่ำเสมอด้วยโพลีเมอร์หลอมเหลวโดยไม่ทำลายโครงสร้างเส้นใย

• การสนับสนุนพารามิเตอร์: ระยะห่างด้านเดียวระหว่างสกรูและกระบอกควรคงไว้ระหว่าง 0.05 มม. ถึง 0.10 มม. ขอแนะนำให้ใช้เหล็กเครื่องมืออัลลอยด์ที่มีวานาเดียมสูง หรือกระบอกไบเมทัลลิกที่มีชั้นในความแข็งมากกว่า

• ระยะห่างที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับที่ใช้ในการผสมแบบมาตรฐานจะช่วยให้มีพื้นที่สำหรับเส้นใยในการไหล ป้องกัน "ผลการบด" ที่ทำให้ LGF แตกในพื้นที่แคบ3. การเลือกวัสดุ: การต่อสู้กับการเสียดสี LGF ที่รุนแรง

ข้อกำหนดความแข็ง:

• ส่วนประกอบสกรูต้องผ่านการอบชุบด้วยสุญญากาศเพื่อให้ได้ความแข็ง 58-64 HRCคำแนะนำวัสดุ: ขอแนะนำให้ใช้เหล็กเครื่องมืออัลลอยด์ที่มีวานาเดียมสูง หรือกระบอกไบเมทัลลิกที่มีชั้นในความแข็งมากกว่า

• 60 HRC เพื่อทนต่อผลการขัดถูของ LGF บนช่องทางการไหล (อ้างอิง: รายงานการเปรียบเทียบการสึกหรอของวัสดุ - อ้างอิง: #QC-2024-EXP-08)4. บทสรุป: การออกแบบพารามิเตอร์สำหรับคอมโพสิตความแข็งแรงสูงสำหรับผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ ทุกๆ 0.1 มม.

+/- 2°C และการเลือกชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงที่เข้ากันได้กับมาตรฐาน Coperion หรือ JSW ผู้ผลิตสามารถมั่นใจได้ว่าส่วนประกอบโครงสร้างจะตรงตามมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวด ในขณะที่ยังคงรักษาปริมาณงานสูงได้