Prostredie automobilov pod kapotou si vyžaduje materiály, ktoré odolajú vysokému mechanickému namáhaniu, neustálym vibráciám a zvýšeným prevádzkovým teplotám. Historicky bol krátky polyamid vystužený sklenenými vláknami (PA6-GF30 alebo Nylon 6 GF30) predvolenou špecifikáciou pre chladiace ventilátory a kryty chladičov. Polyamid je však vysoko hydrofilný vďaka polárnym amidovým skupinám v jeho polymérnom hlavnom reťazci. Pri vystavení vysokej okolitej vlhkosti-bežný jav počas leta v regiónoch, ako je Blízky východ, polyamidové časti absorbujú vlhkosť, čo vedie ku katastrofálnemu 40 % zníženiu modulu pevnosti v ťahu a výraznému napučiavaniu rozmerov.
Štrukturálne tajomstvo: 12 mm súvislá sklenená kostra
Štandardné krátke-vláknové zmesi (ako PP GF30 alebo PA6 GF30) využívajú úlomky rozbitého skla, ktoré sú zvyčajne dlhé menej ako 1 mm. Počas vstrekovania sa tieto krátke úlomky orientujú v smere toku, čím vytvárajú silné anizotropné zmršťovanie (deformovanie) a slabé mechanické hranice.
Naproti tomu LFT-G®pelety sú narezané na jednotnú dĺžku 12 mm. Sklenené vlákna prebiehajú nepretržite po celej dĺžke pelety. Po vytvarovaní tieto dlhé vlákna vytvoria vo vnútri dielu do seba zapadajúcu 3D výstužnú kostru, ktorá rovnomerne rozloží mechanické zaťaženie a zabráni šíreniu trhlín.
Overenie údajov o materiáli: PP LGF30 vs. tradičné zlúčeniny
Nasledujúci profil technických údajov porovnáva LFT-G®P
| Mechanické vlastnosti (typické) | Testovací štandard | PP LGF30 (suché/mokré) | PA6 GF30 (suchý stav) | PA6 GF30 (mokrý/kondicionovaný) |
|---|---|---|---|---|
| Hustota (g/cm³) | ISO 1183 | 1,15 (konštantná) | 1.36 | 1.36 |
| Absorpcia vody (%) | ISO 62 | < 0.01% | 1.8% | 6,5 % - 8.5 % (maximálna sýtosť) |
| Pevnosť v ťahu (MPa) | ISO 527 | 115 | 175 | 100 (43 % pokles) |
| Modul ťahu (MPa) | ISO 527 | 7 200 (konštantná) | 9,500 | 5 500 (42 % pokles) |
| Vrúbkovaný Izod Impact (kJ/m²) | ISO 180 | 35.0 | 11.0 | 13.0 |
| Rozsah zmrštenia plesní (%) | ISO 294-4 | 0,15 % - 0.30 % (izotropné) | 0.35% - 0.85% | 0,45 % - 1.20 % (anizotropná deformácia) |
Prípadová štúdia overená v teréne: Modernizácia chladiaceho krytu pre automobilový priemysel na Blízkom východe
Výzva
Prvý-dodávateľ automobilových komponentov na Blízkom východe sa stretol s chronickými štrukturálnymi poruchami krytov chladiacich ventilátorov chladiča. Originálne komponenty, lisované pomocou štandardného polyamidu s krátkymi vláknami (PA6-GF30), absorbovali okolitú vlhkosť v extrémne vlhkých letných podmienkach. Táto absorpcia vlhkosti znížila tuhosť materiálu o viac ako 40%, čo spôsobilo, že plášť sa zdeformoval a prehýbal. V dôsledku toho lopatky ventilátora zasahovali do krytu krytu, čo viedlo ku katastrofálnemu zablokovaniu motora, úniku chladiacej kvapaliny a nákladným záručným nárokom.
Riešenie
Vybral inžiniersky tímLFT-G®PP-LGF30-NG03(30 % dlhá polypropylénová zmes vystužená sklenenými vláknami) ako náhrada-. Pretože PP je hydrofóbny polyolefín, jeho index absorpcie vlhkosti je blízko -nule (<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.
Výsledky
- Nulová deformácia a opuch:Absorpcia vlhkosti komponentu klesla pod 0,05% pri zachovaní rozmerovej vôle.
- 15% zníženie hmotnosti:Nižšia hustota PP (1,15 g/cm³ v porovnaní s 1,36 g/cm³ PA6) prispela k odľahčeniu vozidla.
- 25% zníženie nákladov:Kratšie časy cyklov a eliminácia energeticky -intenzívneho predsušenia- vyžadovaného pre nylonové zlúčeniny znižujú výrobné náklady.
- Overená spoľahlivosť:Nulové zlyhania v poli zaznamenané počas 24 mesiacov služby v extrémnych púštnych klimatických podmienkach Blízkeho východu.
Pokyny na vstrekovanie pre LFT-G®PP LGF30
Spracovanie termoplastov s dlhými vláknami vyžaduje špecifické konfigurácie stroja, aby sa zabránilo degradácii vlákien. Na ochranu vnútornej 3D optickej siete je potrebné sa vyhnúť vysokým šmykovým silám. Pre optimálny výkon dielu postupujte podľa týchto troch základných pravidiel spracovania:
Výber skrutiek
Použite vstrekovaciu skrutku s nízkym{0}}tlakom (pomer L/D 18:1 až 22:1) s minimálnou hĺbkou letu. Vyhnite sa vysokým-kontrolným krúžkom, aby ste zachovali súvislú dĺžku vlákna.
Melt & Mold Temp
Udržujte teplotu taveniny medzi 200 stupňami a 230 stupňami. Teploty formy by sa mali udržiavať medzi 40 a 70 stupňami, aby sa zabezpečila optimálna povrchová úprava a nízke vnútorné napätie.
Nízky spätný tlak
Udržujte nízky protitlak (0,5 až 1,5 MPa) a miernu rýchlosť vstrekovania. Nadmerný protitlak rozdrví vlákna, čím sa vaša zmes LFT zmení na zmes s krátkymi vláknami.
