Čo sú pelety s dlhými vláknami? Výhoda LGF kompozitov
Plastové pelety s dlhými vláknami sú typom vystuženej plastovej kompozitnej živice vyrobenej zmiešaním dlhých vlákien s termoplastickými živicami
Čo sú kompozity s dlhými vláknami?
V oblasti vedy o moderných materiáloch kompozitné materiály s dlhými-vláknami postupne pretvárajú výber materiálov v priemyselnej výrobe vďaka svojim jedinečným štrukturálnym výhodám a vynikajúcemu výkonu.
Kompozity s dlhými vláknami označujú vysokovýkonné-vláknové{1}}kompozity vystužené vláknami, ktoré sú vytvorené spojením vlákien výrazne dlhších ako tradičné krátke-plastové vlákna (zvyčajne väčšie alebo rovné 5 mm a dokonca až nad 50 mm) s termoplastickými alebo termosetovými živicovými matricami. V porovnaní s krátkymi-materiálmi vystuženými vláknami (dĺžka vlákna < 1 mm) tvoria dlhé vlákna efektívnejšiu sieť prenosu zaťaženia v matrici, čím dodávajú materiálu vyššiu pevnosť, tuhosť, odolnosť proti nárazu a únave.
Základné charakteristiky vlastností materiálu
Hlavná hodnota dlho{0}}vláknových kompozitných materiálov pramení z ich jedinečnej mikroštruktúry. Keď dĺžka vlákna prekročí kritickú hodnotu (zvyčajne väčšia ako 5 mm), správanie vlákna v matrici prejde kvalitatívnou zmenou. Na rozdiel od jednoduchého „plniaceho“ efektu krátkych vlákien sú dlhé vlákna v matrici kontinuálne a pravidelne usporiadané. Táto štruktúra bude mať výrazný účinok, keď bude vystavená sile. Konkrétne, keď sa v materiáli vyskytnú mikrotrhlinky, dlhé vlákna preklenujúce obe strany trhliny môžu naďalej znášať zaťaženie a účinne zabrániť šíreniu trhliny. Tento mechanizmus umožňuje, aby nárazová húževnatosť materiálu dosahovala niekoľkonásobok rázovej húževnatosti v porovnaní s kompozitmi s krátkymi-vláknami a funguje obzvlášť dobre v aplikáciách, ako sú napríklad automobilové nárazníky, ktoré vyžadujú absorpciu energie nárazu.
Rozsah použitia materiálov s dlhými vláknami
Automobilové diely
Konštrukčné komponenty, plášť podvozku, plášť akumulátora
Bubon práčky, obežné koleso ventilátora klimatizácie
Diferencované výhody v konkurencii na trhu
V konkurencii tradičných materiálov vytvorili kompozitné materiály s dlhými{0}vláknami neprekonateľné technické prekážky vo viacerých rozmeroch. Pokiaľ ide o nízku hmotnosť, jeho výhody sa neprejavujú len v údajoch o statickej hmotnosti, ale aj vo výhodách-na dynamickej úrovni systému. Spoločnosti s novými energetickými vozidlami môžu používať kompozitné materiály s dlhými uhlíkovými vláknami na výrobu obalov batérií, čo môže znížiť hmotnosť a dosiahnuť účinok zníženia spotreby energie. Systém sa zjednodušil a zároveň sa zlepšila výdrž batérie.
Ďalším prelomovým bodom je pomer nákladov-prínosov. Hoci jednotková cena kompozitných materiálov s dlhými-vláknami môže byť vyššia ako cena bežnej ocele, ich cena počas celého životného cyklu má významnú výhodu. Zoberme si ako príklad úložný box úžitkových vozidiel. Tradičná oceľová karoséria musí prejsť viacerými procesmi, ako je lisovanie, zváranie a antikorózna úprava, zatiaľ čo karoséria tvorená živicou LGF-PP v jednom kuse vyžaduje iba tri procesy, čím sa znižujú investície do foriem a spotreba energie pri výrobe. Ešte dôležitejšie je, že v porovnaní s tradičnými oceľovými krabicami vyžadujú krabice z kompozitných materiálov menej antikoróznej-údržby a celkové náklady sú nižšie.
V dimenzii trvalo udržateľného rozvoja demonštrujú kompozitné materiály s dlhými-vláknami väčšiu prispôsobivosť denníku The Times. Na rozdiel od toho-neodvolateľnosť termosetových kompozitov je ešte menej vhodná pre vývoj moderného sociálneho prostredia a potreby politík.
Aké sú výhody materiálov s dlhými vláknami?
1. Vysoký mechanický výkon
2. Vysoká pevnosť, vysoká húževnatosť, vysoká tuhosť
3. Odolnosť proti korózii a chemická odolnosť
4. Vysoká odolnosť proti nárazu
5. Odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám
6. Odolnosť proti únave a opotrebeniu
Evolúcia hlavných materiálových systémov
Kompozitné materiály s dlhými-vláknami, ktoré sú v súčasnosti aktívne na trhu, sa rozvinuli do niekoľkých odlišných kategórií. Systémy vystužené sklenenými vláknami a systémy vystužené uhlíkovými vláknami sú dva najbežnejšie typy. Obidva majú nezastupiteľné pozície v rôznych kľúčových konštrukčných prvkoch vďaka svojim vlastným výhodám.
Pri pohľade do budúcnosti sa kompozitné materiály s dlhými{0}vláknami vyvíjajú smerom k funkčnej integrácii a inteligentnej výrobe. V budúcnosti bude tento materiál zohrávať významnú úlohu vo viacerých oblastiach. S neustálym napredovaním technológie bude jeho cena čoraz dostupnejšia a jeho aplikácia bude čoraz rozšírenejšia. Dá sa povedať, že tento materiál, ktorý je ľahký a zároveň odolný, vedie revolúciu vo výrobe.
