LCF PEEK Composite: Ľahké konštrukčné riešenia
Polyéteréterketón (PEEK), vrchol špeciálnych technických plastov, si už dlho-ustálil svoje dominantné postavenie. Keď sa ho však inžinieri pokúsia použiť na úplnú náhradu kovových nosných{2}}konštrukčných komponentov, čistá živica alebo dokonca obyčajné krátke-vlákna vystužené materiály často chýbajú. Toto je presne ten moment, kedy prichádza na rad kompozit LCF PEEK (dlhým uhlíkovým vláknom vystužený polyéter éter ketón). Nie je to len vylepšený vzorec, ale úplne-nový materiálový systém, ktorý nanovo definuje dráhu mechanického prenosu na úrovni mikroštruktúry. Pre špičkové-výrobné odvetvia, ktoré sa usilujú o maximálnu nízku hmotnosť a štrukturálnu integritu, plastové pelety LCF PEEK nanovo definujú hranice „ocele nahradzujúcej plasty“.
Od „Plnenia“ po „Vylepšenie“ - Kvalitatívna transformácia
Kľúč k pochopeniu rozsahu použitia tohto materiálu spočíva v pochopení definície „dĺžky“. V tradičných krátko{1}}rezaných kompozitných materiáloch z uhlíkových vlákien (SCF) je dĺžka vlákna zvyčajne menšia ako 1 milimeter. Existujú v živicovej matrici ako sypký piesok, ktorý slúži hlavne na vyplnenie a vytvrdnutie.
Avšak v granulovanej forme LCF PEEK je dĺžka uhlíkových vlákien konzistentná s dĺžkou granúl (typicky v rozsahu od 5 mm do 25 mm). Toto fyzické predĺženie dĺžky vedie ku kvalitatívnej zmene po vstrekovaní: vlákna už neexistujú ako izolované entity, ale sú prepletené a spojené v rámci komponentu, čím vytvárajú trojrozmernú prepojenú „kostrovú sieť“.
Táto mikroskopická štruktúra určuje makroskopické vlastnosti. Keď je komponent vystavený pôsobeniu vonkajšej sily, energia sa nekoncentruje v jedinom bode, čo spôsobuje krehký lom, ale rýchlo sa rozptýli po celom komponente prostredníctvom tejto súvislej vláknitej siete. To vysvetľuje, prečo vrubová rázová húževnatosť LCF PEEK môže dosiahnuť niekoľkonásobok úmerne kratších vláknitých materiálov - dodáva materiálu skôr „odolnosť“ podobnú kovu, než len „tvrdosť“ keramiky.
Sloboda štrukturálneho dizajnu
Z pohľadu statika spočíva najväčšia výhoda LCF PEEK v extrémne vysokej špecifickej pevnosti a odolnosti proti tečeniu.
Hoci kovové materiály majú vysokú pevnosť, majú vysokú hustotu; a v zložitých konfiguráciách je spracovanie kovov často obmedzené prekážkou subtraktívnej výroby. Pevnosť v ťahu LCF PEEK môže ľahko prekročiť 250 MPA a jeho modul je blízky modulu hliníkových zliatin, ale jeho hustota je nízka. To znamená, že pri rovnakých podmienkach zaťaženia je možné znížiť hmotnosť komponentu.
Hlbšia hodnota spočíva v jeho odolnosti proti únave a rozmerovej stálosti. Mnohé plasty budú vystavené „tečeniu za studena“ alebo tečeniu pri-dlhodobom namáhaní alebo vysokých teplotách, čo má za následok zlyhanie montáže. Vďaka podpore rámca s dlhými-vláknami však LCF PEEK vykazuje úžasnú odolnosť voči tečeniu. Aj keď je vystavený-dlhodobému zaťaženiu pri vyšších teplotách, môže si zachovať konštantnú veľkosť. Vďaka tomu je plne kvalifikovaný na použitie pri výrobe kľúčových namáhaných komponentov, ako sú konzoly okolo automobilových motorov a spojovacie diely pre aerodynamické kapotáže.
LCF PPS: Útok na zníženie rozmerov
Len vynikajúci výkon nestačí na to, aby presvedčili podniky, aby prešli na tento materiál. Hlavná konkurencieschopnosť LCF PEEK v komerčnej oblasti spočíva v zjednodušení výrobného procesu.
Tradičné kovové konštrukčné komponenty, od surovín až po hotové výrobky, si často vyžadujú viacero procesov, ako je tlakové liatie, rezanie a odstraňovanie bariér. To nielenže trvá dlho, ale vedie to aj k exponenciálnemu zvýšeniu nákladov na spracovanie zložitých štruktúr s vnútornými prietokovými kanálmi, zaklapávacími-častami alebo tenkostennými spevňovacími rebrami.
Aj keď je jednotková cena LCF PEEK relatívne vysoká, má výhody termoplastických materiálov pri vstrekovaní. Vďaka dizajnu foriem dokáže v jedinom procese vytvárať mimoriadne zložité geometrie a dokonca integrovať kovové vložky, závity a tesniace drážky dohromady. Z hľadiska celkových nákladov systému vedie použitie LCF PEEK namiesto kovu k výrazným úsporám nákladov a zvýšeniu kapacity.
FAQ
Otázka: Aké sú kľúčové ťažkosti pri vstrekovaní plastov?
Odpoveď: Zabráňte lámaniu vlákien. Je potrebné dodržiavať zásadu „nízkeho strihu“: použite špeciálnu skrutku na dlhé vlákna v kombinácii s veľkými-závermi, nízkym protitlakom a nízkou rýchlosťou otáčania. Po narezaní sa vlákno zvrhne na obyčajný krátky-vláknitý materiál.
Otázka: Je odolnosť proti opotrebovaniu určite lepšia ako odolnosť SCF PEEK?
A: Za iných podmienok. Pri vysokom zaťažení a nízkej rýchlosti má LCF (kompozit s dlhými vláknami) značnú výhodu (odolný voči tečeniu, tlakovej odolnosti); pri nízkom zaťažení a trení pri vysokej{1}}rýchlosti sa však po odlúpnutí dlhých vlákien môžu stať „brúsnymi časticami“ a spôsobiť poškodenie spojovacích častí.
Otázka: Môže výkon LCF PEEK skutočne nahradiť výkon hliníkovej zliatiny?
Odpoveď: Pomer pevnosti-k{1}hmotnosti je lepší ako u hliníka. Hoci absolútna pevnosť je o niečo nižšia ako u hliníka 6061, jeho hustota je nižšia ako u hliníka. Pri rovnakej hmotnosti má LCF PEEK väčšiu nosnosť-a má odolnosť proti únave a tlmenie vibrácií, ktoré kovy nemajú.
Kontaktujte nás a požiadajte o cenovú ponuku
Populárne Tagy: cf peek: ľahké konštrukčné, Čína, výrobcovia, dodávatelia, továreň, kúpiť, prispôsobené
