उच्च यांत्रिक गुणों के साथ इंजेक्शन मोल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए लंबे फाइबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक्स (एलएफआरटी) का उपयोग किया जा रहा है। हालांकि एलएफआरटी तकनीक अच्छी ताकत, कठोरता और प्रभाव गुण प्रदान कर सकती है, लेकिन इस सामग्री की प्रसंस्करण यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है कि अंतिम भाग कैसा प्रदर्शन कर सकता है।
एलएफआरटी को सफलतापूर्वक आकार देने के लिए, उनकी कुछ अनूठी विशेषताओं को समझना आवश्यक है। एलएफआरटी और पारंपरिक रूप से प्रबलित थर्मोप्लास्टिक के बीच मतभेदों को समझने से एलएफआरटी के मूल्य और क्षमता को अधिकतम करने के लिए उपकरण, डिजाइन और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों के विकास को प्रेरित किया गया है।
एलएफआरटी और पारंपरिक कटा हुआ, शॉर्ट ग्लास फाइबर प्रबलित कंपोजिट्स के बीच का अंतर फाइबर की लंबाई में निहित है। एलएफआरटी में, फाइबर की लंबाई गोली की लंबाई के समान होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अधिकांश एलएफआरटी का निर्माण कतरनी-प्रकार के कंपाउंडिंग के बजाए पल्ट्रुजन द्वारा किया जाता है।
एलएफआरटी विनिर्माण में, ग्लास फाइबर रोविंग्स के निरंतर पहलुओं को पहली बार राल के कोटिंग और प्रजनन के लिए मरने के लिए तैयार किया जाता है। मरने से बाहर निकलने के बाद, निरंतर पट्टियां कटाई या गोलीबारी की जाती हैं, आमतौर पर 10-12 मिमी की लंबाई तक काट लें। इसके विपरीत, पारंपरिक शॉर्ट ग्लास फाइबर कंपोजिट्स में केवल कटा हुआ फाइबर होते हैं जो 3 से 4 मिमी लंबे होते हैं, और उनकी लंबाई को कम से कम 2 मिमी से कम शीयर-प्रकार एक्सट्रूडर में कम कर दिया जाता है।
एलएफआरटी छर्रों में फाइबर की लंबाई एलएफआरटी के यांत्रिक गुणों में सुधार करने में मदद करती है - कठोरता को बनाए रखते हुए प्रभाव प्रतिरोध या क्रूरता में वृद्धि हुई है। जब तक मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान फाइबर लंबाई में रखा जाता है, तब तक वे "आंतरिक कंकाल" बनाएंगे जो शानदार यांत्रिक गुण प्रदान करते हैं। हालांकि, एक खराब मोल्डिंग प्रक्रिया लंबे फाइबर उत्पादों को कम फाइबर सामग्री में बदल सकती है। यदि मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान फाइबर की लंबाई से समझौता किया गया है, तो प्रदर्शन के आवश्यक स्तर को प्राप्त करना संभव नहीं है।
एलएफआरटी मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान फाइबर की लंबाई को बनाए रखने के लिए, विचार करने के लिए तीन महत्वपूर्ण पहलू हैं: इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन, भाग और मोल्ड डिजाइन, और प्रसंस्करण की स्थिति।
सबसे पहले, उपकरण सावधानियां
एलएफआरटी प्रसंस्करण के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले एक प्रश्न यह है कि क्या हम इन सामग्रियों को आकार देने के लिए मौजूदा इंजेक्शन मोल्डिंग उपकरण का उपयोग कर सकते हैं। अधिकांश मामलों में, प्रमुख फाइबर कंपोजिट बनाने के लिए उपकरण का उपयोग एलएफआरटी बनाने के लिए भी किया जा सकता है। यद्यपि सामान्य लघु फाइबर मोल्डिंग उपकरण अधिकांश एलएफआरटी भागों और उत्पादों के लिए संतोषजनक हैं, लेकिन उपकरण में कुछ संशोधन बेहतर फाइबर की लंबाई को बनाए रखने में मदद कर सकते हैं।
एक विशिष्ट "फीड-संपीड़न-मीटरींग" अनुभाग के साथ एक सार्वभौमिक पेंच इस प्रक्रिया के लिए बहुत उपयुक्त है, और फाइबर-विनाशकारी कतरन को मीटरींग सेक्शन के संपीड़न अनुपात को कम करके कम किया जा सकता है। एल 2 आरटी उत्पादों के लिए एक 2: 1 मीटर सेगमेंट संपीड़न अनुपात इष्टतम है। शिकंजा, बैरल और अन्य हिस्सों के निर्माण के लिए विशेष धातु मिश्र धातुओं का उपयोग आवश्यक नहीं है क्योंकि एलएफआरटी पहनने पारंपरिक कटा हुआ ग्लास फाइबर-प्रबलित थर्माप्लास्टिक्स जितना बड़ा नहीं है।
डिज़ाइन समीक्षा से लाभ प्राप्त करने वाला एक और डिवाइस नोजल की नोक है। कुछ थर्मोप्लास्टिक सामग्री मशीन के लिए एक रिवर्स पतला नोजल टिप के साथ आसान होती है, जो कतरनी की एक उच्च डिग्री बनाता है क्योंकि सामग्री को मोल्ड गुहा में इंजेक्शन दिया जाता है। हालांकि, इस तरह की नोक युक्तियाँ लंबे फाइबर composites की फाइबर लंबाई को काफी कम करती हैं। इसलिए 100% "मुक्त प्रवाह" डिज़ाइन की एक स्लॉट नोजल टिप / वाल्व असेंबली का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है जो लंबे फाइबर को घटक में नोजल से आसानी से गुजरने की अनुमति देती है।
इसके अलावा, नोजल और गेट छेद के व्यास में 5.5 मिमी (0.250 इंच) या उससे अधिक का ढीला आकार होना चाहिए, और कोई तेज धार नहीं है। यह समझना महत्वपूर्ण है कि सामग्री इंजेक्शन मोल्डिंग उपकरण के माध्यम से कैसे बहती है और यह निर्धारित करने के लिए कि कतरनी फाइबर को तोड़ देगी।
दूसरा, भागों और मोल्ड डिजाइन
अच्छे हिस्सों और मोल्ड डिजाइन एलएफआरटी की फाइबर लंबाई को बनाए रखने में भी सहायक होते हैं। किनारे के एक हिस्से (पसलियों, मालिकों और अन्य सुविधाओं सहित) के चारों ओर तेज कोनों को हटाकर मोल्ड किए गए हिस्से में अनावश्यक तनाव से बचा जाता है और फाइबर पहनने को कम करता है।
भाग समान दीवार मोटाई के साथ नाममात्र दीवार डिजाइन का होगा। दीवार मोटाई में बड़े बदलावों के परिणामस्वरूप असंगत पैकिंग और अवांछित फाइबर अभिविन्यास का परिणाम हो सकता है। जहां मोटाई मोटा या पतला होना चाहिए, दीवार की मोटाई में अचानक परिवर्तनों को उच्च-कतरनी क्षेत्रों के गठन से बचने के लिए टालना चाहिए जो फाइबर को नुकसान पहुंचा सकते हैं और तनाव एकाग्रता का स्रोत बन सकते हैं। आमतौर पर मोटी दीवार में गेट खोलने और पतले भाग में भरने के लिए पतले हिस्से में प्रवाह करने की कोशिश की जाती है।
अच्छे प्लास्टिक डिजाइन के सामान्य सिद्धांत से पता चलता है कि 4 मिमी (0.160 इंच) से कम की दीवार की मोटाई रखने से अच्छे और समान प्रवाह को बढ़ावा मिलेगा और सिंक और आवाजों की संभावना कम हो जाएगी। एलएफआरटी यौगिकों के लिए, इष्टतम दीवार की मोटाई आमतौर पर लगभग 3 मिमी (0.120 इंच) होती है और न्यूनतम मोटाई 2 मिमी (0.080 इंच) होती है। जब दीवार की मोटाई 2 मिमी से कम होती है, तो मोल्ड में प्रवेश करने के बाद फाइबर की तोड़ने की संभावना बढ़ जाती है।
पार्ट्स डिजाइन के केवल एक पहलू हैं, और यह भी महत्वपूर्ण है कि सामग्री मोल्ड में कैसे प्रवेश करती है। जब धावक और द्वार सामग्री को गुहा में गाइड करते हैं, तो इन क्षेत्रों में बड़ी मात्रा में फाइबर क्षति हो सकती है यदि सही ढंग से डिज़ाइन नहीं किया गया हो।
एक एलएफआरटी यौगिक बनाने के लिए एक मोल्ड डिजाइन करते समय, पूर्ण त्रिज्या धावक न्यूनतम व्यास 5.5 मिमी (0.250 इंच) के साथ इष्टतम होता है। पूर्ण-दौर चैनल के अलावा, प्रवाह चैनल के किसी अन्य रूप में तेज कोनों होंगे, जो बनाने की प्रक्रिया के दौरान तनाव को बढ़ाएंगे और ग्लास फाइबर के प्रबल प्रभाव को नष्ट कर देंगे। खुले धावकों के साथ हॉट रनर सिस्टम स्वीकार्य हैं।
गेट की न्यूनतम मोटाई 2 मिमी (0.080in) होना चाहिए। यदि संभव हो, तो किनारे के किनारे गेट को रखें जो गुहा में सामग्री के प्रवाह को बाधित नहीं करता है। फाइबर ब्रेकेज की शुरुआत को रोकने और यांत्रिक गुणों को कम करने के लिए भाग की सतह पर गेट को 90 डिग्री घुमाने की आवश्यकता होगी।
अंत में, संलयन लाइनों के स्थान पर ध्यान दें और वे उस क्षेत्र को कैसे प्रभावित करते हैं जहां भागों का उपयोग होने पर लोड (या तनाव) के अधीन होता है। संलयन रेखा को उस क्षेत्र में स्थानांतरित किया जाना चाहिए जहां गेट के तर्कसंगत लेआउट द्वारा तनाव स्तर कम होने की उम्मीद है।
कंप्यूटर भरने का विश्लेषण यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि ये फ़्यूज़न लाइन कहां स्थित होंगी। स्ट्रक्चरल परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) का उपयोग उच्च तनाव और संगम लाइन के स्थान की तुलना करने के लिए किया जा सकता है जैसा कि भरने के विश्लेषण में निर्धारित किया गया है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन भागों और मोल्ड डिजाइन केवल सिफारिशें हैं। ऐसे घटकों के कई उदाहरण हैं जिनमें पतली दीवारें, दीवार मोटाई विविधताएं हैं, और अच्छी या अच्छी सुविधाएं जो अच्छे प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए एलएफआरटी यौगिकों का उपयोग करती हैं। हालांकि, इन सिफारिशों से आगे, यह सुनिश्चित करने के लिए अधिक समय और प्रयास होता है कि लंबी फाइबर प्रौद्योगिकी के पूर्ण लाभों को महसूस किया जाता है।
तीसरा, प्रसंस्करण की स्थिति
प्रसंस्करण की स्थिति एलएफआरटी की सफलता की कुंजी है। जब तक सही प्रसंस्करण की स्थिति का उपयोग किया जाता है, तब तक सामान्य उद्देश्य इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन और एलएफआरटी भागों को तैयार करने के लिए एक उचित ढंग से डिज़ाइन किया गया मोल्ड का उपयोग करना संभव है। दूसरे शब्दों में, उचित उपकरण और मोल्ड डिज़ाइन के साथ भी, यदि खराब प्रसंस्करण की स्थिति का उपयोग किया जाता है तो फाइबर की लंबाई का सामना करना पड़ सकता है। यह समझने की आवश्यकता है कि फाइबर मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान क्या सामना करेगा और उन क्षेत्रों की पहचान करेगा जो अत्यधिक फाइबर कतरनी का कारण बनेंगे।
सबसे पहले, बैक प्रेशर की निगरानी करें। उच्च बैक प्रेशर सामग्री पर एक बड़ी कतरनी बल पेश करता है जो फाइबर की लंबाई को कम करेगा। शून्य बैक प्रेशर से शुरू होने पर ध्यान देना और केवल तब तक बढ़ाना जब तक कि पेंच प्रक्रिया के दौरान स्क्रू को समान रूप से वापस नहीं लिया जाता है, 1.5 से 2.5 बार (20 से 50 पीएसआई) के पीछे दबाव का उपयोग करके लगातार भोजन प्राप्त करने के लिए पर्याप्त होता है।
उच्च पेंच गति भी प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। जितना तेज़ पेंच घूमता है, उतना ही अधिक ठोस और असम्बद्ध सामग्री स्क्रू संपीड़न अनुभाग में प्रवेश करेगी और फाइबर क्षति का कारण बन जाएगी। बैक प्रेशर के लिए सिफारिशों के समान, इसे स्क्रू भरने के लिए आवश्यक न्यूनतम स्थिर करने के लिए जितनी जल्दी हो सके रखा जाना चाहिए। एलएफआरटी यौगिकों को मोल्ड करते समय, 30 से 70 आर / मिनट की पेंच की गति आम होती है।
इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया में, पिघलने दो कारकों के माध्यम से होता है जो एक साथ कार्य करते हैं: कतरनी और गर्मी। चूंकि लक्ष्य कतरनी को कम करके एलएफआरटी में फाइबर की लंबाई की रक्षा करना है, इसलिए अधिक गर्मी की आवश्यकता होगी। राल प्रणाली के अनुसार, संसाधित एलएफआरटी यौगिक का तापमान आमतौर पर पारंपरिक मोल्ड किए गए यौगिक की तुलना में 10-30 डिग्री सेल्सियस अधिक होता है।
हालांकि, हर समय बैरल तापमान को बढ़ाने से पहले, बैरल तापमान वितरण के उलट पर ध्यान दें। आम तौर पर, बैरल तापमान बढ़ता है क्योंकि सामग्री हॉपर से नोजल तक जाती है, लेकिन एलएफआरटी के लिए यह सिफारिश की जाती है कि तापमान हॉपर पर अधिक हो। तापमान वितरण का उलट एलएफआरटी छर्रों को उच्च कतरनी पेंच संपीड़न खंड में प्रवेश करने से पहले नरम और पिघला देता है, जिससे फाइबर की लंबाई के प्रतिधारण की सुविधा मिलती है।
