Xiamen LFT Composite Plastic Co., LTD foi fundada em 2009, é uma marca global de fornecedores de materiais termoplásticos reforçados com fibra longa que integra pesquisa e desenvolvimento de produtos, pesquisa e desenvolvimento, produção e marketing de venda. Nossos produtos LFT passaram pela certificação do sistema ISO9001 e 16949 e obtiveram muitas marcas e patentes nacionais, cobrindo as áreas automotiva, peças militares e armas de fogo, aeroespacial, novas energias, equipamentos médicos, energia eólica, equipamentos esportivos, etc.

Termoplásticos reforçados com fibra longa (LFRT) estão sendo usados ​​para aplicações de moldagem por injeção de alto desempenho mecânico. Embora a tecnologia LFRT forneça boas propriedades de resistência, rigidez e impacto, a forma como este material é processado desempenha um papel importante na determinação de quais propriedades podem ser alcançadas na peça final.

Para moldar LFRTs com sucesso, é essencial compreender algumas de suas características únicas. A compreensão das diferenças entre os LFRTs e os termoplásticos reforçados convencionais impulsionou o desenvolvimento de equipamentos, design e técnicas de processamento para maximizar o valor e o potencial dos LFRTs.

A diferença entre LFRT e compostos convencionais reforçados com fibra de vidro curta é o comprimento das fibras. No LFRT, o comprimento das fibras é igual ao comprimento dos pellets. Isto se deve ao fato de que a maior parte do LFRT é produzida através de um processo de moldagem por pultrusão, em vez de mistura por cisalhamento.


Na fabricação de LFRT, feixes contínuos de mecha não torcida de fibras de vidro são primeiro puxados para uma cabeça de rosca para revestimento e impregnação de resina e, depois de sair da cabeça de rosca, esta tira contínua de plástico de reforço é cortada em atalho ou peletizada, geralmente para comprimentos de 10 a 12 mm. Em contraste, os compósitos convencionais de fibra de vidro curta contêm apenas fibras curtas de 3 a 4 mm de comprimento, que são ainda reduzidas para normalmente menos de 2 mm em uma extrusora de cisalhamento.
O comprimento da fibra em pellets LFRT ajuda a melhorar as propriedades mecânicas do LFRT - a resistência ao impacto ou a tenacidade é aumentada enquanto mantém a rigidez. Desde que as fibras mantenham o seu comprimento durante o processo de moldagem, elas formam um “esqueleto interno” que proporciona excelentes propriedades mecânicas. No entanto, um processo de moldagem deficiente pode transformar um produto de fibra longa num material de fibra curta. Se o comprimento das fibras for comprometido durante o processo de moldagem, não é possível atingir o nível de desempenho desejado.

Para manter o comprimento da fibra durante o processo de moldagem LFRT, há três aspectos importantes a serem considerados: a máquina de moldagem por injeção, o projeto da peça e do molde e as condições de processamento.

Eu. Considerações sobre equipamentos

Uma pergunta frequente sobre o processamento de LFRT é se é possível moldar esses materiais com nossos equipamentos de moldagem por injeção existentes. Na maioria dos casos, o equipamento usado para moldar compósitos de fibra descontínua também pode ser usado para moldar LFRT e, embora o equipamento típico de moldagem de fibra descontínua seja adequado para a maioria das peças e produtos LFRT, algumas modificações no equipamento podem ser feitas para melhor ajudar a manter o comprimento da fibra. .

Um parafuso de uso geral com uma seção típica de "medição de compressão de alimentação" é adequado para esse processo, e o cisalhamento destrutivo da fibra pode ser reduzido diminuindo a taxa de compressão na seção de medição. Uma taxa de compressão de medição de aproximadamente 2:1 é ideal para produtos LFRT. A fabricação de parafusos, cilindros e outros componentes a partir de ligas metálicas especiais não é necessária porque o LFRT não se desgasta tanto quanto os termoplásticos convencionais reforçados com fibra de vidro de corte curto.

Outro equipamento que pode se beneficiar de uma revisão de projeto é o bico do bico. Alguns materiais termoplásticos são mais fáceis de processar com uma ponta de bico cônica reversa que cria um alto grau de cisalhamento à medida que o material é injetado na cavidade do molde. No entanto, esta ponta de bico pode reduzir significativamente o comprimento da fibra de compósitos de fibra longa. Portanto, é recomendado usar um conjunto de bico/válvula com fenda com um design 100% de "fluxo livre", que permite que fibras longas passem facilmente através do bico até a peça.

Além disso, os bicos e orifícios de entrada devem ter um diâmetro generoso de 5,5 mm (0,250 pol.) ou mais e sem arestas vivas. É importante entender como o material flui através do equipamento de moldagem por injeção e determinar onde o cisalhamento quebrará as fibras.

II. Projeto de componentes e moldes

Um bom projeto de peças e moldes também ajuda muito a manter o comprimento da fibra do LFRT. A eliminação de cantos afiados ao redor das bordas da peça, incluindo linhas de nervuras, abas e outros recursos, evita tensões desnecessárias na peça moldada e reduz o desgaste da fibra.

As peças devem ter um projeto de parede nominal com espessura de parede uniforme e consistente. Grandes variações na espessura da parede podem resultar em preenchimento inconsistente e orientação indesejada das fibras na peça. Onde as peças devem ser mais espessas ou mais finas, evite mudanças bruscas na espessura da parede para evitar a formação de áreas de alto cisalhamento que podem danificar as fibras e ser uma fonte de concentrações de tensões. Geralmente tente abrir a comporta na parede mais grossa e escoar para a parte mais fina, mantendo a ponta do preenchimento na parte mais fina.

Os bons princípios genéricos de design de plástico sugerem que manter a espessura da parede abaixo de 4 mm (0,160 pol.) promoverá um bom fluxo uniforme e reduzirá a probabilidade de amassados ​​​​e vazios. Para compósitos LFRT, a espessura ideal da parede é geralmente em torno de 3 mm (0,120 pol.), Com espessura mínima de 2 mm (0,080 pol.). Com espessuras de parede inferiores a 2 mm, o material tem maior probabilidade de suas fibras quebrarem ao entrar no molde.

A peça é apenas um aspecto do design; também é importante considerar como o material entra no molde. Quando os canais e guias guiam o material para dentro da cavidade, uma quantidade significativa de quebra de fibra pode ocorrer nessas áreas sem um projeto adequado.

Ao projetar um molde para moldar compósitos LFRT, um canal totalmente arredondado com diâmetro mínimo de 5,5 mm (0,250 pol.) é ideal. Qualquer formato de corredor que não seja totalmente arredondado terá cantos afiados e pode danificar o reforço de fibra de vidro, adicionando tensão durante o processo de moldagem. Sistemas de câmara quente com portas abertas são aceitáveis.

A comporta deve ter espessura mínima de 2 mm (0,080 pol.). Se possível, coloque a comporta ao longo de uma borda que não impeça o fluxo de material para dentro da cavidade. As portas na superfície da peça precisarão ser giradas 90° para evitar o início de quebras de fibra que degradariam as propriedades mecânicas.

Finalmente, é importante prestar atenção à posição das linhas de fusão e saber como elas afetam as áreas que estarão sujeitas a cargas (ou tensões) quando a peça for utilizada. As linhas de fusão devem ser movidas para áreas onde se espera que os níveis de tensão sejam mais baixos através de um layout de comporta adequado.

A análise computadorizada do preenchimento do molde pode ajudar a determinar onde essas linhas de fusão serão posicionadas. A Análise Estrutural de Elementos Finitos (FEA) pode ser usada para comparar os locais de altas tensões com os locais das linhas de fusão identificadas na análise de enchimento do molde.

Deve-se notar que estes projetos de peças e moldes são apenas recomendações. Existem muitos exemplos de peças com paredes finas, variações de espessura de parede e características delicadas ou finas que utilizam complexos LFRT para obter bom desempenho. No entanto, quanto mais se desviar destas recomendações, mais tempo e esforço serão necessários para garantir que todos os benefícios da LFRT sejam realizados.

III. Condições de processamento

As condições de processamento são críticas para o sucesso do LFRT. Com as condições de processamento corretas, é possível preparar boas peças LFRT usando uma injetora universal e um molde adequadamente projetado. Em outras palavras, mesmo com equipamento e projeto de molde adequados, o comprimento da fibra pode ser comprometido se forem utilizadas condições de processamento inadequadas. Isso requer uma compreensão do que as fibras encontrarão durante o processo de moldagem e a identificação de áreas que causarão cisalhamento excessivo das fibras.

Primeiro, monitore a contrapressão. A alta contrapressão introduz grandes forças de cisalhamento no material que reduzirão o comprimento da fibra. Considerando começar com contrapressão zero e aumentá-la apenas até o ponto em que a rosca retorna uniformemente durante a alimentação, uma contrapressão de 1,5 a 2,5 bar (20 a 50 psi) geralmente é suficiente para obter uma alimentação consistente.

Altas velocidades da rosca também têm um efeito prejudicial. Quanto mais rápido o parafuso girar, maior será a probabilidade de sólidos e material não derretido entrarem na seção de compressão do parafuso, causando danos às fibras. Semelhante às recomendações para contrapressão, a velocidade deve ser mantida tão baixa quanto possível até o nível mínimo necessário para estabilizar uma rosca cheia. Velocidades de rosca de 30 a 70 r/min são comuns na moldagem de compósitos LFRT.

Durante a moldagem por injeção, a fusão ocorre através de dois fatores que atuam em conjunto: cisalhamento e calor. Como o objetivo é preservar o comprimento das fibras no LFRT reduzindo o cisalhamento, será necessário mais calor. Dependendo do sistema de resina, a temperatura na qual os compostos LFRT são processados ​​será tipicamente 10 a 30°C mais alta do que os compostos moldados convencionais.

No entanto, antes de simplesmente aumentar a temperatura do barril em geral, esteja ciente da distribuição inversa da temperatura do barril. Normalmente, a temperatura do barril aumenta à medida que o material se move da tremonha para o bico; entretanto, para LFRT, são recomendadas temperaturas mais altas na tremonha. A inversão da distribuição de temperatura faz com que o pellet LFRT amoleça e derreta antes de entrar na seção de compressão do parafuso de alto cisalhamento, facilitando assim a retenção do comprimento da fibra.

Uma nota final sobre o processamento diz respeito ao aproveitamento de material reaproveitado. A retificação de peças moldadas ou sprues normalmente resulta em comprimentos de fibra mais baixos, de modo que a adição de material reutilizado pode afetar o comprimento geral da fibra. Para não degradar significativamente as propriedades mecânicas, a quantidade máxima recomendada de material recuperado é de 5%. Quantidades maiores de recuperação podem afetar negativamente as propriedades mecânicas, como a resistência ao impacto.