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LFT工艺正在汽车工业中的运用-7249.com-澳门金沙993183.com

文章出处:网络-7249.com责任编辑:管理员人气:宣布工夫:2015-06-16【 】-金沙网址游戏平台

本文引见了LFT工艺的特性、工艺范例和工艺道理,和LFT工艺正在汽车零部件制造中的典范运用,并对差别工艺要领停止了对照。

概述

少纤维加强热塑性复合材料工艺(Long Fiber Reinforced Thermoplastics,简称LFT工艺)是一种将纤维(一般为玻璃纤维或碳纤维,成品中的纤维长度正在10mm以上)取热塑性树脂基体(以聚丙烯为代表)经由过程熔融浸渍、回响反映浸渍和单螺杆混炼等工艺停止复合后,再经由造粒大概间接在线注塑/模压来生产成品的工艺技术。LFT工艺具有热固性纤维加强复合材料沉量高强、可设想性强、抗委靡机能好和易实现多部件一体化等特性,同时借具有消费效力下、收受接管轻易、消费能耗低和产品质量稳定性高档上风,其发展速度近超越复合材料的平均发展速度,现在曾经正在西欧等国度的汽车工业中得到了普遍运用。
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LFT工艺的分类和工艺道理

LFT工艺重要分为两步法LFT工艺和在线LFT工艺两大类。个中,两步法LFT工艺是经由过程熔融浸渍手艺、混纺与共编织手艺,和回响反映浸渍等工艺手腕,将纤维取热塑性基体复合为粒状质料大概热塑性片状质料,然后正在制造工场停止二次加热后注塑或模压成终究产物的工艺要领。接纳这类工艺要领的代表性公司包孕GE、RTP、Ticona、ICI、Borealis、Owens Corning和Sabic等。在线LFT工艺是指正在生产线上一连完成纤维和塑料基体的复合和产物的制造历程。取两步法比拟,该工艺削减了一次加热历程,同时能够连结更长的纤维长度,并削减对纤维外面的毁伤,具有更好的消费经济性。因而,本文将重点对在线LFT工艺要领和运用停止引见。

现在,在线LFT工艺重要分为LFT挤出模压和LFT在线混炼注塑两种。LFT挤出模压手艺最具代表性的是Dieffenbacher公司的LFT-D-ILC(Long Fiber reinforced Thermoplastics - Direct processing - In Line Compounding)手艺。其工艺设备部署如图1所示。

内容来自dedecms




图1 Dieffenbacher公司的LFT-D-ILC工艺部署图

正在这类工艺计划中,第一台双螺杆挤出机将塑料粒料和添加剂熔融混淆,并挤出到第二台双螺杆挤出机中。第二台挤出机将玻纤割断,并取塑料熔体混淆匀称,挤成约200~300mm宽的条形料。条形料经由过程带有加热功用的传送带向前运送,并由产业机器人抓取后送至模具中停止模压成型。

LFT-D ILC具有许多长处:
(1)接纳间接加工,对纤维增强塑料停止在线挤出和压抑,并正在高速液压机上发生制品部件。这类体式格局不需要采购半成品,可以或许极大天进步本钱效力,并勤俭物流本钱;
(2)正在双机床操纵中,可将轮回工夫收缩至22s,使得大规模自动化消费成为能够;
(3)可经由过程取一连纤维联合来生产可视性外面和构造部件。

本文来自织梦
图2 Coperion 公司的D-LFT 长玻纤加强热塑性塑料在线配混工艺设备部署示意图

德国Coperion公司的D-LFT长玻纤加强热塑性塑料在线配混手艺是另一个对照有代表性的LFT挤出模压工艺技术。该生产工艺(其工艺设备部署如图2所示)运用的中心装备是ZSK单螺杆混炼机,该装备重要由驱动电动机、减速箱、行推轴承体系和润滑油体系、挤出机加工段和挤出机排料单位等构成。个中,挤出机的加工段由单个的机筒以模块化体式格局组成,同时包孕一套同向扭转螺杆。工程师能够挑选差别构造的机筒和螺杆块停止组合,然后将螺杆块安装到渐开线式花键的芯轴上,从而为差别的产物配方设定差别的工艺设置。带重量计量的进料装配配有3组分上料装配和高精度的振动弦传感器,该称重式上料装配的计量精度可高达±0.25%。这类装备的另一个特性是配有单履带传送体系,可同时为平行部署的两台液压机供应LFT片状料。 copyright dedecms

克劳斯玛菲公司开辟的在线配混注塑成型装备(其事情道理如图3所示)为LFT工艺的实现供应了一种新的要领。该装备将单螺杆混炼机和克劳斯玛菲的尺度MC塑料注塑机组合,实现了质料在线间接混炼。这类混炼-注塑要领具有更多上风:
(1)聚合物只需加热一次,极大天低落了生产成本;
(2)制止损伤质料,使质料的质量获得明显改进;
(3)配方天真,且可对配方质料停止天真调解;
(4)纤维加工简朴并且可以或许正在熔料中对纤维停止涂覆,有用进步了涂覆界面结果并连结纤维长度;
(5)节约质料本钱。



LFT工艺产物运用

接纳在线LFT工艺时,经由过程调解割断螺杆构造,可以获得差别长度的纤维。一般,割断后的纤维长度正在25.4mm阁下,而正在成品中,长度大于15mm的纤维占纤维总量的比例凌驾50%,因而可付与终究成品更高的力学性能、抗蠕变和耐委靡机能。 dedecms.com

现在,LFT工艺已正在汽车防撞梁、前端模块、仪表盘骨架、车门中央承载板、电瓶箱、座椅骨架板、备胎仓和车底部护板等结构件和半结构件中获得普遍运用。乘用车的前端模块是个中最具代表性的产物运用。据泰科纳的材料引见,德国群众公司一款车型的前端最后接纳金属制造,零件数目为7个,重量为9.5kg;而接纳LFT工艺成型后,零件数目减少至1个,产物重量约3kg。

第五代德国群众Jetta车型的前端模块接纳克劳斯玛菲的IMC在线混炼注塑装备KM2000-14000IMC消费而成(如图所示)。该部件以聚丙烯为基体质料,并由30%的玻璃纤维加强。


接纳LFT注塑成型工艺消费第5代Jetta前端模块

接纳LFT模压成型的代表性汽车部件包孕:
Fiat Stilo车型的前端模块,接纳30%玻纤加强的聚丙烯制造,外形尺寸为1490mm×550mm×330mm,重量为3.5kg,成型周期为35s;群众Touran车型的备胎仓盖,外形尺寸为730mm×690mm×18mm,重量为2.3kg,成型周期为25s;Mercedes E级车的仪表板支架,外形尺寸为1530mm×500mm×2920mm,重量为3.2kg,成型周期为40s。 copyright dedecms

LFT模压成型取LFT注塑成型各有特性。前者可以或许正在成型过程中将不同类型的纤维加强热塑性塑料的织物部署正在需求更高强度的位置,获得更轻质的构造部件,从而优化承力构造。比方,BMW E 46的前端模块,该部件整体接纳30%玻纤加强的聚丙烯质料,并正在受力较大的位置铺放了60%玻纤含量的Twimtex织物。取悉数接纳LFT质料的一致部件比拟,其产物重量从3.75kg低落至2.551kg,削减了30%。

LFT注塑工艺具有通例注塑工艺的上风,能够制造异常庞大的带有筋构造和多向抽芯构造的产物,更合适制造庞大构造的零件总成,并且连续生产时的效力下,生产过程的稳定性更好。

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LFT注塑成型的汽车部件

现在,LFT工艺正在汽车部件中的运用除非表面构造和半构造部件之外,用于表面部件的制造手艺也逐步成熟。比方,将巴斯夫开辟的PMF(无漆膜成型)表层工艺取LFT工艺停止复合,能够供应更加优良的表面外面。另一种手艺是,将预先冲压好的金属部件取LFT工艺复合,并正在注塑前放入模具中,可合模后注塑成型出金属/非金属复合构造,并由金属层供应优良的表面外面。 织梦好,好织梦

正在海内,北京中材汽车复合材料有限公司于2011年引入了克劳斯玛菲的KM2000-24500 MX IMC和Coperion公司的ZSK 70 Mc MEGA compounder两套生产线,并胜利开辟出了一款乘用车前端支架和防撞梁。

跟着LFT工艺技术逐步被海内厂商熟知,信赖会有愈来愈多的LFT产物被应用到海内的汽车工业、电器及物流等行业中。

作者:高国强 
 

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