Kā izvēlēties sildīšanas plati garo šķiedru termoplastu (LFT) kompresijas formēšanai?

lielas automašīnas daļas presēšana no karstas, ar stikla{0}}šķiedru-pastiprināta termoplasta lādiņa. Tāpat kā karstas, abrazīvas segas nospiešana. Materiāls plūst zem tonnu spiediena, slīpējot pret karstajām plāksnēm. Parasta tērauda plāksne nolietosies un zaudēs līdzenumu, radot detaļu biezuma atšķirības. Plāksnei jābūt ar bruņu pārklājumu. Izvēloties pareizos karsēšanas loksnes kompresijas liešanas lietojumus ar garo šķiedru termoplastu, ņemiet vērā virsmas cietību, struktūras stingrību un termisko viendabīgumu — īpaši attiecībā uz dziļās{7}}zīmēšanas ģeometrijām.

Nodiluma izaicinājums: stikla šķiedras kā abrazīvie līdzekļi
Garās šķiedras termoplasti (LFT) parasti satur 20{10}}50 masas % stikla šķiedras, un šķiedras garums ir 6–25 mm. Kompresijas gājienā izkausētā polimēra matrica pārvieto šīs cietās, smailās šķiedras pa plāksnes virsmu ar spiedienu 50–200 bāri (5–20 MPa). Šķiedras ir mazi skrāpji, kas lēnām noņem materiālu no plāksnes virsmas. Ražošanas nedēļu vai mēnešu laikā uz mīksta vai neapstrādāta tērauda plāksnes būs skrāpējumi, rievas un lokalizētas ieplakas. Tas izraisa detaļu biezuma nevienmērīgumu, izraisot detaļu noraidīšanu un instrumentu pārstrādi.

Virsmas sacietēšana: pirmā aizsardzības līnija
Plāksnes virsma ir lakta, un āmurs, kas nekad neatbalstās, ir plūstošs, ar stiklu{0}}pildīts polimērs. Lai izturētu šo noberšanos, plāksnes virsmai jābūt vismaz 60 Rokvela C (HRC) vai aptuveni 700–800 HV.

Pamata materiāla izvēle
Plāksnes korpuss parasti tiek ražots no augstas kvalitātes instrumentu tērauda, ​​piemēram, AISI H13 (1.2344), AISI P20 (1.2311) vai AISI 4140 iepriekš rūdīta. Šo tēraudu siltumvadītspēja, apstrādājamība un izmēru stabilitāte ir laba parastajā formēšanas temperatūrā no 150 līdz 250 grādiem. Bet tukšs tērauds nav piemērots LFT lietojumiem.

Virsmas sacietēšanas procesi
Viena no trim standarta procedūrām tiek izmantota, lai sacietētu LFT kompresijas formēšanas plāksnes darba virsmu:

Cietības (HRC) apstrādes dziļuma piemērotība LFT
Gāzes vai plazmas nitrēšana 0,3–0,5 mm 65–70 Piemērota mērenam stikla daudzumam (<=30%)
Cietais hroma pārklājums no 0,05 līdz 0,2 mm 65 līdz 70 Labs, taču var saplaisāt lielas slodzes rezultātā
PVD keramikas pārklājums (TiN, CrN, AlTiN) 2–5 µm (0,002–0,005 mm) 80–85 (līdz 2000–3000 HV) Lieliski piemērots savienojumiem ar lielu slodzi (lielāks vai vienāds ar 40% stikla)
Nitrēšana veido difūzijas zonu, kas pakāpeniski mainās no cietā savienojuma slāņa uz mīkstāku serdi, izvairoties no atslāņošanās. Tā ir visrentablākā alternatīva vidēja apjoma ražošanai.

Cietajam hromēšanas pārklājumam ir liela nodilumizturība, taču tai ir nepieciešama precīza malu sagatavošana, lai novērstu lobīšanos termiskās cikla laikā.

Physical Vapour Deposition (PVD) coatings such as titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN) offer the greatest surface hardness (usually >2000 HV) un ļoti zemu berzes koeficientu. Lai gan pārklājums ir diezgan plāns (daži mikroni), tas ievērojami samazina līmes nodilumu un šķiedru skrāpējumus. Visvairāk abrazīviem un ar stiklu iesaiņotiem materiāliem (piemēram, 50% stikla) ​​optimālā atbilde ir PVD pārklājums.

Strukturālā stingrība: aizmugurējā puse ar rievojumu
LFT formēšanai plāksnei ir jāiztur lieces un deformācija pie augsta formēšanas spiediena, kas parasti ir 100{3}}200 bāru diapazonā. Pat neliela izliekta vai ieliekta deformācija (apmēram 0,1 mm) noved pie nevienmērīga daļas biezuma ar plānām vietām, kur spiediens ir visaugstākais, un biezām daļām malās.

Līdzenuma labad jāizmanto stipri rievota sildīšanas plāksnes aizmugure (pretējā formēšanas virsmas puse). Ribas ir izlietas vai apstrādātas režģa veidā, kas palielina sekcijas moduli, nepievienojot pārāk daudz masas. Rievojumu atstatums un ribu biezums bieži tiek optimizēti, izmantojot galīgo elementu analīzi (FEA) paredzamajam iespīlēšanas spēkam un veidņu ģeometrijai. Labi rievotas plāksnes kopējais biezums no 50 līdz 100 mm pilnas slodzes laikā 1 metra laidumā var būt mazāks par 0,05 mm.

Deep Draw Forma: Temperatūras viendabīgums
Dziļi{0}}zīmējamiem LFT elementiem, piemēram, transportlīdzekļa aizmugurējiem sēdekļiem, priekšējiem{1}}gala moduļiem vai akumulatoru korpusiem, nepieciešama pastāvīga materiāla plūsma vertikālās vai tuvu vertikālās sienās. Ja uz plāksnes virsmas ir karstas vai aukstas zonas, polimērs neplūst vienmērīgi. Karstākās zonas ļaus ātrāk plūst, savukārt vēsākās zonas priekšlaicīgi sacietēs un pilnībā nepiepildīsies.

Sildelementi, kas parasti ir kārtridžu sildītāji, jāuzstāda pēc iespējas tuvāk darba virsmai, parasti 15-25 mm zem virsmas. Tas samazina termisko nobīdi un ļauj ātri reaģēt uz temperatūras iestatītās vērtības pielāgošanu. Vietās ar lielu siltuma zudumu (piemēram, blakus malām un dziļos ievilkšanas stūros) kārtridžu sildītāji ir sakrauti zigzaga vai paralēlā veidā ar tuvāku atstarpi. Norādiet vairākas atsevišķas sildīšanas zonas (parasti 3–6 zonas uz vienu plati), katrai no tām ir savs temperatūras sensors (termopāris vai RTD) un slēgta cikla kontrolieris. Šī zonālā struktūra pārvar siltuma zudumus dažādās plāksnes zonās un garantē, ka viss formēšanas apgabals, ieskaitot dziļās vilkšanas dobumu, saglabājas ±2 grādu robežās no vēlamās temperatūras.

Detaļu atbrīvošanas virsmas apdare
Lai optimizētu formētās LFT daļas atbrīvošanu, plāksnes virsma ir jānopulē līdz smalkai pulēšanai (Ra 0,2–0,4 µm vai labāka). Gludāka virsma samazina šķiedru pretestību un bojātu polimēru atlikumu veidošanos. Pārklājumam ir izmantota PVD pārklājuma plākšņu pulēšana, kas nodrošina gan nodilumizturību, gan vienkāršu atbrīvošanos.

LFT kompresijas veidņu atlases kritēriju kopsavilkuma prasībaIeteicamā specifikācija
Pamatmateriāls instrumentu tērauds (H13, P20 vai 4140)
Virsmas cietība ir lielāka vai vienāda ar 60HRC (lielāka vai vienāda ar 700HV)
Cietināšanas metode Nitrēšana (0,3-0,5 mm) priekš<30% glass; PVD TiN/CrN for >30% stikls
Plates aizmugure Augsti rievota, FEA{0}}optimizēta novirzei<0.05 mm/m
Kārtridžu sildītāji 15-25 mm no virsmas, zonālā vadība (±2 grādi ) Sildelementi
Virsmas apdare Pulēta līdz Ra Mazāks vai vienāds ar 0,4 mikroniem
Secinājums
Plates izvēle LFT formēšanai ir cīņa pret noberšanos un novirzi; veids, kā uzvarēt, ir izmantot stingru, labi{0}}atbalstītu rīku ar precīzi vienādu siltuma profilu. Termoplastu karsēšanas plāksnīšu kompresijas formēšanai ir nepieciešama virsma, kas var izturēt stikla šķiedru slīpēšanas darbību, ko var panākt ar nitridēšanu, cieto hromu vai PVD keramikas pārklājumiem, un rievota aizmugure, lai novērstu deformāciju augsta spiediena ietekmē. Kasetņu sildītāji atsevišķās zonās, kas atrodas blakus darba virsmai, rada vienmērīgu siltumu, kas nepieciešams dziļai-izvilkšanai. Lai sagatavotu vieglas un augstas stiprības rītdienas automobiļu daļas, nepieciešams instruments, kas nenolietojas, labi izvēlēta plāksne to nodrošina.