A all LFT Amnewid SMC a Metal Die-cast mewn Rhannau Strwythurol - Cyflwyniad Deunydd

Dewis Deunydd Strwythurol: Thermoplastig LFT yn erbyn Thermosetau SMC yn erbyn Metelau Die-cast

Mae dewis y deunydd cywir ar gyfer cydran strwythurol yn un o'r penderfyniadau cynharaf a mwyaf canlyniadol y mae tîm peirianneg yn ei wneud. Mae'r dewis hwnnw'n cloi yn y broses weithgynhyrchu, buddsoddiad offer, dilyniant cydosod, a llwybr diwedd oes - yn aml flynyddoedd cyn i'r rhan gynhyrchu gyntaf gael ei gwneud. Er hynny, cymariaethau cynhwysfawr ymhlith y tri llwybr mwyaf cyffredin ar gyfer rhannau adeileddol canol cyfaint -thermoplastigion ffibr hir (LFT), thermosets cyfansawdd mowldio dalen (SMC)., ametelau deigastMae - yn rhyfeddol o anodd dod o hyd iddo. Mae'r erthygl hon yn llenwi'r bwlch hwnnw trwy werthuso pob deunydd. Mae fframwaith penderfynu ar y diwedd yn eich helpu i gulhau'r maes yn seiliedig ar ofynion eich prosiect.

Cipolwg ar broffiliau deunydd

Thermoplastigion LFTyn cynnwys ffibrau gwydr hir (6-25 mm fel arfer) wedi'u gwasgaru mewn matrics polypropylen neu polyamid. Mae'r deunydd yn cael ei gyflenwi fel pelenni a'i brosesu trwy fowldio chwistrellu. Yn ystod mowldio, mae'r ffibrau hir yn creu sgerbwd tri dimensiwn y tu mewn i'r rhan, gan ddarparu ymwrthedd effaith uchel a sefydlogrwydd ymgripiad. Oherwydd bod y matrics yn thermoplastig, gellir ail-doddi rhannau LFT a'u hailgylchu'n fecanyddol.

Thermosetau SMCyn ddeunyddiau llen wedi'u gwneud o ffibrau gwydr wedi'u torri wedi'u trwytho â resin ester polyester neu finyl. Mae rhannau'n cael eu ffurfio trwy fowldio cywasgu o dan wres a phwysau, pan fydd y resin yn croesi'n anadferadwy. Ar ôl ei wella, ni ellir ail-doddi SMC. Fe'i defnyddir yn helaeth ar gyfer paneli a llociau mawr lle mae sefydlogrwydd dimensiwn a gorffeniad wyneb yn hanfodol.

Metelau die-castMae - fel arfer alwminiwm, magnesiwm, neu aloion sinc - yn cael eu chwistrellu i mewn i fowld dur o dan bwysedd uchel. Mae'r broses yn cynhyrchu rhannau ag anystwythder rhagorol a gallu waliau tenau, ond mae'r castiau fel arfer yn gofyn am beiriannu eilaidd, dadburiad a thriniaeth arwyneb cyn eu bod yn barod i'w cydosod.

info-1000-720 — *Ffigur 1: Uchaf: pelenni LFT; Chwith gwaelod: deunydd crai SMC; Ar y dde isaf: Darfod -blychau metel bwrw*

Cymharwyd pedwar dimensiwn peirianneg

Anystwythder a chryfder penodol - y cerdyn sgorio ysgafnu

Mae modwlws absoliwt a niferoedd cryfder yn dweud dim ond hanner y stori. Ar gyfer cymwysiadau sy'n sensitif i bwysau, y metrigau perthnasol yw anystwythder penodol (modwlws elastig wedi'i rannu â dwysedd) a chryfder penodol (cryfder tynnol wedi'i rannu â dwysedd). Mae'r tabl isod yn rhoi gwerthoedd nodweddiadol ar gyfer cymhariaeth haen gyntaf.

Deunydd	Dwysedd (g/cm³)	Modwlws tynnol (GPa)	Anystwythder penodol (GPa / (g / cm³))	Cryfder penodol (MPa / (g / cm³))
Dur (strwythurol)	7.8	210	≈27	≈50–60
Alwminiwm (de-cast)	2.7	70	≈26	≈70–90
SMC (gwydr 30%)	1.8–2.0	10–15	≈5.5–8	≈30–50
LFT-PP (40% gwydr)	1.2	8–10	≈6.7–8.3	≈60–85

Nodyn: Mae gwerthoedd yn ystodau nodweddiadol ar dymheredd ystafell. Gall graddau LFT penodol fod yn fwy na'r ystodau hyn yn dibynnu ar gynnwys ffibr a ffurfiant matrics.

Mae'r niferoedd yn dangos bod LFT a SMC ill dau yn darparu gwerthoedd anystwythder penodol sy'n cystadlu ag alwminiwm, tra gall eu cryfderau penodol berfformio'n well na rhai aloion alwminiwm. Y gwahaniaeth allweddol yw bod LFT a SMC yn cyflawni'r priodweddau hyn ar ffracsiwn o'r pwysau. Fodd bynnag, mae eu modwlws absoliwt yn is, sy'n golygu bod yn rhaid i geometreg y rhan wneud iawn trwy ribio a dylunio cyfuchliniau. Mewn cyferbyniad, gall metel daro anystwythder uchel mewn siâp symlach ond mae ganddo gosb pwysau.

Automotive materials by LFT materials — *Ffigur 2: Rhan modurol LFT gyda pherfformiad cryfder ac anystwythder rhagorol*

Ailgylchadwyedd diwedd oes - paratoi ar gyfer mandadau rheoleiddio

Mae rheoliadau Ewropeaidd, gan gynnwys y Gyfarwyddeb Cerbydau Diwedd Oes (ELV) a'r Rheoliad Batri newydd, yn gwthio gweithgynhyrchwyr i ddylunio ar gyfer ailgylchu o'r cychwyn cyntaf. Dyma sut mae'r tri deunydd yn perfformio:

Thermoplastigion LFTgellir ei rwygo'n fecanyddol a'i ailbrosesu. Mae'r deunydd a adferwyd, er ei fod yn cynnwys ffibrau byrrach ar ôl ailgylchu, yn cadw gwerth fel cyfansawdd ffibr byr ar gyfer cymwysiadau llai heriol. Mae graddau LFT gwyryfon purdeb uchel, yn rhydd o ychwanegion anhysbys, yn darparu porthiant glân ar gyfer y ffrwd ailgylchu hon.
Thermosetau SMCni ellir ei ail-doddi. Y llwybrau gwaredu mwyaf cyffredin yw llosgi trwy adennill ynni neu ei falu i'r llenwad. Mae dulliau ailgylchu cemegol yn cael eu datblygu ond nid ydynt eto ar raddfa ddiwydiannol. Mae tirlenwi gwastraff SMC yn gynyddol gostus yn Ewrop.
Metelau die-castcael seilwaith ailgylchu aeddfed. Dim ond tua 5% o'r ynni sydd ei angen ar gyfer alwminiwm cynradd y mae cynhyrchu alwminiwm eilaidd yn ei ddefnyddio. Fodd bynnag, mae ôl troed carbon cychwynnol alwminiwm cynradd (12–16 kg CO₂ y kg) yn sylweddol uwch nag un cyfansoddion thermoplastig. Mae cynnwys wedi'i ailgylchu hefyd yn diraddio dros sawl cylch oherwydd halogiad aloi.

I weithgynhyrchwyr sy'n wynebu pwysau rheoleiddiol i ddangos dyluniad ar gyfer ailgylchu, mae LFT yn cynnig mantais glir dros SMC, a dewis arall cystadleuol yn lle metel pan ystyrir ôl troed carbon cylch bywyd.

Long Fiber Composite Materials — *Ffigur 3: Pelenni thermoplastig ffibr hir LFT y gellir eu hailgylchu*

Amser beicio ac effeithlonrwydd cynhyrchu

O ddeunydd crai i ran gorffenedig, mae cyfanswm yr amser cynhyrchu yn pennu cost trwybwn a gweithgynhyrchu.

Mae mowldio chwistrellu LFT yn elwa o feicio cyflym a'r gallu i integreiddio nodweddion lluosog mewn un ergyd - asennau, penaethiaid, ffitiau snap - gan ddileu llawer o gamau i lawr yr afon. Mae mowldio SMC yn arafach oherwydd yr adwaith halltu, ac mae trin deunydd â llaw neu led-awtomatig yn ychwanegu llafur. Mae marw-castio yn cynnig ffurfiant cyflym, ond mae'r prosesu eilaidd helaeth yn aml yn ymestyn cyfanswm yr amser arweiniol gweithgynhyrchu.

processing guide.png — *Ffigur 4: Siart Llif Proses Mowldio Chwistrellu Deunydd LFT*

Lle mae pob deunydd yn ffitio - yn ôl math o gydran

Mae'r tabl isod yn mapio cymwysiadau strwythurol cyffredin i'w deunydd ffit orau. Lle mae LFT-G^®Argymhellir, nodir y gyfres benodol.

Cydran	Ffit orau ar hyn o bryd	Argymhellir LFT-G^®cyfres	Rheswm allweddol
Cludwr modiwl pen blaen	LFT (prif ffrwd)	LFT-G^®PP	Cydgrynhoi rhan mewn un ergyd
Amgaead pecyn batri	LFT (tyfu)	LFT-G^®PP (retardant fflam)	Rhwystr thermol, UL94 V-0, ysgafn
Drone / braich strwythurol eVTOL	LFT (a ffefrir)	LFT-G^®PA6 / PA66	Anystwythder uchel, dirgryniad dampio
Braich robot diwydiannol	LFT (tyfu)	LFT-G^®PA6 / PPS	Ymwrthedd creep, pwysau isel
Tai offer pŵer	LFT (tyfu)	LFT-G^®PP / ABS	Cryfder effaith, gorffeniad wyneb
Ffrâm offer chwaraeon	LFT (tyfu)	LFT-G^®TPU / HDPE	Gwydnwch, effaith tymheredd oer
Rhan dan-cwfl tymheredd uchel	LFT (yn lle metel)	LFT-G^®PPS / PBT	240 gradd + defnydd parhaus, ymwrthedd cemegol
Caledwedd dec morol	LFT (dewis naturiol)	LFT-G^®PP / HDPE	Atal cyrydiad dŵr halen, dim gwaith cynnal a chadw
Panel corff mawr (cwfl, to)	SMC (yn dal i arwain)	-	Arwyneb Dosbarth-A, LFT a ddefnyddir fel atgyfnerthiad mewnol
Siasi electronig tra-denau	Die-cast Mg/Al	-	Wal is-1mm, angen cysgodi EMI

LFT-G^®defnyddiau eisoes yn cael eu cymhwyso i mewnmodiwlau pen blaen, clostiroedd batri, drones, aroboteg- gyda PP a PA fel y gyfres workhorse. Ar gyfer amgylcheddau tymheredd uchel, mae PPS a PBT yn camu i mewn. Ar gyfer anghenion caledwch ac effaith oerfel, mae TPU a HDPE yn llenwi'r bwlch. Lle mae gorffeniad arwyneb neu ofynion waliau tenau eithafol yn dal i ffafrio SMC neu fetel, mae LFT yn aml yn atgyfnerthiad mewnol. Wrth i ddata materol ar ymgripiad, blinder, ac arafu fflamau barhau i dyfu, mae'r LFT-G^®mae ôl troed cydrannau strwythurol yn ehangu o flwyddyn i flwyddyn.

Application samples of LFT materials — *Ffigur 5: Cais samplau o ddeunyddiau LFT*

Dod â'r gymhariaeth i mewn i'ch prosiect

Nid oes unrhyw ddeunydd unigol yn ennill pob categori. Mae LFT yn disgleirio mewn cymwysiadau strwythurol canol-cyfrol lle mae lleihau pwysau, ailgylchadwyedd, ac integreiddio swyddogaethol yn flaenoriaethau.

Yn Xiamen LFT, mae ein LFT-G^®portffolio yn cynnwys PP, PA, a graddau PPS tymheredd uchel. Rydym yn darparu data ymgripiad manwl, canllawiau cyfeiriadedd ffibr, a chymorth peirianneg cymwysiadau i'ch helpu i wneud y penderfyniad materol cywir yn gynnar - pan fydd cost newid yn dal yn isel.

cuatomer show.jpg