Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Termoplasty vyztužené dlouhými vlákny
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Termoplasty vyztužené dlouhými vlákny

Přístrojová deska vozu Škoda Fabia je v Evropě jedním z prvních případů velké aplikace nových termoplastů vyztužených dlouhými vlákny LFT (Long Fiberreinforced Thermoplastics). Pro její konstrukci byl vybrán LFT materiál Ticona Celstran PP GF30, z polypropylenu vyztuženého 30 % hm. 10 - 15 mm dlouhých skleněných vláken.

Zkoušky ukázaly, že konstrukce desky z LFT o tloušťce pouhé 2,7 mm zaručuje funkci při teplotě až -35 °C, nepředstavuje riziko při vystřelení airbagu a má vysokou nárazovou pevnost. Nejen tato, ale i další aplikace v automobilovém a leteckém průmyslu jsou příklady nahrazení kovových materiálů novými lehčími a levnějšími materiály.
Jeden z procesů výroby LFT, novou technologii přímého zpracování termoplastů vyztužených dlouhými skleněnými vlákny in-line kompoundováním, vyvinul ve spolupráci s ústavem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) a dalšími firmami známý německý výrobce lisovací techniky Dieffenbacher. Technologií LFT-D/ILC, která je teprve na začátku svého tzv. růstového potenciálu, se vyrábí lehké a komplexní velkoplošné automobilové díly, jako čelní díly, podlahové díly, dveřní výplně ap.

Technologie LFT-D

Nákladově nevýhodnou stávající technologii s meziproduktem (plochý polotovar nebo válečkový granulát) a jeho zpracováním vstřikováním obchází technologie LFT-D. V prvním extruderu se nejprve provede přímé míchání polypropylenové matrice s potřebnými aditivy a dlouhými skleněnými vlákny. Druhý dvoušnekový extruder zpracovává směs s pramenci skleněného rovingu. Z toho vychází vyztužený plastifikát na transportní pás, kde se dělí a manipulačním robotem se dopraví přímo k lisu a vylisuje na hotový rozměrný díl. Podíl vyztužujícího skleněného vlákna je mezi 20 - 40 % hm. Novou technologií lze vyztužení spolehlivě a reprodukovatelně ovládat.

Vše v jednom extruderu

Příspěvkem IFC ve spolupráci s firmou Dieffenbacher bylo rozšíření LFT-D na nové materiály a aplikace. Plastová matrice se v nové technologii LFT-D/ILC mísí přímo v jednom extruderu s aditivy včetně vytvrzujících a změkčujících přísad a protipožárních retardantů. Vyztužující skleněná vlákna a roving se vtahují současně do extruderu v jednostupňovém procesu. Tímto procesem lze také zpracovávat hodnotnější technické plasty (např. PA 66, PC/ABS, PPS, PUR, PBT a POM) na tzv. Advanced LFT a vyrábět i tzv. Tailored LFT, lokálně zpevněné jednoosým orientovaným vyztužením nebo textilní výztuží. Výstupní plastifikát se opět zpracovává lisováním.
Předností technologie LFT-D/ILC je ekonomická výroba s krátkými lisovacími cykly mezi 20 až 25 s při práci se dvěma nástroji a paralelním zakládáním dvou polotovarů a ukládáním 2 výlisků. V plně automatizovaném provozu lze při dostatečné kapacitě extruderu vyrobit 100 až 120 výlisků za hodinu. Základem systému je výkonný rychloběžný vysoce přesný lis a přesné nástroje, neboť tloušťka výlisků je často menší než 1,8 mm. Lis Dieffenbacher používaný pro plně automatizovanou výrobu pracuje se silou 25 000 kN. Podíl vyztužující skleněné fáze, ale i druhu fáze (keramická, aramidová, uhlíková a nerezová vlákna např. pro elektromagnetické stínění) je volitelný podle konstrukce a účelu aplikace. Právě volitelný podíl vyztužující fáze umožňuje značné úspory nákladů, až 35 % proti procesu zpracování z polotovarů vstřikováním.
Při procesu LFT-D/ILC se dosahuje také úspor materiálu, až 40 %, protože veškerý výrobní odpad (vtokové zbytky, ostřižky a vytříděné výrobky) lze znovu použít. Podmínkou je úprava recyklátu na drť do průměru 50 mm, kterou lze přisazovat do extruderu v podílu do 30 % hm., pro zachování rovnoměrné jakosti a vlastností výrobku.
Vedle firem Dieffenbacher a ICT, které za vývoj technologie a strojního zařízení obdržely cenu JEC Award 2002 od asociace Journals and Exhibitions on Composites v Paříži, se na jejím vzniku podílely firmy BMW, Dow Chemical, Leistritz, Menzolit Fibron, Polymer-Tec a Werkzeug und Formenbau Schmidt. Dieffenbacher vyvinul vhodná zařízení i pro následné operace, jako chlazení dílů, ostřihování, vysekávání otvorů a jejich zpevňování, pro transferové operace a automatizaci. Ten za svůj přínos k technologiím LFT-D a LFT-D/ILC obdržel ještě cenu AVKTV Innovation Award 2001.

Další články

Technologie zpracování pryže/ plastů

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: