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LFRTGMT在國際汽車工業綜述(一) zund G3 2XL-1600-標誌雕刻台中切割加工
2022/01/13 04:49:23瀏覽25|回應0|推薦0

    增強熱塑性材料技術目前取得了卓越進展,進一步提升了它們的性能和開發出更多新的應用。高性能的長纖維增強熱塑性復合材料(Long Fiber Reinforced Thermoplastics, LFT)是近年來取得突破進展的纖維增強復合材料,具有高強度、高剛度、尺寸穩定、低翹曲度、使用壽命長、耐蠕變等顯著特點,可以彌補或取代常用的短纖維增強熱塑性塑料(Short Fiber Reinforced Thermoplastics, SFT)不足與缺點。目前,采用長纖維增強技術是實現通用塑料和工程塑料達到高性能化目標的重要改性技術之一,己引起國內外纖維增強復合材料科研與工業界的廣泛重視與研究開發和生產。
    LFT復合材料是當今熱塑性復合材料市場中發展快的新材料之一,在過去十年中以30%的年增長率上升,即使在經濟不景氣時期也未受到影響。2006年全LFT復合材料的用量達已到70kt/y,目前產量與應用在歐洲已經超過GMT復合材料①產量。業內人士預計LFT復合材料還有5-10年的高速發展時期,特別是在汽車零部件制造領域的設計與應用將繼續以兩位數字的年增長率快速增長。
    LFT復合材料具有優異的性能和廣闊的應用前景,對其開展深入和系統的研究與開發和生產,無論是對理論研究還是對工程應用,以及提升國內汽車制造工業用熱塑性復合材料的工業生產、設計與應用水平,都具有十分重要的意義與巨大的經濟價值。
    在復合材料的,長纖維增強熱塑性材料始終是這個家族成長快的一員。這種材料包括玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)和長纖維增強熱塑性材料(LFTs)。
    汽車工業,仍舊是所有增強熱塑性材料(RTPs)的核心市場,為該市場提供了創新和發展的空間。(特別是發展速度較慢的北美和歐洲市場)汽車制造商需要提高利潤,降低汽車燃油消耗。雖然RTPs通常具有較高的原材料成本,但是用它制造出的零部件通常要比任何金屬或熱固性復合材料具有更低的重量。除此之外,長纖維增強在GMT和LFT中,能夠為設計人員提供比金屬部件更大的靈活性,降低制品中的零部件使用數量,節約模具成本,簡化組裝/精加工操作,同時還能夠提高產品生產周期。據統計,汽車行業的LFT消耗量約占LFT行業總消耗量的80%。而在汽車行業中,歐美LFT消耗量大約占95%,其中歐洲占80%,美國占15%。業內類似的研究使得長纖維增強熱塑性材料(LFRT)在重型卡車和大規模公共交通運輸領域被廣泛關注,休閑車(RV)OEM制造商更是表示,探索熱塑性復合材料能夠幫助他們“車輛上的房子”性能更為優越。
    沒錯,GMT在過去十年中,比起自從發明它之后的三十年,變化大的太多了。不論是不是由于近年來LFRT/D-LFT大發展帶來的刺激,還是由于加工制造也發展的帶動,在材料科學的里,永遠有一條法則,即“發展,否則面臨‘滅亡’。”因此,產品制造商始終關注是否從根本上開發出了各項產品的性能。

                                               Dieffenbacher的LFT-D設備

    開發新的基體[-page-]     雖然聚丙烯(PP)作為GMT復合材料的基體材料已經將近四十年了,發展到熱塑性工程塑料能夠幫助GMT大家庭的成員提高性能。AZDEL Inc公司②(位于美國弗吉尼亞州的Forest)目前主要的產品是聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亞胺(PEI)作為基體的低密度GMT產品。因為該種GMT具有天生的阻燃性能和隔熱性能,所以該產品主要針對大眾交通運輸和航空領域的應用。Quadrant Plastic Composites AG公司(位于瑞士的Lenzburg)為短切氈引入了一種新的尼龍(原料),該產品主要針對歐洲地區汽車市場而研發的。
    預混LFRT,雖然范圍內銷售聚丙烯仍然占主導地位,通常其基體的使用范圍更為廣泛。Ticona Engineering Polymers③ (泰科納工程塑料公司 位于美國肯塔基州的Florence)為其LFRT生產線Celstran也引入了一款新型基體材料,具有導電和不導電的縮醛(聚甲醛[聚甲醛])和線性聚甲苯基硫化物(PPS)。此系列還包括PP,PA和熱塑性聚氨酯(TPU),增強材料為一種或多種10毫米的長纖維類型,如玻璃纖維,碳纖維,芳綸纖維或不銹鋼纖維。另一個產品名為Compel,Compel LFRT產品的制備工藝使長纖維在制備中被充分浸潤,從而為塑料基體提供了優化的增強效果。與常規的短纖增強材料不同,Compel LFRT部件中具有更長的增強纖維(達到了25毫米),而且它們相互纏繞,形成了一種纖維骨架,它能限制各向異性收縮,顯著降低翹曲。如果您想充分發揮加工工藝潛力,并在模量和抗沖上有更進一步的突破,Compel® LFRT(長纖維增強熱塑性塑料)將是您理想的選擇。它具有更長的增強纖維,并適用于模壓成型工藝。
    Compel LFRT產品的制備工藝使長纖維在制備中被充分浸潤,從而為塑料基體提供了優化的增強效果。與常規的短纖增強材料不同,Compel LFRT部件中具有更長的增強纖維,而且它們相互纏繞,形成了一種纖維骨架,它能限制各向異性收縮,顯著降低翹曲。Compel LFRT的玻纖標準長度是25mm,比Celstran® LFRT中使用的10mm的玻纖更長。其結果是它具有更優越的抗沖強度
    它通過使用玻纖和碳纖來提供滿足各種苛刻應用的綜合性能。典型的基體塑料為聚丙烯或尼龍。所有牌號都是熱穩定級。
    綜合其優異的力學、抗沖擊、抗蠕變和低翹曲等性能,LFRT產品是金屬替代材料的理想候選者。典型應用包括汽車前端、儀表板骨架和控制面板。
    通常,車頂模塊和天窗前端部件都裝有集成電路。這些部件需要具備的抗摩擦性能,同時在-40~80℃的溫度范圍內具有穩定的機械性能。對此,設計者常選用泰科納的Celstran LFRT和Celanex PBT材料,例如,大眾汽車的天窗框架。
    技術領域取得的重大進展還不僅于此,D-LFT對熱固性材料加工技術也加速研發,使得SMC材料在生產中能夠降低更多生產成本。Fraunhofer ICT公司(位于德國的Pfinztal)聚合物工程部的總監Frank Henning表示,在德國的熱塑性材料目前有大發展,他們稱之為“DuroVision”。

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料,產品的後加工品質,一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上,對於一般產品可能還適用~

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

為了讓後加工的品質更上一層樓,切割機臺的選擇就非常重要

瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌,也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割:

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割:

厚度為2mm的皮革材料,影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料:

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
噴印標示完成後隨即進行外型切割作業

三層碳纖維編織乾布裁切:

碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一,但強度卻是鐵的10倍
透過ZUND的高速切割系統與模組化刀具設備,裁切完成

蜂巢板切割:

蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料,使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

ZUND切割機不僅可以穩定物件,銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程

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( 興趣嗜好教育文化 )
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