מבט אל תוך-Depth על המאפיינים המכניים של קומפרסון מובד

עובש קומפרספרסוני הוא אחד השיטות הוותיקות והאמינות ביותר לייצור חלקים ביצועים גבוהים מן thermosets, thermoplastics וחומרים מורכבים.זה משמש נרחב ברכיבי רכב תחת בסיס, אינסולטורים חשמליים, חלקי יישומים, ופאנלים פנימיים אווירו-מרחב.התהליך מספק חלקים עם יציבות ממדית מעולה, לחץ פנימי נמוך, ומשטח יוצא דופן.

כיצד דיכוי מוליד עובד

בתבנית דחיסה, מטען טרום-המידה של חומר (לעתים קרובות בצורת גרגרים, אגן, או דיסק pre-formed) ממוקם ישירות לתוך ההיקף הפתוח של עובש מחומם.תבנית סגורה תחת לחץ הידראולי, בדרך כלל בטווח של 5-100 דקות מחוספסת, בהתאם לחומר.

עובש קומפרספרסוני עולה בייצור חלקים עם חלקים עבים, שואב עמוק, או גיאוגרפיות מורכבות שעלול לגרום דפי אבן או זרם קווים בצנרת הזריקה. זה גם מייצר פסולת חומרית מינימלית כי המטען הוא בדיוק ממטר. עם זאת, זה בדרך כלל איטי יותר מאשר זריקה ופחות מתאים לייצור עשיר של חלקים קטנים, מורכבים.

תכונות מכניות קריטיות עבור Compression Molded Components

הבנת התכונות המכאניות של החלק הסופי היא חיונית לאימות עיצוב ובחירת החומר.הנכסים הבאים הם לעתים קרובות המפורטים ביותר עבור חלקים מעוצבים.

כוח Tensile ו- Modulus

חוזק Tensile הוא הלחץ הנדסי מקסימלי חומר יכול לקיים תוך כדי מתוח לפני שבר.זה מדד ישיר של היכולת של חלק להתנגד להיות משולש. עבור thermosets מעוצבים כגון פנולק או epoxy, חוזקות Tenile בדרך כלל נע בין 30 ל 80 MPa. Glass-fiber מחזק יכול לעלות על 150a.

כוח מדכא

כוח דחוס מודד את היכולת לעמוד בעומסים נוטים להפחית את נפח. הנכס הזה חשוב במיוחד עבור חלקים המשמשים clamping, נושא, או ערימה של יישומים. המסובכים של Thermoset לעתים קרובות להפגין כוח דחיס גבוה יותר מאשר כוח רבילי עקב חיזוק הסיבים ויכולת דחיסה גבוהה של ערכי ממטריקס פולימר.

כוח Flexural ו Stiffness

כוח Flexural (מודולוס של קרע) מתאר את היכולת להתנגד לכוחות התכופים. A 3 נקודות או ארבע נקודות מבחן מכווצ משמש כדי לקבוע את הנכס הזה. תכונות Flexural רלוונטיות במיוחד עבור רכיבים דמויי קרן כגון כיסוי, דיור, ותומכת מבנית. חומרים רבים מעוצבים מקבצי דפוסים מראים כוח גמיש, לעתים קרובות מעל 100 MPa עבור צבעי זכוכית עבור כיתה.

השפעה

התנגדות השפעה לכמת את האנרגיה חומר יכול לספוג לפני fracturing תחת עומס פתאומי.זהו נכס קריטי עבור חלקים בכפוף לפירוק, התנגשות, או טעינה דינמי. שיטות מבחן משותף כוללים Izod ו- Charpy Impact Testing (הן לאched ולא מכוונן) עובש מסובייקט, במיוחד אלה עם חיזוק מתמשך או ארוך טווח, יכולים להציג את האנרגיות של 10-30-J / m / 2 בדרך כלל יכול לשפר את הגומי קצר יותר.

המרירות

הרדיות מודדת את ההתנגדות של החומר להתבוננות על פני השטח, שחיקה, וחדירה.זה משפיע על החיים ועל היכולת לשמור על סובלנות ממדית על משטחים הזדווגים. רוקוול (למשל, רוקוול M או R Scales) ובדיקת קשיחות ברקול נפוצים עבור thermos ותרכובות עובש Phenolicing לעתים קרובות להשיג רוק מ -100-120, בעוד מערכות זכוכית מלאות יכול להיות מושפע מעט מאוד.

כוח עייפות והתנגדות רפיפ

עבור חלקים חשופים עומסי מחזוריים חוזרים, כוח עייפות הופך לפרמטר העיצובי מגביל.compression עובש חלקים יכול להציג התנגדות עייפות טובה עקב הלחץ השוני הנמוך וחלוקת סיבים אחידים. אינסוף גבולות (רמות מתח שניתן להמשיך עבור מיליוני מחזורים) הם בדרך כלל 20–40% של עמידות רצף סטטי.

גורמים עיקריים השולטים ב-Fireative Properties

הביצוע המכאני הסופי של רכיב מעוצב דחיסה אינו רק פונקציה של תנאי עיבוד הגלום, עיצוב עובש, ופעולות לאחר גיל לשחק תפקידים מכריעים.

קומפוזיציה חומרית ושיקום

סוג של ממטריקס פולימר (פנוי, epoxy, melamine, פוליסטר, vinyl ester) קובע את רמת הבסיס של כוח, קשיחות ויציבות תרמית. תוספת של ממלאים כגון סידן פחמן, אחיקה, או mica יכול להגדיל את הקשידות ולהפחית את העלות הנוקשות אבל עשוי להוריד את ה- Tenile ואפקט אם מוסיפים יותר סיבים הוא הדרך היעילה ביותר להגביר את התכונות המכאניות; הוא יותר ויותר.

תנאי עיבוד: טמפרטורה, לחץ, ו- Cure Time

יש לשלוט בזהירות על מנת להבטיח זרימת התכה נאותה ללא ריפוי מוקדם (עבור thermosets) או השפלה. פרופיל התרופה וטמפרטורה לקבוע את מידת הסימון של cross-linking.תחת חלקים בעלי כוח נמוך יותר, התנגדות כימית, והתנגדות זחילה. Over-curing יכול לגרום לערעור, blisters משטח, או ריבאונד פנימי.

עיצוב ומשטח קצה

עובש מעוצב היטב מקדם זרימה אחידה וצפיפות. שארפ, חלקים דקים, ושינויים עוביים פתאומי לגרום ריכוזים מתח כי להפחית כוח מכני. זווית דאף חייב לאפשר הזרקת קלה ללא פגיעה בחלק.משטח עובש להשלים העברות לחלק; חלל מלוטש מניב משטח חלק שיכול לשפר את ההתנגדות על ידי צמצום אתרי הפחתת סדקים כראוי הוא חיוני כדי לאפשר גזים, למנוע את הנפיחות חלקה.

Cooling Rate ו-Post-Cure Treatment

לאחר שהתבנית נפתחת, החלק קריר לטמפרטורת החדר.קירור מהיר יכול לנעול בלחצים שאריות, המוביל לדף מלחמה או כוח השפעה מופחת. איטי, קירור מבוקר או annealing יכול להקל על הלחץ האלה.חלקים רבים של thermoset ליהנות ממחזור פוסט-cure (בדרך כלל 1-4 שעות ב 120-200 מעלות צלזיוס בתנור) כדי להשלים את הlinking וייצוב פוסט-חום משפר חום ארוך, טמפרטורה לטווח ארוך, עמידות מכנית, לטווח ארוך.

שיטות מבחן סטנדרטיות ל-MRI

אבטחת איכות עקבית מסתמכת על בדיקות מכניות סטנדרטיות.מבחנים אלה מספקים נתונים עבור עיצוב המאפשרים ואימות תהליכים.השיטות הבאות משמשות באופן נרחב בתעשייה.

בדיקות Tensile

מבוצעת עבור ASTM D638 או ISO 527. A Fatbell בצורת הדגימה נמשכת בקצב קבוע עד כישלון.המבחן מניב כוח רב-ile, מודלוס, והמשך הפסקה.עבור מסובבים מעוצבים, הנטייה של סיבים ביחס ציר ההטעינה חייבת להיות מתועדות כי anisotropy יכול לגרום להבדלים משמעותיים.

בדיקות

ASTM D695 או ISO 604 משמש עבור פלסטיק ומורכבים. A בלוק קצר או גלילינדר דחוס בין חתכים מקבילים.התוצאה היא כוח דחוס ומודולוס. עבור מסובכים, עומס קצה או כיס המרה של Shear משמש כדי להימנע מלקלינג.

בדיקות Flexural

ASTM D790 או ISO 178 מפרט מבחן תלת-ארבע נקודות.הדגם נתמך בשתי נקודות ועוסק במרכז (או שני נקודות) חוזק ומודולולוציות מחושבות ממשטח ה-de.מבחן זה רגיש במיוחד לפגמים ונטימנט סיבים חיצוניים (מתח) בצד של הדגימה.

תוצאות בדיקות

Izod (ASTM D256) ו Charpy (ASTM D6110, ISO 179) הם הדגימות הנפוצות ביותר.לא מצופה לחקות ריכוזים של מתח אופייניים לחלקים אמיתיים. דגימות לא מכווצות לספק מדד של הקשיחות הטבוע של החומר. נתונים מדווחים ב J/m או kJ / m2. עבור חומרים דוקטריליים מאוד, בדיקות השפעה יכול לחשוף עומסים ופסגות.

בדיקת המרירות

קשיחות רוקוול (ASTM D785) משתמשת כדור פלדה נכנס תחת עומס גדול.מאזנים שונים (R, L, L, M) תואמים בגדלים שונים של Indenter ועומסים. Barcol קשיחות (ASTM D2583) הוא פופולרי עבור תרמוטס מחזק כי הוא נייד וניתן להשתמש בו ישירות על חלקים.

בדיקות נוספות עבור דרישות מיוחדות

עבור חלקים שחווים עומסים מחזוריים, בדיקות FLT:0 fatigueibeurs (ASTM D7774 עבור מדפים) הם הכרחיים. מבחנים (ASTM D2990) מדדים את העיוות תחת עומס קבוע לאורך זמן. חום דה השתקפות טמפרטורה (HDT, ASTM D648) ו- Vicat רכך נקודת המצביע על הגבלת השירות העליון.

יישום מעשי שבו חומר מכני

עובש קומפרספרסוני משמש תעשיות רבות, וכל יישום דורש קבוצה מסוימת של תכונות מכניות.

  • (FLT:0) מנוע מתחת לרכיבי ראש FLT:1 (למשל, צריכת מאניפלים, כיסויי שסתום, מגורים משתנים) חום גבוה השתקפות, התנגדות זחילה וכוח דחיסה הם קריטיים.
  • (FLT:0) אינסטלטורים חשמליים ומחליפים (FLT):1 (למשל, קשת צ'טים, חלקי שבר מעגל, לוחות מסוף משנה) אלה זקוקים לעוצמה דיאלקטרית גבוהה, התנגדות השפעה טובה, ויציבות ממדית על טמפרטורה ולחות. מלאמין-formaldehyde ופוליסטר B (מרכיב עובש) משמשים נרחב.
  • (FLT:0) לוחות פנים של חלל פנימי (FLT:1) (למשל, לוחות הרצפה, מעל פניות אחוריות, קו רוחביות נמוכה, קשיחות גבוהה וכוח גמיש עקבי נדרשים.
  • (ב) [ה]: [ה], [ה], [ה],] [ה],] [ה], [ה]]], [ה]], [הה]]]], [ההההההההההההההההכוח הרבני, הנוקשות והשטח הם חשובים.

בחירת החומר הנכון: Balancing Properties and Cost

שום חומר בודד אינו עולה בכל רכוש מהנדסי חייב לסחור בכוח רב-העוצמה נגד התנגדות השפעה, קשיחות מפני עלות, או התנגדות חום כנגד תהלוכות.

  1. זיהוי העומסים והסביבה הקריטיים (סטטית, דינמית, תרמית, כימית).
  2. יצירת ערכים מינימליים מקובלים לכל נכס מכני.
  3. (הופנה מהדף דחיסה משותפת של דחיסת חומרים (הספקים הניתנים למניעה) כגון:0Momentive Performance MaterialsFLT:1,FLT:2Avient (לשעבר Polyone)FLT 3: ו-FLT:4HexionFLT:5 מפרסם טווחי רכוש סטנדרטיים עבור המוצרים שלהם.
  4. בהתחשב באפקט של משתנים עיבוד.חומר המבצע היטב בקו קופון מעבדה עשוי לא להשיג את אותם תכונות בחלק עבה, מורכב אלא אם כן התהליך מותאם.
  5. אימות באמצעות עיצוב אבטיפוס ובדיקה לסטנדרטים הרלוונטיים של ASTM או ISO.שלב זה מקטין את הסיכון ומספק ביטחון לייצור.

מקורות חיצוניים מארגונים כמו FLT:0ASTM International EvolutionFLT:1 (ב) על שיטות מבחן סטנדרטיות ומאתר האינטרנט של ההרחבה:2CompositesWorld MapFLT 3: על מדריכי עיבוד יכול להציע עומק נוסף.

מסקנה

התכונות המכאניות של רכיבי דחיסה מעוצבים - רבנים, דחוסים, גמישים, השפעה, קשיחות, עייפות והתנגדות מצמררת - הם הבסיס של ביצועים חלק אמין. הם מושפעים על ידי הרכב החומרי, חיזוק סיבים, תנאי עיבוד, עיצוב עובש, ולאחר טיפול.מבחן סטנדרטי מספק את הנתונים הדרושים לתכנון ואבטחת איכות. על ידי הבנה של גורמים אלה ותלויים ביניהם, יצרנים יכולים לדרוש חלקי משמעת תוך כדי טיפול חיוני של תהליך ניהול רכב, או לוח הבקרה.