Pontos de Processamento de Materiais Reforçados com Fibra Longa
Em comparação com as resinas não modificadas ou com enchimento de pó granular, a moldagem de compósitos reforçados com fibras longas tem certos requisitos em moldes, portas, equipamentos de moldagem e design de peças.Os processos usados ​​para processar esses materiais também diferem dos polímeros reforçados com fibras curtas.
Como mencionado anteriormente, manter o comprimento da fibra é a chave para o sucesso.Os fatores que podem causar o encurtamento do comprimento da fibra incluem alta pressão e cisalhamento do parafuso de injeção, assim como cantos afiados no molde e no sistema de canais.Para manter o comprimento da fibra, há 3 pontos principais de processamento a serem observados:
1. Material e design do molde
Embora as fibras longas se desgastem menos no molde do que as fibras curtas porque há menos extremidades de fibras em forma de agulha que afetam o molde, o mesmo tipo de aço para molde é adequado para polímeros reforçados com fibras longas e fibras curtas, os mais comuns. é o aço de molde P20, que pode suportar mais de 100.000 injeções continuamente.Se for necessária maior durabilidade (acima de 100.000 ciclos de injeção), aço cromo molibdênio H13 ou aço endurecido ao ar A9 são melhores escolhas.Em geral, os moldes endurecidos são a melhor escolha para o processamento de termoplásticos reforçados com fibras.Para moldes desgastados, eles podem ser recondicionados usando a tecnologia de galvanoplastia.Moldes de alumínio podem até ser usados ​​se protótipos devem ser produzidos para validar o projeto.
2. Equipamento de conformação
Os termoplásticos reforçados com fibra longa podem ser processados ​​usando equipamentos de moldagem por injeção padrão com apenas algumas modificações não permanentes para preservar o comprimento da fibra e acomodar viscosidades mais altas.Recomenda-se um parafuso de baixa pressão ou de uso geral com um anel anti-retorno que permite fluxo livre na parte superior.Bicos de uso geral podem ser usados, mas bicos de náilon devem ser evitados porque seu formato de ampulheta (projetado para evitar baba) restringe o fluxo, cria cisalhamento e causa abrasão da fibra.Outra dica para reduzir o cisalhamento é evitar projetos de bicos de cone invertido.Em geral, orifícios de bico maiores (mínimo 5,6 mm) facilitam a passagem de resinas reforçadas com fibras viscosas.
Uma boa regra para qualquer máquina de injeção é injetar apenas 60-70% do volume.Muito tamanho de tiro aumenta o tempo de reinicialização, enquanto muito pouco tamanho de tiro significa que o material permanece no cano por mais tempo, levando potencialmente à degradação.
3. Condições de processamento
No que diz respeito ao processamento, é importante abordar duas questões: empenamento e fluência.Em geral, as peças termoplásticas reforçadas com fibra longa sofrem menos empenamento do que fibra de vidro de fio curto porque o enrolamento do filamento reduz o encolhimento diferencial, mas as peças de fibra longa moldadas por injeção ainda se deformam, uma das razões é que as fibras fluem ao longo do alinhamento de orientação, enquanto aumentam a resistência da peça, podem levar à anisotropia.Para evitar o empenamento, locais de entrada alternativos ou projetos de peças podem ser usados ​​para evitar o alinhamento excessivo das fibras em áreas que não requerem alta resistência para suportar cargas estruturais.

Projeto de componentes
As peças devem ser projetadas para proteger e manter o comprimento da fibra e otimizar a resistência e tenacidade, alinhando as fibras na direção do fluxo do material.Procure uma espessura de parede uniforme e evite áreas de espessura excessiva (maior que 12,7 mm) para que as fibras fiquem alinhadas na direção do fluxo.A orientação aleatória das fibras ou esferoidização pode levar a uma redução na resistência estrutural.
A espessura de parede mínima recomendada é de 1,524 mm, e a espessura de parede ideal para promover o alinhamento das fibras é de 3,175 mm.Quando a espessura da parede é maior que 5,08 mm, o alinhamento das fibras começa a diminuir e a espessura máxima da parede é de 12,7 mm.Os materiais reforçados com fibras são diferentes dos metais, portanto, o espessamento da peça nem sempre se traduz diretamente em um aumento na resistência, as fibras não se alinham com a espessura da peça à medida que ela se torna mais espessa.
Evite projetar comprimentos de fluxo muito longos e planos sem reforços, pois isso é mais propenso a deformações.Além disso, a alta viscosidade de compósitos reforçados com fibras longas pode levar à solidificação do material quando peças muito longas precisam ser preenchidas.
As propriedades mecânicas podem ser perdidas quando as frentes de fluxo se encontram sem se cruzar ou quando as fibras se misturam para formar uma ponte estrutural.Para evitar esse fenômeno, é importante configurar a linha de solda.Se a linha de solda carece da resistência e tenacidade adicionais da fibra e, em vez disso, depende inteiramente das propriedades da resina da matriz, este é o ponto fraco.Portanto, as linhas de solda devem ser mantidas longe de áreas estruturais críticas.
Mantenha a vantagem das fibras longas
A moldagem bem-sucedida de compósitos reforçados com fibras longas requer algumas modificações nas diretrizes de projeto e nos parâmetros de processamento aplicáveis ​​a resinas não reforçadas e compostos de fibras curtas.Para tirar o máximo proveito dos reforços de fibras longas (que custam mais do que materiais não preenchidos ou reforço de fios cortados em fibra de vidro devido ao seu alto desempenho), as melhores práticas devem ser seguidas durante todo o processo.Se as fibras longas forem quebradas ou desalinhadas devido ao manuseio incorreto, projeto da matriz ou configuração do equipamento, seus benefícios de alta resistência e tenacidade serão diminuídos ou até mesmo perdidos.