Komposit yang diperkuat dengan serat kaca panjang untuk otomotif: Mengoptimalkan Geometri Sekrup untuk memecahkan retakan serat

Dalam upaya industri otomotif untuk "Ringan" dan "Kuat Tinggi", Termoplastik yang Diperkuat Serat Kaca Panjang (LFT-PP, LFT-PA) telah menjadi umum untuk memproduksi penyangga panel instrumen, modul depan, dan lantai bagasi. Namun, kinerja Serat Kaca Panjang (LGF) sangat bergantung pada panjang yang tersisa di dalam matriks polimer. Selama pemrosesan dalam ekstruder ulir kembar, geometri ulir yang tidak tepat dapat menyebabkan fragmentasi serat yang berlebihan, secara signifikan mengurangi kekuatan benturan produk akhir.

Pematahan serat biasanya terjadi di zona peleburan dan pencampuran ekstruder.

• Geseran Berlebihan: Blok pengaduk kompak tradisional menghasilkan geseran radial yang sangat tinggi. Untuk serat kaca dengan panjang awal 10mm-25mm, geseran berlebihan dapat mengurangi panjang yang tersisa menjadi kurang dari 0,5mm, meniadakan efek penguatan.

• Rasio Kompresi yang Tidak Tepat: Perubahan mendadak pada kedalaman saluran ulir menyebabkan fluktuasi cepat dalam kecepatan aliran material, menciptakan tegangan mekanis yang mematahkan serat.

Untuk meningkatkan retensi serat, desain ulir dan laras harus bergeser dari "Geseran Tinggi" ke "Pencampuran Fleksibel."

• Fungsi: Di bagian hilir setelah injeksi serat, peningkatan penggunaan elemen pitch besar memberikan lebih banyak ruang di dalam saluran aliran. Ini mengurangi tingkat pengisian dan meminimalkan tumbukan antara serat dan dinding logam.

• Parameter Teknis: Pitch biasanya diatur menjadi 1,5 hingga 2 kali diameter ulir.

• Blok Pengaduk Lebar: Memanfaatkan blok pengaduk dengan lebar yang luas dan sudut pergeseran yang lebih kecil (misalnya, pergeseran maju 30 derajat atau 45 derajat) memberikan lebih banyak pencampuran distributif daripada pencampuran dispersif (geseran tinggi).

• Elemen Eksentrik: Elemen ulir eksentrik menghasilkan medan aliran berdenyut, mencapai pembasahan serat yang seragam oleh lelehan polimer tanpa merusak kerangka serat.

• Dukungan Parameter: Jarak bebas unilateral antara ulir dan laras harus dijaga antara 0,05 mm dan 0,10 mm.

• Logika: Jarak bebas yang sedikit lebih besar dari yang digunakan dalam pencampuran standar memberikan ruang bagi serat untuk mengalir, mencegah "efek penggilingan" yang menghancurkan LGF di ruang sempit.

Serat kaca panjang memberikan gaya abrasif yang signifikan pada permukaan logam.

• Persyaratan Kekerasan: Elemen ulir harus menjalani quenching vakum untuk mencapai kekerasan 58-64 HRC.

• Rekomendasi Material: Baja perkakas paduan tinggi-vanadium atau laras bimetalik dengan lapisan dalam kekerasan lebih dari 60 HRC direkomendasikan untuk menahan efek pengikisan LGF pada saluran aliran. (Referensi: Laporan Perbandingan Keausan Material - Ref: #QC-2024-EXP-08)

Bagi produsen suku cadang otomotif, setiap peningkatan 0,1 mm dalam retensi serat menghasilkan peningkatan kualitatif dalam ketangguhan material. Dengan mengoptimalkan geometri ulir, menjaga suhu pemrosesan dalam +/- 2°C, dan memilih suku cadang presisi tinggi yang kompatibel dengan standar Coperion atau JSW, produsen dapat memastikan komponen struktural memenuhi standar keselamatan yang ketat sambil mempertahankan throughput yang tinggi.