लंबे फाइबर थर्मोप्लास्टिक्स (एलएफटी) के संपीड़न मोल्डिंग के लिए हीटिंग प्लेटिन का चयन कैसे करें?

गर्म, ग्लास{0}फाइबर{{1}प्रबलित थर्मोप्लास्टिक के चार्ज से एक बड़े ऑटोमोबाइल हिस्से को संपीड़न मोल्डिंग। जैसे किसी गर्म, घर्षणकारी कम्बल को दबाना। सामग्री भारी दबाव के तहत बह रही है, गर्म प्लेटों के खिलाफ पीस रही है। एक सामान्य स्टील प्लेट घिस जाएगी और अपना सपाटपन खो देगी, जिससे भाग की मोटाई में भिन्नता आ जाएगी। प्लेटन को कवचयुक्त किया जाएगा। सही हीटिंग प्लैटन कम्प्रेशन मोल्डिंग लंबे फाइबर थर्मोप्लास्टिक्स अनुप्रयोगों का चयन करते समय, सतह की कठोरता, संरचनात्मक कठोरता और थर्मल एकरूपता पर विचार करें - विशेष रूप से गहरी ज्यामिति के लिए।

पहनने की चुनौती: अपघर्षक के रूप में ग्लास फाइबर
लंबे फाइबर थर्मोप्लास्टिक्स (एलएफटी) में आमतौर पर 20 - 50 wt% ग्लास फाइबर होते हैं और फाइबर की लंबाई 6-25 मिमी की सीमा में होती है। संपीड़न स्ट्रोक में, पिघला हुआ पॉलिमर मैट्रिक्स 50-200 बार (5-20 एमपीए) के दबाव पर इन कठोर, नुकीले तंतुओं को प्लेटन की सतह पर ले जाता है। रेशे छोटे खुरचने वाले होते हैं जो धीरे-धीरे प्लेट के ऊपर से सामग्री को हटा देते हैं। निर्माण के कुछ हफ्तों या महीनों में, नरम या अनुपचारित स्टील प्लेट में खरोंच, खांचे और स्थानीयकृत गड्ढे होंगे। इससे हिस्से की मोटाई में एकरूपता नहीं होती है, जिससे हिस्से खारिज हो जाते हैं और उपकरण को दोबारा काम करना पड़ता है।

सतह का सख्त होना: रक्षा की पहली पंक्ति
प्लेट का मुख निहाई है और हथौड़ा जो कभी आराम नहीं करता वह बहता हुआ, कांच से भरा हुआ बहुलक है। इस घर्षण का विरोध करने के लिए, प्लेटन की सतह कम से कम 60 रॉकवेल सी (एचआरसी) या लगभग 700-800 एचवी होनी चाहिए।

आधार सामग्री का चयन
प्लैटन बॉडी आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले टूल स्टील में निर्मित होती है, जैसे AISI H13 (1.2344), AISI P20 (1.2311) या AISI 4140 पूर्व कठोर। इन स्टील्स की तापीय चालकता, मशीनेबिलिटी और आयामी स्थिरता 150 से 250 डिग्री के सामान्य मोल्डिंग तापमान पर अच्छी होती है। लेकिन एलएफटी अनुप्रयोगों के लिए नंगे स्टील पर्याप्त नहीं है।

सतह सख्त करने की प्रक्रियाएँ
एलएफटी के लिए संपीड़न मोल्डिंग प्लेटन के कामकाजी चेहरे को सख्त करने के लिए तीन मानक प्रक्रियाओं में से एक का उपयोग किया जाता है:

एलएफटी के लिए कठोरता (एचआरसी) उपचार गहराई उपयुक्तता
गैस या प्लाज्मा नाइट्राइडिंग0.3-0.5 मिमी 65-70 मध्यम ग्लास मात्रा के लिए अच्छा है (<=30%)
हार्ड क्रोम प्लेटिंग 0.05 से 0.2 मिमी 65 से 70अच्छा, लेकिन उच्च बिंदु भार के तहत दरार पड़ सकती है
PVD सिरेमिक कोटिंग (TiN, CrN, AlTiN) 2-5 µm (0.002–0.005 मिमी) 80-85 (2000-3000 HV तक) भारी लोड वाले यौगिकों के लिए बढ़िया (40% ग्लास से अधिक या उसके बराबर)
नाइट्राइडिंग एक प्रसार क्षेत्र बनाता है जो प्रदूषण से बचते हुए उत्तरोत्तर कठोर यौगिक परत से नरम कोर में बदलता है। मध्यम मात्रा में उत्पादन के लिए यह सबसे अधिक लागत प्रभावी विकल्प है।

हार्ड क्रोम प्लेटिंग में पहनने का प्रतिरोध बहुत अच्छा होता है लेकिन थर्मल साइक्लिंग के तहत छीलने से रोकने के लिए सटीक किनारे की तैयारी की आवश्यकता होती है।

Physical Vapour Deposition (PVD) coatings such as titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN) offer the greatest surface hardness (usually >2000 एचवी) और घर्षण का बहुत कम गुणांक। यद्यपि कोटिंग काफी पतली (कुछ माइक्रोन) है, यह चिपकने वाले घिसाव और फाइबर खरोंच को काफी कम कर देती है। सबसे अधिक अपघर्षक और भारी ग्लास पैक सामग्री (उदाहरण के लिए 50% ग्लास) के लिए, एक पीवीडी कोटिंग इष्टतम उत्तर है।

संरचनात्मक कठोरता: रिबिंग के साथ पीछे की ओर
एलएफटी मोल्डिंग के लिए प्लेटन को उच्च दबाव वाले दबावों पर झुकने और विक्षेपण का विरोध करना चाहिए जो आम तौर पर 100 - 200 बार की सीमा में होते हैं। यहां तक ​​कि एक छोटा उत्तल या अवतल विरूपण (लगभग 0.1 मिमी) गैर-समान भाग की मोटाई का कारण बनता है, पतले क्षेत्रों के साथ जहां दबाव सबसे अधिक होता है और किनारों पर मोटे खंड होते हैं।

समतलता के लिए, हीटिंग प्लैटन के मजबूत पसलियों वाले पिछले हिस्से (बनाने वाली सतह के विपरीत तरफ) का उपयोग किया जाना चाहिए। पसलियों को एक ग्रिड पैटर्न में ढाला या मशीनीकृत किया जाता है जो बहुत अधिक द्रव्यमान जोड़े बिना अनुभाग मापांक में जुड़ जाता है। अपेक्षित क्लैंपिंग बल और मोल्ड ज्यामिति के लिए रिब स्पेसिंग और रिब मोटाई को अक्सर परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) का उपयोग करके अनुकूलित किया जाता है। 50 से 100 मिमी की समग्र मोटाई की एक अच्छी तरह से पसली वाली प्लेट में पूर्ण भार के तहत 1 मीटर की अवधि में 0.05 मिमी से कम का विक्षेपण हो सकता है।

डीप ड्रा मोल्डिंग: तापमान एकरूपता
डीप ड्रा एलएफटी आइटम, जैसे वाहन की पिछली सीट के गोले, फ्रंट एंड मॉड्यूल या बैटरी हाउसिंग, को ऊर्ध्वाधर या निकट ऊर्ध्वाधर दीवारों में सामग्री के निरंतर प्रवाह की आवश्यकता होती है। यदि पट्ट की सतह पर गर्म या ठंडे क्षेत्र हैं, तो बहुलक समान रूप से प्रवाहित नहीं होगा। गर्म क्षेत्र तेज प्रवाह की अनुमति देंगे, जबकि ठंडे क्षेत्र समय से पहले जम जाएंगे और पूरी तरह से नहीं भरेंगे।

हीटिंग तत्व, जो आम तौर पर कार्ट्रिज हीटर होते हैं, उन्हें काम करने वाली सतह के जितना करीब संभव हो, फिट किया जाना चाहिए, आमतौर पर सतह से 15 - 25 मिमी नीचे। यह थर्मल लैग को कम करता है और तापमान सेटपॉइंट समायोजन के प्रति त्वरित प्रतिक्रिया को सक्षम बनाता है। उच्च गर्मी हानि वाले स्थानों में (उदाहरण के लिए, किनारों के पास और गहरे ड्रॉ कोनों में) कार्ट्रिज हीटर को ज़िगज़ैग या समानांतर पैटर्न में करीब दूरी के साथ रखा जाता है। कई अलग-अलग हीटिंग ज़ोन (आमतौर पर प्रति प्लेटन 3-6 ज़ोन) निर्दिष्ट करें, प्रत्येक का अपना तापमान सेंसर (थर्मोकपल या आरटीडी) और एक बंद लूप नियंत्रक हो। यह आंचलिक संरचना प्लेटन के विभिन्न क्षेत्रों में गर्मी के नुकसान पर काबू पाती है, और गहरे-खींचे गुहा सहित पूरे गठन क्षेत्र को वांछित तापमान के ±2 डिग्री के भीतर रहने की गारंटी देती है।

पार्ट रिलीजमेंट सरफेस फ़िनिश
ढाले गए एलएफटी भाग की रिहाई को अनुकूलित करने के लिए, प्लेटन सतह को एक अच्छी पॉलिश (आरए 0.2-0.4 µm या बेहतर) पर समाप्त किया जाना चाहिए। एक चिकनी सतह फाइबर के खिंचाव और ख़राब पॉलिमर अवशेषों के निर्माण को कम करती है। कोटिंग पीवीडी लेपित प्लेटें की अंतर्निहित पॉलिश को अपनाती है जो पहनने के प्रतिरोध और सरल रिलीज दोनों प्रदान करती है।

एलएफटी संपीड़न मोल्डिंग चयन मानदंड सारांश आवश्यकता सुझाई गई विशिष्टता
बेस मटेरियल टूल स्टील (H13, P20, या 4140)
सतह की कठोरता 60HRC से अधिक या उसके बराबर (700HV से अधिक या उसके बराबर)
सख्त करने की विधि नाइट्राइडिंग (0.3-0.5 मिमी) के लिए<30% glass; PVD TiN/CrN for >30% ग्लास
प्लेटिन बैकसाइड अत्यधिक पसलीदार, विक्षेपण के लिए FEA-अनुकूलित<0.05 mm/m
कार्ट्रिज हीटर सतह से 15-25 मिमी, जोनल नियंत्रण (±2 डिग्री) ताप तत्व
सतह फिनिश को 0.4 माइक्रोन से कम या उसके बराबर रा तक पॉलिश किया गया है
निष्कर्ष
एलएफटी मोल्डिंग के लिए प्लेटिन का चुनाव घर्षण और विक्षेपण के खिलाफ एक युद्ध है; जीतने का तरीका एक सटीक, समान ताप प्रोफ़ाइल के साथ एक मजबूत, अच्छी तरह से समर्थित उपकरण का पीछा करना है। लंबे फाइबर थर्मोप्लास्टिक्स के हीटिंग प्लैटन संपीड़न मोल्डिंग के लिए एक ऐसी सतह की आवश्यकता होती है जो ग्लास फाइबर की पीसने की क्रिया का सामना कर सके - जिसे नाइट्राइडिंग, हार्ड क्रोमियम या पीवीडी सिरेमिक कोटिंग्स द्वारा प्राप्त किया जा सकता है - और उच्च दबाव के तहत विक्षेपण को रोकने के लिए एक रिब्ड बैकसाइड की आवश्यकता होती है। कामकाजी सतह से सटे अलग-अलग क्षेत्रों में कार्ट्रिज हीटर गहरे {{3}ड्रा मोल्डिंग के लिए आवश्यक समान गर्मी उत्पन्न करते हैं। कल के हल्के और उच्च शक्ति वाले ऑटोमोबाइल पार्ट्स तैयार करने के लिए आपको एक ऐसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो खराब न हो, एक अच्छी तरह से चुना गया प्लेटन वह प्रदान करता है।