كيفية اختيار لوح التسخين لقولبة الضغط لللدائن الحرارية ذات الألياف الطويلة (LFT)؟

قولبة الضغط لأجزاء كبيرة من السيارات من خلال شحنة من اللدائن الحرارية الساخنة المصنوعة من -الألياف الزجاجية-. مثل الضغط على بطانية ساخنة كاشطة. تتدفق المادة تحت ضغط كبير، وتطحن على الألواح الساخنة. سوف تتآكل الصفيحة الفولاذية العادية وتفقد استواءها مما يؤدي إلى اختلافات في سمك الجزء. يجب أن تكون اللوحة مدرعة. عند اختيار لوح التسخين المناسب لتطبيقات اللدائن الحرارية ذات الألياف الطويلة والقولبة بالضغط، ضع في اعتبارك صلابة السطح والصلابة الهيكلية والاتساق الحراري - خاصة بالنسبة لهندسة السحب العميق.

تحدي التآكل: الألياف الزجاجية كمواد كاشطة
تحتوي اللدائن الحرارية ذات الألياف الطويلة (LFT) عادةً على 20-50% بالوزن من الألياف الزجاجية ويتراوح طول الألياف بين 6-25 مم. في شوط الضغط، تقوم مصفوفة البوليمر المنصهر بتحريك هذه الألياف الصلبة المدببة عبر سطح الصفيحة عند ضغط يتراوح بين 50-200 بار (5-20 ميجا باسكال). الألياف عبارة عن كاشطات صغيرة تعمل على إزالة المواد ببطء من سطح اللوح. خلال أسابيع أو أشهر من التصنيع، ستتعرض الألواح الفولاذية الناعمة أو غير المعالجة للخدوش والأخاديد والانخفاضات الموضعية. ويتسبب هذا في عدم انتظام سمك الجزء، مما يؤدي إلى رفض الأجزاء وإعادة صياغة الأداة.

تصلب السطح: خط الدفاع الأول
وجه اللوح هو السندان والمطرقة التي لا تستقر أبدًا هي البوليمر المتدفق المملوء بالزجاج. لمقاومة هذا التآكل، يجب أن يكون سطح الصفيحة على الأقل 60 روكويل سي (HRC) أو حوالي 700-800 فولت.

اختيار المواد الأساسية
يتم إنتاج جسم الصفيحة عادةً من فولاذ الأدوات عالي الجودة، على سبيل المثال AISI H13 (1.2344) أو AISI P20 (1.2311) أو AISI 4140 المتصلب مسبقًا. تعتبر الموصلية الحرارية وقابلية التشغيل الآلي واستقرار الأبعاد لهذه الفولاذات جيدة في درجات حرارة القولبة المعتادة التي تتراوح من 150 إلى 250 درجة. لكن الفولاذ العاري ليس مناسبًا لتطبيقات LFT.

عمليات تصلب السطح
يتم استخدام أحد الإجراءات الثلاثة القياسية لتقوية سطح العمل للوحة التشكيل بالضغط لـ LFT:

مدى ملاءمة عمق معالجة الصلابة (HRC) لـ LFT
نيترة الغاز أو البلازما0.3-0.5 مم 65-70جيد لكمية الزجاج المعتدلة (<=30%)
طلاء الكروم الصلب 0.05 إلى 0.2 مم 65 إلى 70 جيد، ولكنه قد يتشقق تحت الأحمال العالية
طلاء سيراميك PVD (TiN، CrN، AlTiN) 2–5 ميكرومتر (0.002–0.005 مم) 80–85 (حتى 2000–3000 فولت) رائع للمركبات ذات التحميل الثقيل (أكبر من أو يساوي 40% زجاج)
تشكل النيترة منطقة انتشار تتغير تدريجيًا من الطبقة المركبة الصلبة إلى النواة الأكثر ليونة، مع تجنب التصفيح. إنه البديل الأكثر فعالية من حيث التكلفة للإنتاج متوسط ​​الحجم.

يتمتع الطلاء بالكروم الصلب بمقاومة كبيرة للتآكل ولكنه يتطلب إعدادًا دقيقًا للحواف لمنع التقشير أثناء ركوب الدراجات الحرارية.

Physical Vapour Deposition (PVD) coatings such as titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN) offer the greatest surface hardness (usually >2000 HV) ومعامل احتكاك منخفض جدًا. على الرغم من أن الطلاء رقيق جدًا (بضعة ميكرونات)، إلا أنه يقلل بشكل كبير من تآكل المادة اللاصقة وخدش الألياف. بالنسبة للمواد الأكثر كشطًا والمعبأة بالزجاج (50٪ زجاج على سبيل المثال)، فإن طلاء PVD هو الحل الأمثل.

الصلابة الهيكلية: الجانب الخلفي مع التضليع
بالنسبة لقولبة LFT، يجب أن تقاوم اللوحة الانحناء والانحراف عند ضغوط التشكيل العالية التي تكون عمومًا في نطاق 100-200 بار. حتى التشوه المحدب أو المقعر الصغير (حوالي 0.1 مم) يؤدي إلى سمك غير منتظم للجزء، مع مناطق رقيقة حيث يكون الضغط أعلى وأجزاء سميكة عند الحواف.

من أجل التسطيح، يجب استخدام الجانب الخلفي المضلع بقوة من لوح التسخين (الجانب المقابل لسطح التشكيل). يتم صب الأضلاع أو تشكيلها بنمط شبكي يضيف إلى معامل القسم دون إضافة الكثير من الكتلة. غالبًا ما يتم تحسين تباعد الأضلاع وسمك الضلع باستخدام تحليل العناصر المحدودة (FEA) لقوة التثبيت المتوقعة وهندسة القالب. يمكن أن يكون للصفيحة المضلعة بشكل جيد بسمك إجمالي يتراوح من 50 إلى 100 مم انحراف أقل من 0.05 مم على مدى متر واحد تحت الحمل الكامل.

صب السحب العميق: توحيد درجة الحرارة
تحتاج عناصر LFT ذات السحب العميق، مثل أغطية المقاعد الخلفية للمركبة أو الوحدات الأمامية -أو مبيتات البطاريات، إلى تدفق مستمر من المواد إلى الجدران الرأسية أو بالقرب من-الجدران الرأسية. إذا كانت هناك مناطق ساخنة أو باردة على سطح اللوح، فلن يتدفق البوليمر بشكل موحد. ستسمح المناطق الأكثر سخونة بتدفق أسرع، في حين أن المناطق الباردة سوف تتصلب قبل الأوان ولن تمتلئ بالكامل.

يجب تركيب عناصر التسخين، التي تكون في العادة سخانات خرطوشة، في أقرب مكان ممكن من سطح العمل، بشكل عام على مسافة 15-25 مم تحت السطح. وهذا يقلل من التأخر الحراري ويتيح الاستجابة السريعة لتعديلات درجة الحرارة المحددة. في الأماكن ذات فقدان الحرارة العالي (على سبيل المثال، بالقرب من الحواف وفي زوايا السحب العميقة) يتم تكديس سخانات الخرطوشة في نمط متعرج أو متوازي مع تباعد أقرب. حدد عدة مناطق تسخين منفصلة (عادةً 3-6 مناطق لكل لوح)، ولكل منها مستشعر درجة الحرارة الخاص بها (المزدوجة الحرارية أو RTD) ووحدة التحكم ذات الحلقة المغلقة. يتغلب هذا الهيكل النطاقي على فقدان الحرارة في المناطق المختلفة من اللوح، ويضمن بقاء منطقة التشكيل بأكملها، بما في ذلك تجويف السحب العميق، في حدود ±2 درجة من درجة الحرارة المطلوبة.

الانتهاء من جزء الافراج عن السطح
لتحسين تحرير جزء LFT المصبوب، يجب الانتهاء من سطح اللوح بتلميع ناعم (Ra 0.2–0.4 ميكرومتر أو أفضل). يقلل السطح الأكثر سلاسة من سحب الألياف وتكوين بقايا البوليمر المتدهورة. يعتمد الطلاء الطلاء الأساسي للألواح المطلية بـ PVD مما يوفر مقاومة التآكل وسهولة التحرير.

معايير اختيار قوالب ضغط LFT ملخص المتطلبات المواصفات المقترحة
المادة الأساسية للأدوات الفولاذية (H13 أو P20 أو 4140)
صلابة السطح أكبر من أو تساوي 60HRC (أكبر من أو تساوي 700HV)
طريقة التصلب نيترة (0.3-0.5 مم) ل<30% glass; PVD TiN/CrN for >30% زجاج
الجزء الخلفي من الصفيحة مضلع للغاية، -مُحسّن من FEA للانحراف<0.05 mm/m
سخانات خرطوشة 15-25 مم من السطح، تحكم نطاقي (±2 درجة) عناصر تسخين
تشطيب السطح مصقول إلى Ra أقل من أو يساوي 0.4 ميكرون
خاتمة
يعد اختيار الصفيحة لقولبة LFT بمثابة حرب ضد التآكل والانحراف؛ إن الطريق لتحقيق الفوز هو الحصول على أداة قوية ومدعومة جيدًا{0}ومزودة بملف تعريف حراري موحد ودقيق. تتطلب قوالب ضغط لوح التسخين لللدائن الحرارية ذات الألياف الطويلة سطحًا يمكنه تحمل عملية طحن الألياف الزجاجية - والتي يمكن تحقيقها عن طريق النتردة أو الكروم الصلب أو الطلاء الخزفي PVD - وجانب خلفي مضلع لمنع الانحراف تحت الضغط العالي. تنتج سخانات الخرطوشة الموجودة في المناطق الفردية المتاخمة لسطح العمل الحرارة المنتظمة المطلوبة لقولبة السحب العميق-. من أجل إعداد قطع غيار السيارات خفيفة الوزن وعالية القوة للمستقبل، فإنك تحتاج إلى أداة لا تبلى، وهذا ما توفره اللوحة المختارة جيدًا.