full screen background image
        Zoek:

De Experten in Torlon, PEEK
en andere UltraPerformante Polymeren

普通话

Datasheetwaarden verstaan


Begrijp de waarden op het datablad
en bereik optimale productprestaties.


De productie van onderdelen afkomstig van geëxtrudeerde halffabrikaten krijgt meestal de voorkeur wanneer spuitgieten niet zinvol is, en ook vaak wegens de betere prestaties van het geëxtrudeerde onderdeel. Ervaren kunststofingenieurs hebben geleerd dat de prestaties van een verspaand onderdeel veel beter kunnen zijn dan die van een gespoten onderdeel. Helaas, een vergelijking van de datasheets van het polymeer en bewerkte onderdelen suggereert precies het tegenovergestelde.

Waarom komen de eigenschappen van geëxtrudeerde onderdelen zelden overeen met de eigenschappen op een datablad?

Om dit te begrijpen is het nodig te begrijpen hoe het materiaal tijdens de productie vloeit. Dit is de sleutel tot het begrijpen van dit fenomeen, vooral bij vezelversterkte producten. Moleculaire oriëntatie op basis van smeltvloeiprofielen heeft ook betrekking op ongevulde types, dus dezelfde principes zijn van toepassing, ook al is anisotropie minder problematisch voor niet-versterkte types.

Alle gegevens op de datasheets en op analysecertificaten worden gegenereerd met behulp van gespoten trekstaven. Datasheets en analysecertificaten die door de polymeerfabrikanten worden gegenereerd, worden door de industrie geaccepteerd om te bevestigen dat een partij conform is met bepaalde normen. Deze waarden zijn zelden of nooit een nauwkeurige weergave van de sterkte, rek of thermische uitzetting van een afgewerkt onderdeel.


Figuur 1: Gespoten trekstaaf – Vulprofiel van een gespoten trekstaaf. U ziet de vezeloriëntatie bij het injecteren van gesmolten materiaal doorheen de aanspuiting in een gepolijste matrijs. De koudere matrijs bevriest dan het plastic. De gepolijste matrijs zorgt voor een uitstekende oppervlaktekwaliteit, en zonder gebroken of gesneden vezels. De vezels zijn bijna perfect uitgelijnd in de testrichting.

Aangezien alle eigenschappen worden gemeten op spuitgegoten trekstaven, zoals hierboven beschreven, is de algemene opvatting dat alle gespoten onderdelen en halffabrikaten betere eigenschappen hebben dan hun tegenhangers gemaakt uit geëxtrudeerde halffabrikaten. Dit geldt inderdaad voor een trekstaaf, maar zeer weinig spuitgietproducten hebben zulk "bijna perfect" vulprofiel. Dit profiel optimaliseert de materiaalsterkte in de gewenste oriëntatie. Slechts weinig spuitgietproducten kunnen worden gebruikt om goede trekstangen te produceren. En zo blijft het misverstand bestaan dat deze optimale polymeereigenschappen alleen bereikt kunnen worden door spuitgieten.

De volgende tabel toont de resultaten van gespoten materiaal met 30% koolstofvezels, dat is verwerkt tot teststaven, en hoe deze verschillen. De waarden van het lotcertificaat worden vergeleken met de waarden van trekstaven gemaakt uit een 4 mm dikke (75 mm x 75 mm) gespoten vierkante plaat uit dezelfde batch. De trekstaven werden gesneden in 3 oriëntaties: in stromingsrichting, 45° op de stromingsrichting, en tenslotte loodrecht op de stromingsrichting. Dit om de verschillen in eigenschappen in elke richting te illustreren.

TrekSterkte (MPa) TrekModulus (GPa) Rek (%) Vergelijking met ISO-Staaf (%)

Gespoten trekstaaf (ISO 527)

259

26.2

1.5


Trekstaaf, gesneden uit gespoten plaat, in vloeirichting
162

17.2

1.0

62%
Trekstaaf, gesneden uit gespoten plaat, 45° op de vloeirichting
126

11.0

0.7

49%
Trekstaaf, gesneden uit gespoten plaat, dwars op de vloeirichting
112

9.7

0.6

43%

Merk op dat zelfs monsters die in de stromingsrichting worden verwerkt, geen "datasheet-eigenschappen" bereiken. De eigenschappen van spuitgietproducten en halffabrikaten zijn dus ook afhankelijk van de stroomrichting.

Hoe ziet de oriëntatie eruit in geëxtrudeerde onderdelen?

De zeer langzame extrusie- en koelsnelheid, van buiten naar binnen, leidt tot een "smeltkegel". Die vormt de grens tussen gesmolten en vaste polymeerfasen. Een groot deel van de vezelversterking wordt langs deze smeltkegel uitgelijnd, wat betekent dat de oriëntatie verandert met de vorm van de smeltkegel.

De volgende diagrammen illustreren dit voor een groot aantal halffabrikaten. De lichtgrijze lijnen geven de algemene vorm van de smeltkegel weer. Merk op dat de vorm van deze kegel 3-dimensionaal is, wat betekent dat de vorm conisch is in het geval van een staaf, en parabolisch in een plaat. Drake's naadloze buis heeft een smeltkegel die moeilijk te visualiseren is in een tweedimensionale tekening, maar toch gemakkelijk voor te stellen is.


Figuur 2: 15,9 mm Staafdiameter – - toont het smeltprofiel van bij Drake geproduceerde staven. Het smeltprofiel bevriest en bepaalt zo de vezeloriëntatie. Merk op dat een trekstaaf hieruit gemaakt bijna loodrecht staat op de vezeloriëntatie.


Figuur 3: 102 mm Staafdiameter - illustreert het smeltprofiel en de daaraan gekoppelde de vezeloriëntatie.


Figuur 4: 305 x 305 x 32 mm Drake geextrudeerde vlakke plaat - toont het smeltprofiel en daarmee de vezeloriëntatie.

Om optimale prestaties van plastic onderdelen te bekomen, moet men grondig overleg plegen over de matrijs. Indien u van plan bent om spuitgegoten onderdelen of halffabrikaten te produceren, begint u met de positionering van de onderdelen binnen de matrijs, en bepaalt u de exacte positie van aanspuitingen en ontluchtingen. De ingenieurs bij Drake kennen en begrijpen dit, en houden er altijd rekening mee bij het ontwikkelen van nieuwe processen om kritische onderdelen te maken. Vraag het aan Drake.