目前國內(nèi)LFT-D在線模壓成形裝備的技術(shù)并不成熟 ，許多國產(chǎn)的設(shè)備只適合生產(chǎn)一些技術(shù)含量較低的產(chǎn)品，所以國內(nèi)的LFT-D在線模壓成形裝備都依賴進(jìn)口，許多國內(nèi)的生產(chǎn)廠商都采用國外知名廠商的進(jìn)口設(shè)備。
LFT-D工藝是什么？
LFT-D是長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在線直接生產(chǎn)制品的一種工藝技術(shù)，它區(qū)別于GMT和LFT-G的關(guān)鍵因素是半成品步驟被省去了，在材料的選擇上也更加靈活。在LFT-D技術(shù)中，不僅纖維的含量和長度，而且連其基體聚合物也可以直接調(diào)整到最終部件的要求。類似的工藝，可以點(diǎn)擊藍(lán)色鏈接：【視頻】這種工藝大力推廣，未來大型改性廠將消亡？
圖 LFT-D生產(chǎn)線
長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料直接在線成型（LFT-D）一直在汽車工業(yè)中用在半結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是誘人的成本/性能比和相對較低的密度。在汽車行業(yè)中，LFT主要被用于制作結(jié)構(gòu)和半結(jié)構(gòu)部件，如前端模塊、保險杠大梁、儀表盤骨架、電池托架、備用輪胎倉、座椅骨架、腳踏板及整體底板等。
圖 長玻纖增強(qiáng)塑料應(yīng)用于汽車各零部件
其中，LFT-PP常用于轎車的發(fā)動機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動機(jī)底盤、車頂棚襯架等；LFT-PA則進(jìn)一步擴(kuò)展到引擎蓋內(nèi)，因?yàn)長FT-PA不僅硬度高、重量低，而且高玻纖含量使其熱膨脹系數(shù)幾乎與金屬相同，能承受引擎帶來的高溫。因此，長纖維增強(qiáng)熱塑性材料成為了未來汽車行業(yè)不可缺少的重要材料之一。
一 LFT-D材料介紹 |
1.LFT材料
LFT是英文Long-FiberReinforce Thermoplastic 的簡稱，即長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料或習(xí)慣稱之為長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。
表格1 長玻纖增強(qiáng)PP塑料常見配方
原料 | 含量 | 作用 |
PP | 50-80% | MI=25-50g/10min,多為均聚PP，具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度與模量
|
長玻纖 | 20-40% | 無堿玻纖、經(jīng)偶聯(lián)劑浸潤處理，線密度2400 |
偶聯(lián)劑 | 1-2% | 常用為硅烷偶聯(lián)劑 |
相容劑 | 3-7% | 常用的馬來酸酐接枝相容劑，用以增加玻纖與樹脂的相容性 |
潤滑劑 | 0.5-3% | 提高熔體流動性，防止熔體與模具粘連，提升制品的表面光潔度 |
抗氧劑 | 0.5-1% | 提高制品的抗氧化能力 |
其他助劑 | 0-0.5% | 如色母粒、抗靜電劑等根據(jù)產(chǎn)品要求來適當(dāng)添加 |
無機(jī)填料 | 0-20% | 常見的無機(jī)填料有碳酸鈣、滑石粉、提供強(qiáng)度或降低成本 |
2.玻纖長度及分布狀態(tài)指標(biāo)
制品達(dá)到的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下：玻纖整體呈網(wǎng)狀均勻分布。80%玻纖長度＞30mm，部分在40mm以上。玻纖分布：偏差值±1%。
圖 長玻纖長度及分布狀態(tài)
3.制品性能及玻纖長度檢測
二 LFT-D在線模壓設(shè)備總成 |
LFT-D在線模壓設(shè)備主要有混煉擠出系統(tǒng)和在線模壓成型系統(tǒng)組成。其中，混煉擠出系統(tǒng)包括：原料計量喂料系統(tǒng)、雙螺桿雙階擠出機(jī)組、長玻纖分紗系統(tǒng)、切割傳輸系統(tǒng)；在線模壓成型系統(tǒng)包括：機(jī)械手、油壓成型機(jī)。
圖 LFT-D在線模壓設(shè)備組成
LFT-D在線模壓裝備工藝流程圖
圖 LFT-D在線模壓裝備工藝流程圖
1.LFT-D在線模壓擠出系統(tǒng)介紹
1）LFT-D在線配混工藝系統(tǒng)工作原理
通過原料供給及喂料裝置，將原料聚丙烯（PP）、相容劑供給到補(bǔ)料倉內(nèi)，補(bǔ)料倉與失重秤連鎖，按照材料配方比例，采用高精度失重式電子秤喂料器以0.3~0.5%精度計量喂入雙螺桿擠出機(jī)中。
樹脂原料在上階雙螺桿擠出機(jī)中完成塑化混煉改性，形成熔融體擠出落入到下階雙螺桿落料口。玻纖采用分紗系統(tǒng)進(jìn)行分紗處理后進(jìn)入下階雙螺桿落料口。下階雙螺桿將熔融料對玻纖進(jìn)行浸潤包覆、通過特殊螺桿結(jié)構(gòu)切斷和有效分散玻纖，經(jīng)模頭擠出，計量切割后，由保溫輸送機(jī)傳送到指定位置，采用機(jī)械手或人工放入壓機(jī)模具壓制成型。
整個工藝流程的控制由PLC控制系統(tǒng)完成！
此套配混系統(tǒng)的工藝流程圖及相應(yīng)的設(shè)備配置是目前世界最先進(jìn)的配混系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能充分保障生產(chǎn)出高品質(zhì)的復(fù)合材料制品。
圖 LFT-D在線配混工藝系統(tǒng)
2）雙螺桿雙階連續(xù)混煉機(jī)組的特點(diǎn)
雙階式擠出機(jī)上階的配置為高速高扭矩擠出機(jī)，轉(zhuǎn)速可達(dá)600rpm；下階擠出機(jī)為低速高扭矩擠出機(jī)，根據(jù)不同產(chǎn)量配置為75型或85型擠出機(jī)。
采用雙階式擠出機(jī)，上階擠出機(jī)完成的是熱塑性材料的混煉改性，下階擠出機(jī)完成的是將熱塑性材料的熔融體與玻纖的包覆、玻纖的剪切、以及玻纖在熔融體內(nèi)的分布。因此采用雙階擠出機(jī)能夠更好地更具不同的制品的性能要求靈活調(diào)整工藝參數(shù)。采用雙階式的工藝能夠確保紗纖含量的準(zhǔn)確性和擠出系統(tǒng)產(chǎn)量的穩(wěn)定性。
3）連續(xù)長玻纖預(yù)處理系統(tǒng)
連續(xù)長玻纖通過分紗系統(tǒng)對長玻纖進(jìn)行預(yù)處理，提高玻纖和樹脂的界面結(jié)合力，增加玻纖的浸潤效果。
4）針對不同玻纖長度優(yōu)化螺桿設(shè)計
精心設(shè)計的特殊螺桿元件及合理排列，在完成玻纖有效分散的前提下最大程度地保存了工藝所需的玻纖長度，經(jīng)測試現(xiàn)有設(shè)備80%左右玻纖可以達(dá)到10-40mm長度需求。(可根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的性能不同進(jìn)行調(diào)整)
5）伺服可調(diào)機(jī)頭
機(jī)頭工作特點(diǎn)：根據(jù)加工制品外形要求，可在線進(jìn)行調(diào)整擠出料塊的形狀，調(diào)節(jié)方式為伺服控制，模具上下調(diào)整范圍30mm，寬度為定寬不可調(diào)。（可根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量不同進(jìn)行調(diào)整）
6）電氣聯(lián)鎖控制柜系統(tǒng)
采用可編程控制器—PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動化和信息化管理，達(dá)到了預(yù)期自動化，信息集中化處理的目的。
利用可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)，替換了擠出機(jī)設(shè)備中大量的元器件。實(shí)施采集各種數(shù)據(jù)，并提供人機(jī)界面，使用各種信息得到實(shí)時處理，實(shí)現(xiàn)自動化管理。對生產(chǎn)線的原料供給、擠出機(jī)混煉造粒、以及擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流、溫度、壓力和物料的自動計量等進(jìn)行全程自動控制。
設(shè)備自動閉環(huán)運(yùn)行，幾種顯現(xiàn)了精確數(shù)據(jù)和精確控制。PLC在擠出機(jī)控制中的高速掃錯和快速的故障診斷響應(yīng)和信息的儲存，確保了擠出機(jī)設(shè)備的機(jī)械損傷和物料的精確流量，更為客戶的產(chǎn)品保留了信息的依據(jù)。
7）保溫輸送系統(tǒng)
定量切割：將螺桿擠出機(jī)擠出的LFT料帶按產(chǎn)品需要重量切成料塊；
精確傳送：采用伺服電機(jī)控制，滿足機(jī)械手自動定位抓取；
保溫功能：電加熱保溫罩、保溫罩可開合。
圖 保溫輸送系統(tǒng)
三 LFT-D在線模壓成型裝備現(xiàn)場 |
圖 LFT-D在線模壓成型裝備現(xiàn)場
圖 LFT-D在線模壓成型裝備現(xiàn)場
創(chuàng)新產(chǎn)品：新型LFT-D長纖連續(xù)混煉注塑成型一體裝備
圖 新型LFT-D長纖連續(xù)混煉注塑成型一體裝備
在線成制品
圖 采用LFT-D在線成型系統(tǒng)制備的制品
文章源于江蘇誠盟裝備股份有限公司，艾邦高分子整理編輯，更多關(guān)于LFT-D在線成型的技術(shù)問題，可以與江蘇誠盟裝備股份有限公司王文東聯(lián)系：13401971122，或者加其微信：
江蘇誠盟裝備股份有限公司
擁有中國同向雙螺桿技術(shù)的創(chuàng)始者團(tuán)隊(duì)和三十余年不懈開發(fā)創(chuàng)新的寶貴經(jīng)驗(yàn)，集設(shè)計、制造與應(yīng)用技術(shù)的綜合優(yōu)勢于一體，不僅可提供定型的機(jī)組生產(chǎn)線，同時可提供包含各類上下游及外圍相關(guān)輔機(jī)的成套裝置交鑰匙工程，以及與高分子新材料、新配方、新工藝、新流程相關(guān)的關(guān)鍵或成套裝備的創(chuàng)新、研發(fā)與定制。
此外，8月5日第一屆長玻纖增強(qiáng)技術(shù)與應(yīng)用研討會，將在南京開啟！
會議主題
時間 | 議題/嘉賓 |
9:00~9:10 | 開場介紹 深圳市艾邦高分子科技有限公司 江耀貴 創(chuàng)始人 |
9:10~9:35 | LFT發(fā)展以及以及國家標(biāo)準(zhǔn)的最新動態(tài) 南京聚隆科技股份有限公司 李蘭軍博士 |
9:45~10:15 | 長玻纖模頭分類以及選擇以及擠出生產(chǎn)線介紹 南京創(chuàng)博機(jī)械設(shè)備有限公司總經(jīng)理 李東生 |
10:15~10:45 | 上午茶歇 |
10:45~11:10 | 塑料改性該如何選擇玻纖？ 歐文斯科寧亞太研發(fā)中心熱塑性復(fù)合材料研發(fā)經(jīng)理 謝孝勛 |
11:10~11:35 | 長纖維增強(qiáng)PP在汽車無痕跡儀表板上應(yīng)用與實(shí)現(xiàn) 上海納巖新材料科技有限公司 技術(shù)總監(jiān) 孫洲瑜 |
11:35~12:00 | 長玻纖增強(qiáng)塑料在汽車輕量化中的應(yīng)用（擬邀請汽車整機(jī)廠） |
12:00~13:45 | 午餐 |
13:45~14:15 | 長玻纖增強(qiáng)塑料（LFT）與模內(nèi)涂層（IMC）自動化生產(chǎn)制品方案 克勞斯瑪菲產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理 Stefan Fenske |
14:15~14:45 | 相容劑在長玻纖增強(qiáng)塑料中的應(yīng)用 佳易容相容劑江蘇有限公司 |
14:45~15:15 | 下午茶歇 |
15:15~15:45 | 長玻纖增強(qiáng)塑料專用PP國產(chǎn)化動態(tài) 中石化揚(yáng)子石化 屠博士 |
15:45~16:15 | 長玻纖汽車塑料零配件模具設(shè)計以及CAE模擬 南京聚隆科技股份有限公司 鄧軍 |
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