Présentation du matériau LGF TPU dans le domaine GF TPU
Le polyuréthane thermoplastique renforcé de fibre de verre (GF TPU) est un matériau composite haute-performance qui combine ingénieusement l'excellente élasticité, la résistance à l'usure et la flexibilité du polyuréthane thermoplastique (TPU) avec la haute résistance, la rigidité et la stabilité dimensionnelle des fibres de verre (GF). L'émergence de ce matériau a considérablement élargi les limites d'application des plastiques techniques, en particulier dans des conditions exigeantes où « rigidité et flexibilité » sont requises. Le composite GF TPU devient désormais une solution clé pour remplacer les métaux, le caoutchouc et autres plastiques techniques traditionnels.
Fibre de verre courte (SGF) vs fibre de verre longue (LGF)
Il s’agit d’un point de distinction important dans l’industrie :
SGF TPU (fibre de verre courte) :La longueur des fibres est généralement inférieure à 1 mm. Il est facile à traiter et présente une meilleure finition de surface, mais l'amélioration des performances est limitée. Cela améliore principalement la rigidité.
LGF TPU (fibre de verre longue) :La longueur des fibres peut être maintenue à 5 mm voire supérieure à 25 mm (dans le composant final). LGF forme une structure de cadre tridimensionnelle à l'intérieur du composant, améliorant considérablement la résistance aux chocs (Impact Strength), la résistance au fluage (Creep Resistance) et la durabilité à la fatigue (Fatigue Durability). Le matériau LGF TPU est la principale force pour réaliser la « substitution du métal ».
À quoi sert GF TPU ?
Résistance aux chocs exceptionnelle : lorsque le composant est soumis à un impact, cette structure de fibres tridimensionnelles-peut disperser l'énergie d'impact sur un volume plus important pour la transmission et l'absorption, et empêcher efficacement l'expansion des microfissures.
Excellentes performances antirouille- : sous des charges continues à long-terme (telles que la précharge des boulons ou la charge continue-portante), la matrice de fibres du LGF peut efficacement « soutenir » l'ensemble de la structure, inhibant considérablement l'écoulement de la matrice polymère, permettant au composant de conserver sa forme et sa force de précharge pendant une longue période.
Résistance à la fatigue et durabilité exceptionnelles : lorsqu'il est soumis à des millions de cycles de charge (telles que vibrations, flexions), le réseau de fibres du LGF peut inhiber efficacement l'initiation et la propagation des fissures de fatigue, permettant ainsi à sa durée de vie de dépasser celle des matériaux composites SGF. Il convient parfaitement aux composants de transmission dynamiques ou aux environnements vibratoires.
Déformation inférieure et stabilité dimensionnelle plus élevée : bien que toutes les fibres de verre réduisent le coefficient de dilatation thermique (CLTE), les longues fibres du LGF s'emboîtent de manière plus tridimensionnelle et aléatoire dans la cavité du moule, ce qui entraîne des taux de contraction similaires dans les directions FD et TD. Cela réduit considérablement la déformation des composants, ce qui le rend particulièrement adapté à la fabrication de composants structurels de grande taille et précis.
Pour briller de mille feux pour diverses industries
Industrie automobile :
NVH et châssis : supports de moteur (supports de moteur), bagues du système de suspension, couvercles d'amortisseurs, isolateurs de vibrations à ressort.
Groupe motopropulseur et fluides : connecteurs de câbles de transmission, boîtiers de capteurs, clips du système de carburant, joints de tuyaux de carburant haute-pression.
Structure et intérieur/extérieur : actionneurs de serrure de porte, composants du système de suspension pneumatique, joints de tuyaux pneumatiques pour-camions lourds.
Fabrication industrielle et automatisation :
Composants-pour usage intensif : roulettes pour usage intensif-(industriel/médical), rouleaux industriels, grattoirs pour bandes transporteuses.
Transmission de puissance : Accouplements, engrenages industriels, pinces pneumatiques (Grippers).
Environnements difficiles : filets de tamisage pour mines, composants de machines agricoles, joints et joints hydrauliques.
Électronique et électricité :
Outils électriques : boîtiers d'outils électriques-haut de gamme (notamment LGF TPU).
Câbles et connecteurs : les gaines des câbles de convoyeurs de robots et d'automatisation, ainsi que les boîtiers de connecteurs à haute -durabilité.
Sports et loisirs :
Matériel de ski : Boucles, semelles et supports arrière des chaussures de ski alpin.
Avions et équipements sans pilote : bras de châssis d'avion sans pilote, train d'atterrissage, composants structurels de caméras de sport.
LGF TPU : Enjeux et maîtrise des techniques de traitement
Absolument critique : le séchage
Le TPU a une forte propriété hygroscopique. Si l'humidité n'est pas correctement éliminée avant le traitement, pendant le processus de fusion à haute température-, l'humidité hydrolysera les chaînes de polymère TPU, ce qui entraînera :
Dégradation par hydrolyse : le poids moléculaire diminue et les propriétés mécaniques sont gravement endommagées.
Défauts des composants : Des bulles apparaissent et même (dans le cas du LGF TPU) les fibres peuvent être exposées. Par conséquent, l'utilisation d'une machine de séchage par déshumidification efficace pendant plusieurs heures de pré-séchage est une étape obligatoire du processus.
Usure et cisaillement
Usure des vis : La fibre de verre est un matériau très abrasif. Lors du traitement de la résine composée GF TPU, une vis durcie et une valve inverse (telle qu'une vis bimétallique) doivent être utilisées ; sinon, la durée de vie de la chaîne de production sera extrêmement courte.
Contrôle du cisaillement : une vitesse de rotation et une contre-pression excessives de la vis peuvent générer une forte force de cisaillement, qui est fatale dans le traitement du composite LGF TPU -, elle perturbera excessivement les fibres longues, leur faisant perdre les avantages de performance du LGF. Par conséquent, une fenêtre de traitement à « faible cisaillement et faible contre-pression » doit être adoptée.
Conception et injection de moules
Conception de la grille : la position et la taille de la grille déterminent directement le modèle de remplissage de la matière fondue, qui à son tour détermine l'orientation finale des fibres dans le composant (comme mentionné précédemment, il s'agit de l'anisotropie). Une ventilation adéquate du moule doit être mise en œuvre pour éviter les brûlures ou un remplissage insuffisant causés par les gaz piégés (y compris l'humidité résiduelle dans le matériau).
Apparence de la surface : les granulés de plastique GF TPU présentent souvent un phénomène de « fibre flottante », entraînant une surface rugueuse. Cela limite son application directe sur les composants d'apparence de qualité A-et nécessite généralement une post-pulvérisation ou l'utilisation de modifications spéciales (telles que l'ajout de lubrifiants de surface).
La pastille de plastique LGF TPU est un matériau de haute technologie, loin d'être un simple « plastique additionné de fibres de verre ». Sa valeur réside dans l’équilibre précis entre rigidité, ténacité, amortissement et durabilité. Une compréhension approfondie des différences chimiques entre le polyester et le polyéther, de la microstructure du LGF/SGF, des contraintes de conception induites par l'anisotropie et des conditions de traitement strictes est cruciale pour que les entreprises puissent utiliser avec succès ce matériau haute-performance comme alternative aux métaux, réduire les coûts et innover en matière de produits.
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