ガラス繊維強化PAのメリット・デメリットと射出成形の課題解決

Nov 25, 2022

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ガラス繊維強化PAのメリット


1.ナイロンにガラス繊維を添加した後、変性ナイロンの機械的性質、耐熱性、寸法安定性、耐老化性が大幅に向上し、疲労強度は強化されていないナイロンの2.5倍です。

2. ガラス繊維の添加により、プラスチックのポリマー鎖間の相互移動が制限されます。 したがって、強化プラスチックの収縮率は大幅に減少します。つまり、製品の収縮現象は、ガラス繊維がない場合よりもはるかに優れており、剛性が大幅に向上しています。

3.ガラス繊維強化ナイロン軟化点が高く、摩擦係数が低く、耐摩耗性、自己潤滑性、衝撃吸収性、消音性、電気絶縁性良好、耐油性、耐弱酸性、耐アルカリ性、一般溶剤性、自己消火性、非消火性無毒、無臭、耐候性に優れています。

4.繊維強化後のナイロンは、ナイロンスライスの吸水率を低下させることができるため、高温、高湿度の環境でも機能します。



ガラス繊維強化ナイロンのデメリット


1.靭性が低下し、脆性が増加します。 これは、強化剤を添加することで改善できます。

2. ガラス繊維は射出成形時に流動方向に配向するため、配向方向の機械的性質や収縮が大きくなり、製品の変形や反りの原因となります。

3.射出成形の過程で、ガラス繊維がプラスチック製品の表面に入り込み、製品の表面が非常に粗くなり、浮遊繊維、材料の花、その他の欠陥などの斑点が生じます。

4. ガラス繊維の割合が増えるほど、射出成形機の可塑化部品の摩耗、主にスクリューの摩耗が大きくなります。

5. 流動性が低下します。



射出成形の問題点と解決策


射出成形のプロセスは、原材料の処理が不十分である、製品または金型の設計が不合理である、オペレーターが適切な射出成形ナイロン プロセスの操作条件を把握していない、または機械的な理由により、多くの場合、製品に多くの欠陥が生じる可能性があります。 ガラス繊維強化ナイロンの生産では、主にガラス繊維の露出、焼け、素材の花、へこみ、銀線、波紋、オーバーフロー エッジなど、表面の外観が悪い傾向があります。


1.露出したガラス繊維

ガラス繊維の流動性はナイロンに比べて格段に悪く、サンドイッチの真ん中から前方に流れ、両側で外側に曲がる途中で金型内を流れます。 したがって、流動性の良いものは前面に流れ、流動性の悪いものは金型の表面にとどまります。

ガラス繊維露出の解決策は次のとおりです。

(1) 発射速度を上げる。 速度を上げた後、ガラス繊維とナイロンの流動速度は異なりますが、高速射撃接着剤と比較すると、相対速度差の割合は非常に小さくなります。

(2) 金型温度を上げる。 金型温度を上げるには、ガラス繊維と金型の間の接触抵抗を減らし、ガラス繊維とナイロンの速度差をできるだけ小さくし、材料流動の中間層をできるだけ厚くし、シェル両面をできるだけ薄く重ねます。

(3) 測定室の温度を下げ、ゾルの量を減らします。 これにより、ナイロンとファイバーグラスが分離する可能性が最小限に抑えられます。

(4) 処理するナイロン素材を拭き取り、表面に残ったグリースや離型剤を取り除きます。

(5) ナイロンとガラス繊維の処理剤を、5-10 ミクロンの乾膜になるように処理する素材にスプレーまたはワイプし、5-10 分間放置します。

(6) 塗布したワークは、80℃で 30 分間強制乾燥させたほうがよい。


2.やけど

充填プロセスでは、金型キャビティ内に元の空気だけでなく、成形プロセスで発生する揮発性ガスも存在します。 高速射出中はガスが圧縮されて高温になり、局所的な炭化や部品の焦げが発生しやすくなります。

一般的には、次の措置が取られます。

供給速度を調整し、金型温度を下げ、使用前に変性ナイロン原料を乾燥させるか、乾燥せずに変性ナイロン原料を適用します。


3. 花を植える

高品質のガラス繊維強化ナイロンを取得する必要がある場合は、二軸押出機の造粒を使用することをお勧めします。ガラス繊維の選択には、ナイロン特殊強化ガラス繊維を選択でき、同時にカップリング剤または相溶化剤を追加できます。グラフトタイプの相溶化剤添加量は約3%です。 また、シリコーン系助剤の約0.6%を添加することで、表面効果が大幅に向上します。


4.へこみ

へこみの考えられる原因とその解決策は次のとおりです。

(1)充填材料が不十分であるか、給餌量が十分でない場合は、給餌を増やすか、給餌ゲートを開く必要があります。

(2) 不適切なゲート位置またはゲートの非対称性は、特定の状況に応じて調整する必要があります。

(3) ダイバータとゲートが不十分または小さすぎる場合は、ダイバータとゲートのサイズをさらに大きくする必要があります。

(4)製品の肉厚が均一でない場合は、金型を変更するか、射出圧力を高くする必要があります。


5. ガラス繊維銀粒子

ガラス繊維が添加された部品の表面には、金属輝点などの銀模様の欠陥が現れ、特に、隆起した部品の材料流動領域と流体が再び合流するジョイント ラインの近くに現れます。

シルバーストライプの原因と解決策は次のとおりです。

(1) 射出速度が遅すぎる場合は、射出速度を上げて、多段射出 (最初は遅く、後で高速) を検討する必要があります。

(2) 金型温度が低すぎるため、金型温度を上げる必要があります。

(3) 溶融温度が低すぎる場合は、バレルの温度を上げ、スクリューの背圧を上げる必要があります。

(4)溶融温度の変化が大きいため、スクリューの背圧を上げ、スクリュー速度を下げ、より長いバレルを使用して移動を短くする必要があります。


6. 波紋

リップルの考えられる原因とその解決方法は次のとおりです。

(1)スプルーが小さいため、金型キャビティ内でスプレー現象が発生します。スプルーのサイズを変更するか、スプレー圧力を下げる必要があります。

(2)流路が曲がりくねっており、狭く、粗さが悪く、ゴムの供給が不十分で、流路を修正して粗さを減らし、ゴムの供給が十分になるようにする必要があります。

(3)ワークピースの断面の厚さが均一ではなく、面積が大きく、形状が複雑である場合、ワークピースを設定してセクションの厚さを同じにするか、ワークピースの突出したプレートと隆起した線を取り除く必要があります。

(4)金型の冷却システムが不適切であるか、金型の温度が低い場合は、冷却システムを調整するか、金型の温度を上げる必要があります。

(5) メルト温度、金型、またはノズル温度が低い場合は、メルト チューブ温度とノズル温度を上げる必要があります。

(6) 射出圧力と射出速度が小さすぎる場合は、対応するパラメータ設定値を大きくする必要があります。


7.オーバーフローエッジ

金型のパーティング ラインまたはシール面に沿って薄いフライング エッジが現れます。 ほとんどの場合、オーバーフローが発生するのは、成形機の型締力が、射出および保圧中にパーティング ラインに沿って金型をロックおよびシールするのに不十分であるためです。

次の対策を講じることができます。

(1) クランプ力を上げます。

(2) 射出速度を下げ、多段射出 (高速-低速) を採用する。

(3) 少し早めの電圧保持スイッチ;

(4) バレルの温度を下げます。

(5) 型壁の温度を下げます。

(6) 保圧を下げる。




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