Сипучість SMC та її взаємозв’язок із формами

SMC (Sheet Molding Compound) – це -армована скловолокном термореактивна формувальна суміш, яка має високу в’язкість і довжину волокна.,Сипучість повністю залежить від високо-температури та високого{1}}тиску, а структура форми є ключовим зовнішнім фактором, що визначає якість потоку матеріалу та дефекти продукту,Обидва взаємно обмежують один одного.

 

I. Температурне зонування форми безпосередньо змінює пропускну здатність SMC.

 

Температура прес-форми впливає на в'язкість смоли.SMC Матричний ненасичений поліестер стає м'яким при нагріванні і таким чином набуває текучості:

 

Низька температура прес-форми: в’язкість смоли висока, а опір потоку матеріалу різко зростає, що призводить до недостатнього заповнення, дефіциту матеріалу та поганої міцності лінії зварювання;

 

Висока температура прес-форми: поверхнева смола швидко затвердіє (попереднє-гелеутворення), утворюючи тверду оболонку, яка блокує потік внутрішнього матеріалу, що призводить до бульбашок, розшарування та структур течії. Діапазон постійних температур для звичайних прес-форм SMC: 130-155 градусів. Для великих і тонкостінних виробів контроль температури повинен бути розділений на зони, а кінець потоку матеріалу повинен бути відповідним чином нагрітий.

 

Різниця температур форми викликає різницю в потоціЯкщо різниця температур між ядром прес-форми та порожниною прес-форми занадто велика, матеріал буде переважно текти в зону з вищою температурою та нижчим опором, що призведе до нерівномірного розподілу скляних волокон і локальної нестачі матеріалу.

 

 

II. Конструкція порожнинної структури визначає шлях потоку матеріалу та опір потоку.

 

1. Товщина стінки виробу

· Порожнина з товстими- стінками: канал потоку матеріалу широкий, з низьким опором потоку та плавним заповненням, але він схильний до накопичення бульбашок газу;

· Порожнина з тонкими- стінками: щілина вузька, і скляні волокна, ймовірно, перекриють матеріал і заблокують його, що призведе до значного зниження плинності. Необхідно збільшити тиск прес-машини та оптимізувати розміщення матеріалу.

 

2.Круглі кути, кут ухилу, ребра підсилення

Гострі кути, малі кути R: опір зміні потоку матеріалу високий, спричиняючи заплутування та накопичення волокон, а потік переривається; коли округлений кут прес-форми R більше або дорівнює 2 мм, потік може бути значно покращений;

Глибокі ребра, вузькі канавки: вони належать до вузьких каналів потоку, і скляні волокна SMC схильні до застрявання, що ускладнює заповнення форми. Необхідно розширити корінні ребра і додати переливні канавки;

Недостатній кут тяги: опір тертю бічних стінок порожнини форми збільшується, перешкоджаючи просуванню матеріалу вперед.

 

3.Площа порожнини і довжина процесу

Чим довший процес, тим більший кумулятивний опір уздовж лінії SMC і тим значніше зниження термінальної плинності; для продуктів тривалого-процесу необхідно розумно розподілити сировину та збільшити край переливу, щоб сприяти вивантаженню.

 

 

III. Система формування/переливу є ключовою структурою форми для контролю потоку.

 

Переливний бак (переливний край)Створення зон переливу навколо форми є найпоширенішим методом покращення потоку SMC: під час процесу формування надлишки смоли, повітря та матеріалів із низькою-в’язкістю спочатку надходять у канал переливу, безперервно створюючи рушійну силу потоку всередину порожнини форми, видаляючи бульбашки повітря та запобігаючи лініям зварювання. Форма без переливного каналу схильна до недостатнього заповнення.

Порожнина порожнього позиціонування, схил, що направляє потікНаправляючий нахил робиться в зоні подачі матеріалу форми, щоб направляти SMC для рівномірного розподілу в усіх напрямках, запобігаючи блокуванню матеріалу від односпрямованого потоку матеріалу або спричинення локальної агрегації волокон.

Витяжна структураГлибина вентиляційної канавки прес-форми зазвичай становить від 0,03 до 0,08 мм: якщо газ не може вийти, це призведе до блокування повітря, безпосередньо блокуючи потік матеріалу; погана вентиляція повітря виражатиметься, здавалося б, поганою текучістю, але насправді це пов’язано з перекриттям газу.

 

Оздоблення поверхні прес-форми, тертя на поверхні розділення та його вплив на потік

· Шорсткі порожнини, подряпини, корозійні ямки: збільшують опір тертю між SMC і стінкою форми, уповільнюють швидкість потоку матеріалу та викликають сліди течії на поверхні продукту;

 

·Надмірний зазор між розділовою поверхнею: після застосування тиску смола витікає у великій кількості з роздільної поверхні, що призводить до недостатньої кількості матеріалу всередині порожнини, що, здавалося б, вказує на недостатню текучість; занадто малий зазор призводить до поганого вихлопу і високого опору.

 

VI. Жорсткість прес-форми та зазор, що закриває форму, опосередковано впливають на ефективну текучість.

 

Після того, як прес-машина застосовує тиск, якщо жорсткість форми недостатня, буде невелике розширення форми, товщина локальної порожнини збільшиться, і розподіл потоку матеріалу стане безладним. Нерівномірний зазор між формою призведе до неузгодженої швидкості потоку матеріалу в різних місцях, неоднакової товщини виробу та невпорядкованої орієнтації волокон.

 

V. Відповідність між поширеними дефектами течії в прес-формах та їх причинами

 

нездорове явище	Основна причина появи цвілі
Недостатня кількість матеріалів, недостатнє заповнення форми	Довгий процес, тонкі стінки, вузькі ребра, низька температура форми, відсутність переливного каналу, заблокований випускний отвір
Поверхневі завихрення та брижі	Погана обробка порожнини, велика різниця температур, надмірно гострі кути та нерівномірна швидкість потоку матеріалу
Шарування, бульбашки	Недостатній перелив, занадто маленька випускна канавка та надмірно висока локальна температура форми, що спричиняє передчасне гелеутворення.
Місцеве накопичення скловолокна	Різка зміна каналу потоку, правий-кут, глибоке та вузьке ребро армування
Сліди зварювання оплавленням крихкі.	На стику, де стикаються два матеріали, немає переливного дренажу або витяжної системи.

 

 

VII. План оптимізації для покращення текучості SMC у формувальному торці

 

• Формувальна порожнина: усі кути заокруглені зі збільшеними радіусами, вузькі ребра потовщені в корені, а на довгій технологічній ділянці додано напрямну структуру;
• Контроль температури: форма має незалежні контури нагріву. Температура в зоні подачі трохи нижча, а температура в кінці потоку матеріалу відповідно підвищується;
• Перелив і витяжка: безперервні краї переливу встановлені по контуру продукту. Витяжні канавки додаються окремо по кутах і в місцях сходження матеріалу;
• Обробка поверхні: Порожнина форми відполірована до дзеркального покриття, щоб зменшити опір тертя стінки матеріалу;
• Контроль закриття форми: підвищте жорсткість шаблону форми, рівномірно контролюйте зазор закриття форми та уникайте надмірного переповнення в певних локальних областях.

 

підсумовувати

 

Власна формула SMC (смола, скловолокно, наповнювачі) визначає основні характеристики потоку, але форма є носієм для повного навантаження потоку: температура, геометрія порожнини, вентиляція, поверхневе тертя та жорсткість форми спільно контролюють опір потоку, напрямок потоку та швидкість наповнення. Для тієї самої партії сировини SMC зміна форми або модифікація структури порожнин призведе до абсолютно різних ефектів формування зі значними відмінностями в плинності.