长纤维提高热固性塑料(LFRT)已经被用以高物理性能的注塑加工成型运用。尽管LFRT技术性可以出示优良的抗压强度、弯曲刚度和冲击性特性，但这类原材料的生产加工方式 针对明确最终部件能做到如何的特性起着关键的功效。

为了更好地取得成功地成型LFRT，对他们一些特有的特性开展掌握十分必要。掌握LFRT与基本提高热固性塑料中间的差别，促进了机器设备、设计方案和生产加工技术性的发展趋势，以充分发挥LFRT的较大 使用价值和发展潜力。

LFRT和传统式短切、短夹层玻璃纤维提高复合物的差别取决于纤维的长短。在LFRT中，纤维的长短和粉料的长短同样。它是因为大部分LFRT是根据热挤压成型加工工艺而不是裁切型配混来生产制造的。在LFRT生产制造中，夹层玻璃纤维无捻粗纱的持续丝束先被拉进一个料管中开展镀层和预浸环氧树脂，从料管出去后，这类持续的弹性体材料条被短切或制粒，一般 切至10~12mm的长短。比较之下，传统式的短玻璃纤维复合物只包括长3~4mm的短切纤维，在裁切型挤塑机中为长短会进一步降低至一般 2毫米不上。

图 LFRT一般 根据一种热挤压加工工艺制取，用环氧树脂预浸持续夹层玻璃纤维束，随后把他们激光切割发展的粉料。玻璃纤维长短相当于粉料的长短。

LFRT粉料中的纤维长度有利于改善LFRT的物理性能――耐冲击性或延展性提升，另外维持弯曲刚度。要是纤维在成型全过程中维持长短，他们便会产生一个“內部框架”，出示极高的物理性能。殊不知，一个槽糕的成型全过程会把长纤维商品变为短纤维原材料。假如纤维的长短在成型全过程中遭受危害，则不太可能得到所必须的特性水准。

图 分解反应前后左右的注入成型件。浅色系是环氧树脂点燃掉后由长纤维产生的內部框架，该框架保存了部件的样子。为了更好地在LFRT成型全过程中维持纤维的长短，有三个关键层面必须考虑到：塑料机、部件和冲压模具及其生产加工标准。

01

机器设备常见问题

常常被问起的一个相关LFRT生产加工的难题是：大家是不是有可能运用目前的注塑设备来成型这种原材料。在绝大部分的状况下，用以成型短纤维复合物的机器设备也可用以成型LFRT。尽管典型性的短纤维成型机器设备针对大部分的LFRT部件和商品是符合要求的，但对机器设备做一些更新改造能够 更强协助维持纤维的长短。

一根具备典型性“入料―缩小―计量检定”段的通用性挤出机螺杆十分适用该全过程，并且根据减少计量检定段的发动机压缩比能够 降低纤维毁灭性的裁切。大概为2:1的计量检定段发动机压缩比针对LFRT商品是最好的。用独特金属材料铝合金生产制造挤出机螺杆、料筒和别的部件沒有必需，由于LFRT的磨坏沒有传统式的短切夹层玻璃纤维提高热固性塑料大。

另一件很有可能从设计方案核查中获益的机器设备是喷头尖梢。一些热固性原材料用一种反方向锥型喷头尖梢生产加工更非常容易，它能够 在原材料引入到模貝凹模里时产生一种高宽比裁切。殊不知这类喷头尖梢会显着减少长纤维高分子材料的纤维长度。因而强烈推荐应用一种100%“随意流动性”设计方案的槽形喷头尖梢/阀部件，它使长纤维非常容易根据喷头进到部件中。除此之外，喷头和进胶口孔的直徑应当有5.5毫米(0.250in)或之上的肥款规格，而且沒有锐利的边沿。关键的是要掌握原材料怎样穿过注塑设备，并明确裁切会使纤维粉碎的地区。

图选用“100%随意流动性”设计方案的三件式挤出机螺杆尖梢和环状阀，可最大限度地降低长纤维的开裂。

02

部件与冲压模具

好的部件和冲压模具对维持LFRT的纤维长度也大有益处。清除一部分边沿(包含肋线、凸模和别的特点)周边的斜角，可防止成型部件中多余的地应力，并降低纤维磨坏。部件应选用壁厚匀称一致的允差壁设计方案。厚度上很大的转变会造成 部件中不一致的添充和不用的纤维趋向。在务必偏厚或较薄的地区，要防止壁厚的忽然转变，以防止产生很有可能毁坏纤维的高剪切地区，并变成应力的根源。一般 尝试把进胶口开在偏厚的壁中，并流入薄的一部分，使添充尾端维持在薄的一部分。通用性的好的塑胶设计原理提议，维持壁厚小于4mm(0.160in)将推动优良匀称的流动性并降低凹痕和间隙的概率。针对LFRT复合物，最好的厚度一般 为3毫米(0.120in)上下，最少的薄厚为2毫米(0.080in)。壁厚低于2毫米时，原材料在进到模貝后其纤维开裂的几率提升。

部件仅仅设计方案中的一个层面，考虑到原材料如何进入模貝也很重要。当过流道和进胶口正确引导原材料进到凹模时，要是没有恰当的设计方案，很多的纤维毁坏会产生在这种地区中。

当设计方案一个成型LFRT复合物的模貝时，全圆弧的过流道是最好的，它的最少直徑为5.5毫米(0.250in)。除开全圆弧流道，一切别的方式的过流道都是会有斜角，他们在成型全过程中会提升地应力而毁坏夹层玻璃纤维的提高实际效果。具备对外开放直浇道的热流道系统是能够 接纳的。进胶口的最少薄厚应当有2毫米(0.080in)。假如很有可能得话，顺着一条不阻拦原材料注入凹模的边沿精准定位进胶口。部件表层的进胶口将必须开展90°的旋转，以避免引起纤维开裂而减少物理性能。最终，要留意的焊接线的部位，并了解他们怎样危害部件应用时承担荷载(或地应力)的地区。应根据进胶口的布局调整将焊接线挪到地应力水准预估较低的地区。

电子计算机充模剖析能够 协助明确这种焊接线将精准定位的地区。构造有限元(FEA)能够 用于比照高地应力的部位与在充模剖析中明确的汇聚线部位。应当强调的是，这种部件和冲压模具只是是提议。有很多部件的事例，他们具备厚壁、壁厚转变和精美或细致特点，运用LFRT复合物完成了优良的特性。殊不知，偏移这种提议越长，就需要花大量的時间和活力来保证完成长纤维技术性的所有益处。

03

生产加工设计方案

生产加工标准是LFRT取得成功的重要。要是选用了恰当的生产加工标准，就会有很有可能应用通用性塑料机和恰当设计方案的模貝制取好的LFRT部件。也就是说，即便有适度的机器设备和冲压模具，假如选用较弱的生产加工标准，纤维长度也很有可能会损伤。这就必须掌握纤维在成型全过程时可能碰到的状况，而且明确会造成纤维过多裁切的地区。

最先，要监管凝汽式。高凝汽式引进对原材料造成的极大剪切应力，可能减少纤维长度。考虑到从零凝汽式逐渐而且仅使它提升至使挤出机螺杆在上料全过程中匀称退还，选用1.5~2.5bar(20~50psi)的凝汽式一般 足够得到一致的上料。

高的挤出机螺杆转速比也是有不好的危害。挤出机螺杆转动越快，固态和未熔原材料就越很有可能进到挤出机螺杆缩小段导致纤维损害。类似对于凝汽式的提议，应尽可能维持转速比在平稳添充挤出机螺杆所规定的最低标准。在成型LFRT复合物时，30~70r/min的挤出机螺杆速率是普遍的。

在注入成型全过程中，熔化根据2个一同功效的要素产生：裁切和热。由于目地是在LFRT中根据降低裁切来维护纤维的长短，因而将必须大量的发热量。依据环氧树脂管理体系，生产加工LFRT复合物的温度一般 会比基本的成型复合物高10~30℃。

殊不知，在简易地进一步提高料筒温度以前，要留意料筒温度遍布的反置。一般 状况下，当原材料从料仓挪动到喷头时，料筒温度升高;但针对LFRT，强烈推荐在料仓处的温度高些。反置温度遍布会使LFRT粉料在进到高剪切挤出机螺杆缩小段以前变软和熔融，进而有益于纤维长度的维持。

相关生产加工的最终一项留意涉及到回用材的运用。碾磨成型部件或水部位一般 会造成 更低的纤维长度，因而，回用材的加上会危害总体的纤维长度。为了更好地不显著降低物理性能，提议回用材的较大 使用量是5%。高些的回用材使用量会对冲击性抗压强度等物理性能造成不良影响。

来源于：复材应用技术