संपीड़न मोल्डिंग में एलएफटी (लॉन्ग फाइबर थर्मोप्लास्टिक) मिश्रित सामग्री का अनुप्रयोग मर जाता है

एलएफटी, एक प्रकार की उच्च प्रदर्शन मिश्रित सामग्री के रूप में, इसका मुख्य लाभ यह है कि फाइबर की लंबाई आमतौर पर 5 मिलीमीटर से अधिक बनाए रखी जाती है। छोटी फाइबर प्रबलित सामग्री और थर्मोसेटिंग सामग्री की तुलना में, यह बेहतर यांत्रिक गुण, पुनर्चक्रण और मोल्डिंग लचीलापन प्रदान करता है। संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया, बंद मोल्ड संचालन, सटीक नियंत्रणीय दबाव और बैच उत्पादन में मजबूत स्थिरता की अपनी विशेषताओं के साथ, एलएफटी सामग्रियों के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए मुख्य वाहक बन गई है। दोनों के सहयोगात्मक अनुकूलन ने ऑटोमोबाइल, नई ऊर्जा और घरेलू उपकरणों जैसे कई क्षेत्रों में परिपक्व एप्लिकेशन सिस्टम का गठन किया है, जो उत्पादों के हल्के और हरित उन्नयन के लिए मुख्य समर्थन प्रदान करता है।

 

I. एलएफटी सामग्री और संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया के बीच संगतता की नींव

 

एलएफटी और संपीड़न मोल्डिंग टूल के बीच कुशल अनुकूलता सामग्री गुणों और प्रक्रिया सिद्धांतों के गहरे संरेखण से उत्पन्न होती है। भौतिक स्तर पर, एलएफटी मुख्य रूप से मुख्यधारा मैट्रिक्स रेजिन के रूप में पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) और पॉलियामाइड (पीए) का उपयोग करता है, जिसे ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर जैसे मजबूत फाइबर के साथ जोड़ा जाता है, और एक समर्पित संसेचन प्रक्रिया के माध्यम से लंबी, पट्टी या ब्लॉक आकार के प्रीफॉर्म में संसाधित किया जाता है। गर्म होने पर ये प्रीफ़ॉर्म उत्कृष्ट तरलता प्रदर्शित करते हैं, जिससे उन्हें संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया के दबाव में मोल्ड गुहा को पूरी तरह से भरने की अनुमति मिलती है। इसके अलावा, फाइबर की लंबाई का नुकसान एक नियंत्रणीय सीमा - के भीतर है, संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया अंतिम उत्पाद में औसत फाइबर लंबाई को 4-20 मिलीमीटर पर बनाए रख सकती है, जो इस संबंध में इंजेक्शन मोल्डिंग से काफी बेहतर प्रदर्शन करती है। यह प्रभावी रूप से लंबे फाइबर के सुदृढ़ीकरण प्रभाव को अधिकतम करता है, जिससे उत्पादों के प्रभाव प्रतिरोध, रेंगने के प्रतिरोध और गर्मी प्रतिरोध में काफी वृद्धि होती है।

 

तकनीकी स्तर पर, एलएफटी मोल्डिंग में मुख्य रूप से दो तकनीकी मार्ग शामिल हैं: एलएफटी - जी (ग्रेन्युल मोल्डिंग) और एलएफटी - डी (ऑनलाइन डायरेक्ट मोल्डिंग), दोनों को मोल्डिंग डाईज़ के लिए कुशलतापूर्वक अनुकूलित किया जा सकता है। उनमें से, एलएफटी -जी कच्चे माल के रूप में 12 -25 मिलीमीटर की लंबाई वाले कणिकाओं का उपयोग करता है, जिसमें 25 मिलीमीटर के आसपास के कणिकाएं संपीड़न मोल्डिंग के लिए अधिक उपयुक्त होती हैं। मोल्ड में गर्म करने, प्लास्टिक बनाने और दबाव डालने के बाद, उत्पाद की फाइबर लंबाई को 3.2 - 6.4 मिलीमीटर पर स्थिर रूप से बनाए रखा जा सकता है। दूसरी ओर, एलएफटी-डी, ऑनलाइन कंपाउंडिंग, फाइबर इंप्रेग्नेशन, प्रीफॉर्म्स के एक्सट्रूज़न और मोल्डिंग को एक ही प्रक्रिया में एकीकृत करता है, जिससे अर्ध-तैयार उत्पाद प्रसंस्करण चरण समाप्त हो जाता है। फाइबर की लंबाई को लचीले ढंग से 10-50 मिलीमीटर तक समायोजित किया जा सकता है, और फाइबर सामग्री, राल सूत्र और योजक अनुपात को मोल्ड उत्पाद की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है। यह जटिल-संरचित सांचों की मोल्डिंग आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, और मोल्डिंग चक्र को 60 सेकंड के भीतर छोटा किया जा सकता है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन की दक्षता में काफी वृद्धि होती है।

 

धातु, एसएमसी (शीट मोल्डिंग कंपाउंड), और जीएमटी (ग्लास फाइबर मैट प्रबलित थर्मोप्लास्टिक) जैसी पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में, एलएफटी (लॉन्ग फाइबर थर्मोप्लास्टिक) संपीड़न ढाला उत्पादों की लागत और प्रदर्शन के संतुलन में महत्वपूर्ण फायदे हैं: धातुओं की तुलना में, मोल्ड और प्रसंस्करण उपकरण में निवेश कम है, उत्पादों का वजन घटाने का प्रभाव 30% से अधिक तक पहुंच सकता है, और घटकों की समग्र ताकत अधिक है, जो बाद की असेंबली प्रक्रियाओं को कम कर सकती है; एसएमसी की तुलना में, एलएफटी संपीड़न मोल्डिंग प्रक्रिया गंधहीन और गैर-विषाक्त है, स्क्रैप को पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है, मोल्डिंग की गति कई गुना तेज है, और उत्पादों की ताकत और प्रभाव क्रूरता बेहतर है; जीएमटी की तुलना में, एलएफटी कच्चे माल में बेहतर तरलता होती है, यह अधिक जटिल मोल्ड गुहाओं के लिए अनुकूल हो सकता है, और सामग्री की लागत कम होती है, जबकि मुख्य प्रदर्शन मूल रूप से समान होता है।

 

 

द्वितीय. एलएफटी संपीड़न मोल्डिंग के मुख्य डिजाइन बिंदु मर जाते हैं

 

एलएफटी सामग्रियों की प्रवाह क्षमता विशेषताएं और फाइबर प्रतिधारण की आवश्यकता संरचनात्मक डिजाइन, तापमान नियंत्रण और संपीड़न मोल्डिंग डाई की निकास प्रणाली पर विशिष्ट मांग लगाती है। डिज़ाइन की तर्कसंगतता सीधे उत्पादों की गुणवत्ता और उत्पादन की स्थिरता को प्रभावित करती है।

 

1. मोल्ड संरचनात्मक डिजाइन

कैविटी डिज़ाइन को पूरी तरह से एलएफटी प्रीफॉर्म के प्रवाह पैटर्न के अनुकूल होना चाहिए, तेज कोनों और संकीर्ण स्लॉट से बचने के लिए एक ग्रेडिएंट रनर संरचना को अपनाना चाहिए जो फाइबर ढेर या टूटने का कारण बन सकता है। साथ ही, गुहा में एक समान भराव सुनिश्चित करने के लिए उत्पाद की जटिलता के आधार पर गेट स्थान और संख्या को अनुकूलित किया जाना चाहिए। एलएफटी -डी प्रक्रियाओं के लिए, मोल्ड की गुहा का आकार काटने से होने वाली सामग्री की बर्बादी को कम करने और सामग्री के उपयोग को 95% से अधिक तक बढ़ाने के लिए ऑनलाइन एक्सट्रूडेड प्रीफॉर्म के विनिर्देशों से सटीक रूप से मेल खाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, मोल्ड की पार्टिंग सतह को हीटिंग के दौरान पिघले अतिप्रवाह को रोकने के लिए उच्च परिशुद्धता सीलिंग के साथ डिजाइन किया जाना चाहिए, जिससे उत्पादों की आयामी सटीकता सुनिश्चित हो, विशेष रूप से ऑटोमोटिव उद्योग और बैटरी पैक भागों में घटकों के लिए जहां सहनशीलता नियंत्रण सख्त है।

 

2. तापमान और दबाव नियंत्रण डिजाइन

मोल्ड को ज़ोन तापमान नियंत्रण प्रणाली से सुसज्जित किया जाना चाहिए, एलएफटी मैट्रिक्स रेजिन की विशेषताओं के आधार पर उचित तापमान पैरामीटर सेट करना चाहिए: पीपी - आधारित एलएफटी के लिए संपीड़न मोल्डिंग तापमान आमतौर पर 180 - 220 डिग्री पर नियंत्रित किया जाता है, जबकि पीए-आधारित एलएफटी के लिए, उच्च गर्मी प्रतिरोध आवश्यकताओं के कारण, प्रीफॉर्म के पूर्ण प्लास्टिककरण को सुनिश्चित करने और फाइबर को थर्मल क्षति को रोकने के लिए तापमान को 200-240 डिग्री तक बढ़ाया जाना चाहिए। दबाव नियंत्रण के संदर्भ में, मोल्ड को 4-6 एमपीए के बुनियादी एक्सट्रूज़न दबाव और 5-15 एमपीए के संपीड़न मोल्डिंग दबाव को झेलने में सक्षम होना चाहिए। उत्पाद घनत्व को सुनिश्चित करते हुए, उत्पादन दोष दर को 1% से कम रखते हुए, अत्यधिक दबाव के कारण फाइबर को टूटने से बचाने के लिए दबाव लोडिंग दर को हाइड्रोलिक प्रणाली के माध्यम से सटीक रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

 

3. निकास और डिमोल्डिंग डिज़ाइन

एलएफटी संपीड़न मोल्डिंग के दौरान, थोड़ी मात्रा में अस्थिर पदार्थ उत्पन्न होते हैं, और अवशिष्ट हवा गुहा में रहती है। इसलिए, मोल्ड में महत्वपूर्ण स्थानों जैसे कि विभाजन सतह और धावक के अंत में निकास चैनल होना चाहिए, पिघल रिसाव को रोकने के दौरान हवा और वाष्पशील पदार्थों के तेजी से निकास की सुविधा के लिए चैनलों की चौड़ाई और गहराई पर सटीक नियंत्रण होना चाहिए। इजेक्शन के दौरान उत्पाद पर असमान बल से बचने के लिए डिमोल्डिंग प्रणाली को एक बहु-{2}}बिंदु समान इजेक्शन संरचना को अपनाना चाहिए, जो विरूपण या फाइबर छीलने का कारण बन सकता है। इसके अतिरिक्त, डिमोल्डिंग की चिकनाई में सुधार करने और बाद की ट्रिमिंग प्रक्रियाओं के कार्यभार को कम करने के लिए मोल्ड कैविटी की सतह पर एंटी-स्टिकिंग उपचार लागू किया जा सकता है।

 

ऑटोमोटिव फ्रंट फ़्रेम

 

तृतीय. संपीड़न मोल्डिंग में एलएफटी का मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य मर जाता है

 

1. ऑटोमोटिव उद्योग: हल्के संरचनात्मक घटकों के लिए मुख्य समाधान

ऑटोमोटिव उद्योग एलएफटी संपीड़न मोल्डिंग तकनीक का सबसे परिपक्व अनुप्रयोग क्षेत्र है। लाइटवेटिंग और ईएलवी पर्यावरण नियमों की प्रवृत्ति से प्रेरित, एलएफटी संपीड़न मोल्डेड उत्पादों ने संरचनात्मक और अर्ध {{1}संरचनात्मक घटकों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए धातुओं और थर्मोसेटिंग सामग्रियों को व्यापक रूप से प्रतिस्थापित कर दिया है। फ्रंट एंड मॉड्यूल, बम्पर बीम और इंस्ट्रूमेंट पैनल फ्रेम जैसे घटकों में, एलएफटी {{4} जी कम्प्रेशन मोल्डेड उत्पाद अपनी लागत लाभ और मोल्डिंग स्थिरता के कारण हावी हैं। उदाहरण के लिए, वोक्सवैगन गोल्फ वी का अगला अंतिम फ्रेम एलएफटी डी संपीड़न मोल्डिंग का उपयोग करके बनाया गया है, जो संरचनात्मक ताकत और हल्के वजन की आवश्यकताओं को संतुलित करता है।

 

नई ऊर्जा वाहनों के क्षेत्र में, एलएफटी मोल्डिंग एक मुख्य सहायक तकनीक है। एनआईओ ईटी5 के बैटरी पैक की अंतिम प्लेटें लंबे ग्लास फाइबर प्रबलित पीए6 एलएफटी सामग्री को अपनाती हैं, जो एलएफटी{3}डी के माध्यम से लाइन मोल्डिंग मोल्ड में बनती है। फाइबर की लंबाई प्रतिधारण 35 मिमी तक पहुंच जाती है, और तन्यता ताकत 180 एमपीए तक पहुंच सकती है। मोल्डिंग चक्र में केवल 90 सेकंड लगते हैं, जिससे पारंपरिक एल्यूमीनियम मिश्र धातु अंत प्लेटों की तुलना में वजन 35% कम हो जाता है। साथ ही, इसमें उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन है, जो प्रभावी रूप से बैटरी शॉर्ट सर्किट के जोखिम से बचाता है। चेसिस के अनुदैर्ध्य बीम और बैटरी पैक की सुरक्षात्मक प्लेटें, आदि, 10 साल या 200,000 किलोमीटर तक की सेवा जीवन के साथ, मोल्डिंग मोल्ड संरचना के अनुकूलन के माध्यम से पत्थर के प्रभाव, संक्षारण प्रतिरोध और हल्के वजन के एकीकरण को प्राप्त करते हैं। इसके अलावा, सीट फ्रेम, स्पेयर टायर कम्पार्टमेंट और अन्य हिस्से एलएफटी मोल्डिंग तकनीक को अपनाते हैं, जो मोल्ड के माध्यम से जटिल संरचनाओं के एकीकृत मोल्डिंग को प्राप्त कर सकते हैं, भागों की संख्या को कम कर सकते हैं और असेंबली लागत को कम कर सकते हैं।

 

2. घरेलू उपकरण उद्योग: उच्च प्रदर्शन घटकों का उन्नयन पथ

घरेलू उपकरण क्षेत्र में, एलएफटी मोल्डिंग तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से पारंपरिक सामग्रियों की अपर्याप्त ताकत और सीमित सेवा जीवन की समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से वाशिंग मशीन और एयर कंडीशनर के घटकों के लिए जिनमें लोड - सहन और कंपन की आवश्यकता होती है। एक सुप्रसिद्ध वाशिंग मशीन निर्माता एक मोल्डिंग मोल्ड के माध्यम से ड्रम घटक को ढालने के लिए एलएफटी{3}}जी पीपी{{4}एलजीएफ 50% सामग्री का उपयोग करता है। मोल्ड तापमान और दबाव मापदंडों को अनुकूलित करके, उत्पाद के यांत्रिक गुणों में 30% से 40% तक सुधार किया जाता है, जिससे घटक के पहनने के प्रतिरोध और कंपन प्रतिरोध में काफी वृद्धि होती है। वर्तमान में, बैचों में 2,000 टन से अधिक सामग्री लागू की गई है। इसके अलावा, एलएफटी मोल्डेड उत्पादों का उपयोग आउटडोर एयर कंडीशनर ब्रैकेट्स, रेफ्रिजरेटर लोड - वाले संरचनात्मक भागों आदि के लिए किया जाता है, जो बाहरी और जटिल कामकाजी परिस्थितियों की उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करते हुए, मौसम प्रतिरोध और सेवा जीवन में सुधार करते हुए वजन कम कर सकते हैं।

 

3. अन्य क्षेत्र: परिदृश्य आधारित विस्तार अनुप्रयोग

निर्माण मशीनरी के क्षेत्र में, एलएफटी मोल्डेड उत्पादों का उपयोग सुरक्षात्मक प्लेटों, ऑपरेशन प्लेटफार्मों आदि के लिए किया जाता है। मोल्ड अनुकूलन के माध्यम से, एक संरचना डिजाइन प्राप्त किया जाता है जो प्रभाव और संक्षारण के लिए प्रतिरोधी है। धातु के हिस्सों की तुलना में, वे हल्के होते हैं और उनकी लागत कम होती है। निर्माण क्षेत्र में, एलएफटी ढाले उत्पादों का उपयोग उनके मौसम प्रतिरोध और इन्सुलेशन गुणों के लिए किया जाता है, और विशेष सांचों के माध्यम से सजावटी पैनलों, भार सहने वाले ब्रैकेट आदि में बनाया जाता है, जो दीर्घकालिक बाहरी उपयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त होते हैं। नए ऊर्जा क्षेत्र में, एलएफटी मोल्डिंग तकनीक का उपयोग फोटोवोल्टिक ब्रैकेट, ऊर्जा भंडारण उपकरण शैल इत्यादि के लिए भी किया जाता है, जो हरित ऊर्जा के विकास की प्रवृत्ति के अनुरूप हल्के और इन्सुलेशन प्रदर्शन के एकीकरण को प्राप्त करता है।

 

  

एलएफटी नई ऊर्जा वाहन बैटरी ट्रे

 

चतुर्थ. एलएफटी मोल्डिंग अनुप्रयोगों के मुख्य लाभ और तकनीकी चुनौतियाँ

 

1. मुख्य अनुप्रयोग लाभ

पहले बताए गए प्रदर्शन और लागत लाभों के अलावा, एलएफटी मोल्डिंग अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण पर्यावरणीय मूल्य और बैच उत्पादन लाभ भी हैं। थर्मोप्लास्टिक एलएफटी सामग्रियों को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, और उत्पादन अपशिष्ट और स्क्रैप किए गए उत्पादों को कुचलने और दानेदार बनाने के बाद मोल्डिंग के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है, चक्रीय अर्थव्यवस्था विकास नीति के अनुरूप, 85% से अधिक की यांत्रिक गुणों की अवधारण दर के साथ। एलएफटी मोल्डिंग मोल्ड्स की बंद मोल्ड बनाने की विशेषताओं में कोई वीओसी उत्सर्जन नहीं होता है, जिससे उत्पादन वातावरण में प्रभावी ढंग से सुधार होता है। साथ ही, हाथ से बिछाने की प्रक्रिया की तुलना में मोल्डिंग चक्र 60% से अधिक छोटा हो जाता है, कम दोष दर के साथ, बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करता है। इसके अलावा, एलएफटी सामग्री फ़ार्मुलों में उच्च लचीलापन होता है, और सांचों और सामग्री फ़ार्मुलों के सहयोगात्मक अनुकूलन के माध्यम से, अनुकूलित उत्पाद कार्यों को प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि विभिन्न परिदृश्यों की विशेष आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लौ रिटार्डेंट, यूवी स्टेबलाइजर्स आदि को जोड़ना।

 

2. मौजूदा तकनीकी चुनौतियाँ

यद्यपि एलएफटी मोल्डिंग अनुप्रयोग अपेक्षाकृत परिपक्व हो गए हैं, फिर भी उन्हें कुछ तकनीकी बाधाओं का सामना करना पड़ता है: सबसे पहले, फाइबर वितरण की एकरूपता को नियंत्रित करना मुश्किल है। मोल्ड फ्लो चैनल के अनुचित डिजाइन से फाइबर ढेर या असमान अभिविन्यास हो सकता है, जिससे उत्पाद प्रदर्शन की स्थिरता प्रभावित हो सकती है। दूसरा, जटिल संरचना वाले उत्पादों को ढालना कठिन है। गहरी गुहिका और पतली दीवार वाले हिस्सों के लिए, रिक्त स्थान के अपर्याप्त भरने या अत्यधिक फाइबर टूटने से बचने के लिए मोल्ड तापमान क्षेत्र और दबाव क्षेत्र को सटीक रूप से नियंत्रित करना आवश्यक है। तीसरा, सांचों की लागत अनुकूलनशीलता अपर्याप्त है। उच्च परिशुद्धता वाले एलएफटी -डी मोल्डिंग मोल्ड में उच्च प्रारंभिक निवेश होता है, जिसका छोटे और मध्यम बैच के उत्पादन की आर्थिक दक्षता पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है।

 

एलएफटी ट्रे

 

V. अनुप्रयोग रुझान और विकास दिशाएँ भविष्य में, संपीड़न मोल्डिंग मोल्ड में एलएफटी के अनुप्रयोग को तीन प्रमुख दिशाओं के आसपास पुनरावृत्त रूप से उन्नत किया जाएगा: "उच्च प्रदर्शन, उच्च दक्षता और कम लागत"।

 

भौतिक स्तर पर, कार्बन फाइबर प्रबलित एलएफटी और उच्च प्रदर्शन रेज़िन मैट्रिक्स के समग्र अनुप्रयोग को धीरे-धीरे बढ़ावा दिया जाएगा। समर्पित संपीड़न मोल्डिंग मोल्ड के डिजाइन के साथ मिलकर, उत्पादों की विशिष्ट ताकत को और बढ़ाया जाएगा, और अनुप्रयोग को एयरोस्पेस जैसे उच्च अंत क्षेत्रों तक विस्तारित किया जाएगा। प्रक्रिया स्तर पर, एलएफटी-डी तकनीक को अनुकूलित किया जाना जारी रहेगा। मोल्ड और ऑनलाइन एक्सट्रूज़न सिस्टम के बीच बुद्धिमान बातचीत के माध्यम से, मोल्डिंग मापदंडों का वास्तविक समय और सटीक नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है, जिससे मोल्डिंग चक्र छोटा हो जाता है और फाइबर प्रतिधारण दर में सुधार होता है। मोल्ड स्तर पर, एकीकृत मोल्ड, तेजी से मोल्ड बदलने वाली तकनीक और सिमुलेशन अनुकूलित डिजाइन का अनुप्रयोग तेजी से व्यापक हो जाएगा। रिक्त स्थान के प्रवाह प्रक्षेप पथ और तंतुओं की वितरण स्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए सिमुलेशन के माध्यम से, मोल्ड संरचना को पहले से अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे मोल्ड परीक्षणों की लागत और चक्र को कम किया जा सकता है।

 

इस बीच, पर्यावरण संरक्षण नीतियों को लगातार कड़ा करने और विभिन्न उद्योगों में हल्के वजन की मांगों के उन्नयन के साथ, एलएफटी मोल्डिंग तकनीक रेल पारगमन घटकों और चिकित्सा उपकरण गोले जैसे उभरते क्षेत्रों में अपने आवेदन में तेजी लाएगी। सांचों और सामग्रियों का सहयोगात्मक नवाचार अनुप्रयोग सीमाओं को तोड़ने के लिए मुख्य प्रेरक शक्ति बन जाएगा, जो एलएफटी मोल्डिंग अनुप्रयोगों को "स्थानापन्न" प्रौद्योगिकी से "अग्रणी" प्रौद्योगिकी में बदलने को बढ़ावा देगा।