مادة البولي أميد المقواة بالألياف الزجاجية

أينما يجب تلبية المتطلبات الفنية الأكثر تطلبًا - في صناعات السيارات والآلات ولكن أيضًا في قطاعي الأجهزة المنزلية والترفيه - غالبًا ما كان على المصممين الاعتماد على المعدن في الماضي. ولكن هذا هو المكان الذي يمكن أن يوفر فيه البلاستيك أكبر الفوائد، لأنه عندما يتعلق الأمر بالتنقل، يمكن الحفاظ على الموارد وتقليل التأثير البيئي. علاوة على ذلك، عند تصميم الآلات المعقدة، فإن التكامل الوظيفي وسهولة المعالجة مهمان: هذه هي الفوائد الأساسية الثلاثة للبلاستيك باعتباره مادة خفيفة الوزن.

ولهذا السبب تم استبدال العديد من المكونات التي كانت مصنوعة سابقًا من المعدن بمكونات بلاستيكية خلال العقود الماضية. كلما كان التطبيق أكثر تطلبًا، كلما زاد الأداء المطلوب من البلاستيك. بغض النظر عن المواد ذات درجة الحرارة العالية مثل PEEK أو polysulfones، فقد تم تحقيق أعظم التقدم باستخدام درجات البولي أميد المصممة خصيصًا، كما يمكن رؤيته من الإنتاج الحجمي الأول للعوارض المتقاطعة لناقل الحركة البلاستيكي وحوامل المحرك في عام 2009. إذا كانت هذه الفئة من المواد ترغب في تحقيق تقدم أكبر في التطبيقات ذات الأحمال العالية في صناعات الآلات والسيارات، فمن الضروري ابتكارات إضافية.
مع أخذ ذلك في الاعتبار، تدخل KAXITE السوق بفئة جديدة من مادة البولي أميد عالية الأداء في عام 2010 وتقدم أول هيكل Ultramid® Structure LF من مادة البولي أميد الطويلة المقواة بالألياف الزجاجية (LF). تمثل مجموعة المنتجات هذه، والتي تعد جديدة في محفظة KAXITE، تقدمًا كبيرًا من حيث الأداء مع استبدال المعادن كهدف، حيث أنه عندما تصل المنتجات المقواة بالألياف الزجاجية القصيرة المحسنة للغاية إلى حدودها، فإن مادة البولي أميد LF توفر فرصًا جديدة.

يُظهر الاسم الواثق أيضًا أن هذه البولياميدات هي جزء من مجموعة جديدة من البولياميدات المتخصصة المعينة Ultramid Structure LF، والتي بمساعدتها تتخذ KAXITE خطوة كبيرة في اتجاه الراتنجات الهندسية المتخصصة ذات القدرة العالية.

LF: أداء أفضل بفضل الشبكة ثلاثية الأبعاد

الميزة الاستثنائية للمكونات المصنوعة من البلاستيك الطويل المقوى بالألياف الزجاجية هي شبكة الألياف الزجاجية ثلاثية الأبعاد التي تتشكل أثناء قولبة الحقن التقليدية، مما يمنح المنتج النهائي خصائصه الفيزيائية المتميزة في درجات الحرارة المنخفضة والمرتفعة. تشكل شبكة الألياف الهيكل العظمي للمكون ويتم الاحتفاظ بها حتى بعد الرماد. هذا الهيكل هو السبب في أن سلوك الحرب والزحف وامتصاص الطاقة لهذه الفئة من المواد يقترب بالفعل من سلوك المعادن دون فقدان الفوائد الكلاسيكية للبلاستيك.

يستخدم إنتاج راتنجات LF عملية النبض لإنشاء خيوط بلاستيكية تحتوي على ألياف زجاجية لا نهاية لها أولاً. وفي الخطوة الثانية، يتم قطع هذه الخيوط إلى كريات بطول 12 ملم. يمكن للعميل معالجة حبيبات LF على آلة التشكيل بالحقن التقليدية. مع التوزيع المناسب للألياف في الجزء البلاستيكي المصبوب، يتم تشكيل شبكة ألياف ثلاثية الأبعاد تتكون في المقام الأول من ألياف بطول ثلاثة إلى ستة ملليمترات مباشرة دون أي جهد إضافي كبير. يمكن للمعالجات تجنب تكاليف الاستثمار الكبيرة، مع الاستمرار في الوصول إلى مادة جديدة متطورة: بالمقارنة مع البولياميدات المعززة الكلاسيكية بأليافها التي يبلغ طولها 0.3 ملم فقط، يتم تحقيق خصائص مكونات جديدة تمامًا.

الخصائص والتطبيقات

تأتي هذه الخصائص الاستثنائية للمكونات من القدرات الميكانيكية المعززة التي توفرها الألياف الزجاجية الطويلة: تتميز درجات هيكل Ultramid من مادة البولي أميد LF بأنها شديدة الصلابة وقوية في درجات الحرارة المرتفعة، بينما تظهر في درجات الحرارة المنخفضة قوة تأثير رائعة. يعد سلوك الزحف المثير للإعجاب، والحد الأدنى من صفحة الالتواء، وامتصاص الطاقة الأعلى بكثير - وبالتالي أداء التصادم - مقارنة بالمواد التقليدية من المزايا الأخرى.

تتمتع صناعة السيارات بالعديد من التطبيقات المحتملة الواضحة لبولي أميدات LF الجديدة. ومن الأمثلة على ذلك حوامل المحرك والحشوات المعدنية في هياكل المقاعد. وكذلك الأمر بالنسبة لامتصاص الصدمات التي تهدف إلى الخضوع لتدمير متحكم فيه عند الاصطدام من أجل امتصاص أكبر قدر ممكن من الطاقة وبالتالي حماية بقية السيارة. وفي الوقت نفسه، تحتاج فروع الصناعة الأخرى إلى مكونات بلاستيكية يمكنها تحمل الأحمال العالية أيضًا، على سبيل المثال، آلات القهوة، حيث يتم البحث عن بدائل للأجزاء المصبوبة، أو الموصلات الملولبة أو المكونات في مثقاب الطاقة والدراجات.

هيكل Ultramid LF وULTRASIM

بالإضافة إلى التكامل العكسي القوي لسلائف PA، تستفيد KAXITE من جانبين إضافيين فيما يتعلق بدخولها إلى سوق البولياميدات LF: عقود من الخبرة والدراية الواسعة بالصياغة من مجموعتها الواسعة من درجات PA 6 وPA 66 الكلاسيكية، بالإضافة إلى الإمكانات التي يوفرها ما أصبح أداة محاكاة عالمية، وهي ULTRASIM™.

على مدى السنوات القليلة الماضية، أثبتت ULTRASIM أنها أداة محاكاة قيمة لتصميم الأجزاء بشكل رئيسي في قطاع السيارات ولكن في الوقت نفسه في قطاعات أخرى أيضًا. بالإضافة إلى التنبؤات الدقيقة لسلوك المكونات كدالة لمعلمات البوابات وتباين الألياف، فمن الممكن بمساعدة تحسين المكونات الرياضية تحديد أفضل شكل ممكن في ظل الظروف المحددة. وكجزء من دخولها إلى السوق باستخدام البولياميدات الجديدة، قامت KAXITE أيضًا بترقية قدرات هذه الأداة المعتمدة على الكمبيوتر للسماح بمحاكاة المكونات المعززة بألياف زجاجية طويلة. أفضل مثال على ذلك هو ممتص الصدمات المصنوع من Ultramid Structure LF الذي تم تطويره داخليًا: يتم التنبؤ بفشله المتحكم فيه عند الاصطدام وتخطيطه بدقة بواسطة ULTRASIM. تتطابق التجربة والمحاكاة بشكل وثيق، بحيث - كما هو الحال في المواد القصيرة المقواة بالألياف الزجاجية - ستقدم KAXITE الأساليب المناسبة وتكون قادرة على المساعدة في تصميم المكونات لمجموعة المنتجات الجديدة Ultramid Structure: هذه خدمة غير متوفرة بعد في سوق LF-polyamide بهذا الشكل الشامل.

تقوم شركة KAXITE بتشغيل خط بولتروسيون على نطاق تجريبي لمدة عامين بالفعل وتستثمر حاليًا في مصنع على نطاق صناعي. وهذا يدل على التزامها بالمشاركة طويلة الأمد في هذا المجال الجديد.

تبدأ الشركة بمجموعة صغيرة من درجات PA 6 وPA 66 بمستويات LF تتراوح بين 40 و60 بالمائة بالإضافة إلى أنواع مختلفة من التثبيت. وسيتم توسيع هذه المحفظة في المستقبل لتلبية متطلبات السوق. لقد تلقى العملاء الأوائل بالفعل عينات.

 هذا المقال مقتبس من هذا الموقع http://worldaccount.basf.com/wa/plasticsAP~en_GB/portal/show/common/plasticsportal_news/2010/10_290