יכולת זרימת SMC והקשר שלה עם תבניות

SMC (Sheet Molding Compound) הוא תרכובת יציקה תרמוסטית מחוזקת בסיבי זכוכית-, בעלת צמיגות גבוהה מטבעה ואורך סיב ארוך.יכולת הזרימה מונעת כולה על ידי יציקת-טמפרטורה ולחץ-גבוהה, ומבנה התבנית הוא הגורם החיצוני המרכזי הקובע את איכות זרימת החומר ופגמים במוצר,השניים מגבילים זה את זה.

 

I. אזור הטמפרטורה של התבנית משנה ישירות את יכולת הזרימה של SMC.

 

הטמפרטורה של התבנית משפיעה על צמיגות השרף.SMC הפוליאסטר הבלתי רווי המטריצת הופך רך כאשר הוא מחומם ובכך מקבל נזילות:

 

טמפרטורת עובש נמוכה: צמיגות השרף גבוהה, וההתנגדות של זרימת החומר עולה בחדות, וכתוצאה מכך מילוי לא מספיק, מחסור בחומרים וחוזק ירוד של קו הריתוך;

 

טמפרטורת עובש גבוהה: שרף פני השטח עובר במהירות אשפרה מוקדמת (קדם-ג'לינג), ויוצר קליפה קשה החוסמת את זרימת החומר הפנימי, מה שמוביל לבועות, דלמינציה ודפוסי זרימה. טווח הטמפרטורה הקבוע עבור תבניות דחיסת SMC קונבנציונליות: 130-155 מעלות. עבור מוצרים גדולים ובעלי קירות דקים, יש לחלק את בקרת הטמפרטורה לאזורים, ולחמם את קצה זרימת החומר כראוי.

 

הפרש הטמפרטורה של התבנית גורם להבדל בזרימהאם הפרש הטמפרטורה בין ליבת התבנית לחלל התבנית גדול מדי, החומר יזרום עדיפות לאזור עם טמפרטורה גבוהה יותר והתנגדות נמוכה יותר, וכתוצאה מכך לפיזור לא אחיד של סיבי זכוכית ולמחסור מקומי בחומרים.

 

 

II. העיצוב של מבנה החלל קובע את נתיב זרימת החומר ואת התנגדות הזרימה.

 

1. עובי דופן המוצר

· חלל דופן עבה-: ערוץ זרימת החומר רחב, עם התנגדות זרימה נמוכה ומילוי חלק, אך הוא נוטה להצטברות בועות גז;

· חלל דופן דק-: הרווח צר, וסביר מאוד שסיבי הזכוכית יגשרו ויחסמו את החומר, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית בנזילות. יש צורך להגביר את לחץ מכונת העיתונות ולייעל את מיקום החומר.

 

2.פינות עגולות, זווית טיוטה, צלעות חיזוק

פינות חדות, זוויות R קטנות: ההתנגדות לשינוי זרימת החומר היא גבוהה, הגורמת לסיבים להסתבך ולהצטבר, ולהפסקת הזרימה; כאשר הפינה המעוגלת של התבנית R גדולה או שווה ל-2 מ"מ, ניתן לשפר משמעותית את הזרימה;

צלעות עמוקות, חריצים צרים: הם שייכים לתעלות זרימה צרות, וסיבי זכוכית SMC נוטים להיתקע, מה שמקשה על מילוי התבנית. יש צורך להרחיב את שורש הצלעות ולהוסיף חריצי גלישה;

זווית טיוטה לא מספקת: התנגדות החיכוך על הדפנות הצדדיות של חלל התבנית גדלה, מה שמפריע לחומר להתקדם קדימה.

 

3.שטח חלל ואורך התהליך

ככל שהתהליך ארוך יותר, כך גדלה ההתנגדות המצטברת לאורך קו SMC, והירידה בנזילות הסופית משמעותית יותר; עבור מוצרי-תהליך ארוך, יש צורך להפיץ באופן סביר את חומרי הגלם ולהגדיל את קצה הגלישה כדי לסייע בפריקה.

 

 

III. מערכת הדפוס/הצפה היא מבנה העובש המפתח לבקרת הזרימה.

 

מיכל הצפה (קצה הצפה)יצירת אזורי גלישה מסביב לתבנית היא השיטה הנפוצה ביותר לשיפור זרימת ה-SMC: במהלך תהליך היציקה, עודפי שרף, אוויר וחומרים בצמיגות-נמוכה זורמים תחילה לתוך תעלת הגלישה, תוך מתן כוח מניע זרימה לחלק הפנימי של חלל התבנית, הסרת בועות אוויר ומניעת קווי ריתוך. עובש ללא תעלת גלישה נוטה למילוי לא מספיק.

חלל מיקום ריק, מדרון מנחה זרימהשיפוע מנחה נעשה באזור הזנת החומר של התבנית כדי להנחות את ה-SMC להתפשט באופן שווה לכל הכיוונים, ולמנוע מחסימת החומר לגרום לחומר לזרום בצורה חד-כיוונית או לגרום להצטברות סיבים מקומית.

מבנה פליטהעומק חריץ האוורור של התבנית הוא בדרך כלל 0.03 עד 0.08 מ"מ: אם לא ניתן לפרוק את הגז, זה יגרום לחסימת אוויר, שיחסום ישירות את זרימת החומר; אוורור לקוי יתבטא כנזילות לקויה לכאורה, אך למעשה זה נובע מחסימת גז.

 

גימור פני התבנית, חיכוך במשטח הפרידה והשפעתו על הזרימה

· חללים מחוספסים, שריטות, בורות קורוזיה: הגדל את התנגדות החיכוך בין SMC לדופן התבנית, האט את קצב הזרימה של החומר וגורם לסימני זרימה על פני המוצר;

 

· פער מופרז בין משטח הפרידה: לאחר הפעלת לחץ, השרף זורם החוצה בכמויות גדולות ממשטח הפרידה, וכתוצאה מכך לא מספיק חומר בתוך החלל, דבר המעיד לכאורה על יכולת זרימה לא מספקת; פער קטן מדי מוביל לפליטה לקויה ולהתנגדות גבוהה.

 

VI. קשיחות התבנית ומרווח סגירת התבנית משפיעים בעקיפין על הנזילות האפקטיבית.

 

לאחר שמכונת העיתונות מפעילה לחץ, אם קשיחות העובש אינה מספקת, תהיה התרחבות קלה של עובש, עובי החלל המקומי יגדל, וחלוקת זרימת החומר תהפוך לא מסודרת. מרווח סגירת עובש לא אחיד יגרום למהירות זרימת חומר לא עקבית במקומות שונים, לעובי לא אחיד של המוצר ולכיוון סיבים לא מסודר.

 

V. התכתבות בין פגמי זרימה נפוצים בעובשים והגורמים להם

 

תופעה לא בריאה	הגורם המרכזי לעובש
לא מספיק חומרים, מילוי לא מספיק של התבנית	תהליך ארוך, קירות דקים, צלעות צרות, טמפרטורת עובש נמוכה, היעדר תעלת גלישה, פתח פליטה חסום
פני השטח מתערבלים ואדוות	גימור חלל גרוע, הפרש טמפרטורות גדול, פינות חדות מוגזמות ומהירות זרימת חומר לא אחידה
שכבות, בועות	גלישה לא מספקת, חריץ פליטה קטן מדי וטמפרטורת עובש מקומית גבוהה מדי הגורמת לג'לציה מוקדמת.
הצטברות מקומית של סיבי זכוכית	שינוי פתאומי של ערוץ זרימה, פינה-ימינה, צלע חיזוק עמוק וצרה
סימני ריתוך היתוך הם שבירים.	אין מערכת ניקוז או פליטה בצומת שבו שני החומרים נפגשים.

 

 

VII. תוכנית אופטימיזציה לשיפור הנזילות של SMC בהגבהת קצה עובש

 

• חלל יציקה: כל הפינות מעוגלות ברדיוסים גדולים יותר, הצלעות הצרות מעובות בשורש ונוסף מבנה מנחה בקטע התהליך הארוך;
• בקרת טמפרטורה: לתבנית יש מעגלי חימום עצמאיים. הטמפרטורה באזור ההאכלה מעט נמוכה יותר, והטמפרטורה בסוף זרימת החומר מוגברת כראוי;
• גלישה ופליטה: קצוות גלישה מתמשכים נקבעים לאורך קו המתאר של המוצר. חריצי פליטה מתווספים בנפרד בפינות ובנקודות ההתכנסות של החומר;
• טיפול פני השטח: חלל התבנית מלוטש לגימור מראה כדי להפחית את עמידות החיכוך של קיר החומר;
• בקרת סגירת עובש: הגבר את קשיחות תבנית התבנית, שלט באופן אחיד במרווח סגירת התבנית, והימנע מהצפת יתר באזורים מקומיים מסוימים.

 

לְסַכֵּם

 

הניסוח של ה-SMC עצמו (שרף, סיבי זכוכית, חומרי מילוי) קובע את ביצועי הזרימה הבסיסיים, אך התבנית היא הנשא למאמץ המלא של הזרימה: טמפרטורה, גיאומטריית חלל, אוורור, חיכוך פני השטח וקשיחות התבנית שולטים במשותף את התנגדות הזרימה, כיוון הזרימה ומהירות המילוי. עבור אותה אצווה של חומרי גלם SMC, שינוי התבנית או שינוי מבנה החלל יביאו להשפעות יציקה שונות לחלוטין עם הבדלים משמעותיים ביכולת הזרימה.