Asahi Kasei đang nỗ lực phát triển nhiều loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo tổng hợp để thay thế các thành phần kim loại cồng kềnh bằng các vật liệu thay thế nhẹ làm từ nhựa. UD tape (băng đơn hướng, vật liệu gia cố sợi một hướng) của Asahi Kasei là vật liệu giống băng được tạo thành bằng cách sắp xếp các sợi carbon theo một hướng duy nhất, sau đó tẩm các sợi carbon bằng nhựa polyamide. UD tape có thể được hàn vào các vật liệu nhựa nhiệt dẻo khác và khi kết hợp với tính linh hoạt về hình dạng vượt trội do đúc phun mang lại, có thể được sử dụng để chế tạo các cấu trúc đa vật liệu. Các vật liệu thay thế nhẹ dựa trên nhựa này cho các thành phần kim loại bao gồm các thành phần không thể sản xuất bằng phương pháp đúc phun thông thường do độ bền và độ cứng không đủ.
UD tape có 4 ưu điểm chính, tất cả đều bắt nguồn từ việc sử dụng nhựa polyamide chuyên dụng được chọn từ danh mục nhựa kỹ thuật phong phú của Asahi Kasei.
Tính chất cơ học vượt trội, bao gồm cường độ riêng và độ cứng cụ thể
Các đặc tính cơ học nổi bật của UD tape bao gồm độ bền riêng tuyệt vời và độ cứng riêng. Những đặc tính này làm cho UD tape trở thành vật liệu lý tưởng cho các giải pháp thay thế nhẹ dựa trên nhựa cho các thành phần kim loại trong nhiều lĩnh vực sản phẩm: linh kiện ô tô, linh kiện điện tử và điện, linh kiện máy bay, sản phẩm thể thao và giải trí, vật liệu xây dựng, v.v.
Độ ngâm tẩm cao của nhựa polyamit giữa các sợi carbon
Nhựa polyamit chuyên dụng được sử dụng trong băng UD thể hiện một đặc tính quan trọng: khi được nung nóng vượt quá điểm nóng chảy, nó sẽ chuyển sang trạng thái có độ nhớt cực thấp, cho phép nó chảy tự do qua các khoảng trống giữa các sợi cacbon để đạt được độ thẩm thấu triệt để. Điều này tạo ra một loại vật liệu trong đó sợi carbon và nhựa được kết hợp chặt chẽ với nhau trong một cấu trúc nguyên khối cao, tối đa hóa tác động gia cố của sợi carbon.
Độ bám dính mạnh
Nhựa polyamide chuyên dụng được sử dụng trong UD tape có đặc tính nóng chảy và đông đặc được kiểm soát chính xác. Điều này đảm bảo rằng khi sản phẩm đúc được sản xuất bằng cách xếp chồng nhiều lớp UD tape trong máy ép nhiệt, các lớp UD tape sẽ bám dính vào nhau với độ bền cao. Tương tự như vậy, đối với các quy trình đúc phun liên quan đến vật liệu được nung nóng đến trạng thái nóng chảy trên UD tape, UD tape sẽ bám dính chặt vào vật liệu đúc phun.
Sự thay đổi tối thiểu về tính chất vật liệu khi hấp thụ nước
Một nhược điểm của nhựa polyamit điển hình là tính chất vật liệu của chúng bị suy giảm do hấp thụ nước. Nhựa polyamit chuyên dụng dùng trong băng UD được lựa chọn cẩn thận để giảm thiểu mức độ thoái hóa này.
Phương pháp đúc UD tape
01
Đúc ép nhiệt
Một phương pháp đúc phổ biến là đúc ép nhiệt: Nhiều bản sao của một hình dạng mong muốn được cắt ra từ các tấm nguyên liệu thô, xếp chồng lên nhau trong khuôn, nung nóng trên nhiệt độ nóng chảy của Băng UD để tạo thành trạng thái nóng chảy, sau đó làm nguội dưới áp suất được áp dụng để kết hợp các lớp băng thành một thành phần đúc liền khối.
Để giảm thời gian chu kỳ đúc ép nhiệt, có thể chuẩn bị một tấm UD tape đúc riêng, nung nóng bằng phương pháp gia nhiệt hồng ngoại hoặc các phương pháp khác để làm mềm vật liệu, sau đó đưa vào khuôn ép duy trì ở nhiệt độ khoảng 80°C để tạo thành thành phần đúc cuối cùng.
02
Khuôn xếp chồng lên nhau
Một cách tiếp cận khác là đúc layup, trong đó UD tape được làm nóng chảy bằng cách nung laser khi nó được gắn vào một thành phần. Điều này cho phép UD tape chỉ được áp dụng ở các khu vực và theo các hướng cần thiết, đảm bảo sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên vật liệu.
03
Đúc cuộn dây
Phương pháp được gọi là đúc cuộn bao gồm quấn UD tape quanh trục quay trong khi nung nóng để làm tan chảy băng. Điều này cho phép chế tạo ống, vòng và các hình dạng khác khó đạt được thông qua đúc ép.
04
Đúc lai (overmolding)
Đúc kết hợp là một kỹ thuật trong đó các vật đúc được làm từ UD tape được đặt trong khuôn trước khi đúc phun, do đó tạo ra các thành phần đúc nguyên khối được gia cố về mặt cấu trúc. Đây là một cách hiệu quả để tăng cường độ của các sản phẩm đúc.
05
Các bộ phận đúc từ các miếng băng UD
Chops là các mảnh UD tape hình chữ nhật có thể được cắt và tạo thành các thành phần thông qua ép khuôn. Phương pháp này cho phép linh hoạt về hình dạng, biến nó thành một công cụ mạnh mẽ để sản xuất các sản phẩm có hình dạng ba chiều phức tạp. Đặc biệt, việc sử dụng các miếng cắt băng keo đồng thời khai thác hai lợi thế chính của UD tape— tính liền kề của các sợi carbon gia cường sức mạnh và tính lưu động cao của nhựa polyamide chuyên dụng — để cho phép chế tạo chính xác các thành phần phức tạp, bao gồm các sản phẩm có hình dạng có gân và bánh răng thu nhỏ với các lưỡi dao có hạt mịn. Một lợi thế bổ sung nữa là độ trong suốt cao của nhựa nền đảm bảo rằng các sản phẩm được đúc từ các miếng cắt băng keo có vẻ ngoài đặc biệt hấp dẫn.
Vui lòng liên hệ với chúng tôi để hỏi bất kỳ câu hỏi nào, thảo luận về bất kỳ mối quan tâm nào và yêu cầu mẫu liên quan đến UD tape.