ข่าว

บทนำ: ความท้าทายที่ยังคงมีอยู่ของวัสดุ PA/GF

โพลีอะไมด์เสริมใยแก้ว (PA/GF) เป็นวัสดุสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ เนื่องจากมีคุณสมบัติเด่นด้านความแข็งแรงเชิงกล ทนความร้อน และเสถียรภาพทางมิติ วัสดุ PA/GF ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานประสิทธิภาพสูงที่ต้องการความทนทาน ความแม่นยำ และความน่าเชื่อถือ ตั้งแต่ชิ้นส่วนยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ไปจนถึงโครงสร้างอากาศยานและเครื่องจักรกลอุตสาหกรรม

แม้จะมีข้อดีเหล่านี้ วัสดุ PA/GF ก็ยังคงมีปัญหาที่ท้าทายซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต คุณภาพของผลิตภัณฑ์ และประสิทธิภาพการใช้งานขั้นสุดท้าย ปัญหาที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ การบิดเบี้ยว การไหลของเนื้อวัสดุที่ไม่ดี การสึกหรอของเครื่องมือ และการปรากฏของเส้นใยแก้ว (เส้นใยลอย) ปัญหาเหล่านี้เพิ่มอัตราของเสีย เพิ่มต้นทุนการผลิต และต้องการกระบวนการหลังการผลิตเพิ่มเติม ซึ่งเป็นความท้าทายที่มักส่งผลกระทบต่อทีมวิจัยและพัฒนา การผลิต และการจัดซื้อจัดหา

การทำความเข้าใจและแก้ไขปัญหาเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตที่มุ่งหวังที่จะเพิ่มศักยภาพของวัสดุ PA/GF ให้ถึงขีดสุด ในขณะเดียวกันก็ต้องรักษาประสิทธิภาพการดำเนินงานและปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวด

ปัญหาหลักข้อที่ 1: กระบวนการประมวลผลที่ซับซ้อนและควบคุมได้ยาก

การบิดเบี้ยวและการเสียรูป

วัสดุ PA/GF มีคุณสมบัติไม่เป็นเนื้อเดียวกันสูงเนื่องจากการจัดเรียงตัวของเส้นใยแก้ว ในระหว่างการเย็นตัว การหดตัวที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวในชิ้นส่วนขนาดใหญ่หรือชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตซับซ้อน ซึ่งส่งผลเสียต่อความแม่นยำของขนาด เพิ่มอัตราของเสียและการแก้ไขงาน และสิ้นเปลืองเวลาและทรัพยากร สำหรับอุตสาหกรรมเช่นยานยนต์และอากาศยาน ซึ่งความคลาดเคลื่อนที่แคบเป็นสิ่งสำคัญ แม้แต่การบิดเบี้ยวเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้ชิ้นส่วนนั้นถูกปฏิเสธได้

การไหลของเนื้อหลอมเหลวไม่ดี

การเติมเส้นใยแก้วจะเพิ่มความหนืดของวัสดุหลอมเหลวอย่างมาก ทำให้เกิดปัญหาเรื่องการไหลตัวระหว่างการฉีดขึ้นรูป ความหนืดของวัสดุหลอมเหลวสูงอาจนำไปสู่:

• ช็อตสั้น

• แนวเชื่อม

• ข้อบกพร่องบนพื้นผิว

ปัญหาเหล่านี้เป็นปัญหาอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบางหรือชิ้นส่วนที่มีการออกแบบแม่พิมพ์ที่ซับซ้อน ความหนืดสูงยังต้องการแรงดันการฉีดที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานและสร้างภาระให้กับอุปกรณ์การขึ้นรูปมากขึ้น

การสึกหรอของเครื่องมือที่เร่งขึ้น

เส้นใยแก้วมีฤทธิ์กัดกร่อนและแข็ง ทำให้แม่พิมพ์ ท่อส่ง และหัวฉีดสึกหรอเร็วขึ้น ในกระบวนการฉีดขึ้นรูปและการพิมพ์ 3 มิติ สิ่งนี้จะทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลง เพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษา และอาจลดเวลาการผลิตลงได้ สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ เส้นใยที่มีส่วนผสมของ PA/GF อาจทำให้หัวฉีดสึกหรอ ส่งผลต่อทั้งคุณภาพของชิ้นงานและปริมาณการผลิต

การยึดเกาะระหว่างชั้นไม่เพียงพอ (สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ):

ในด้านการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) เส้นใย PA/GF อาจเกิดการยึดเกาะระหว่างชั้นที่ไม่แข็งแรงในระหว่างกระบวนการพิมพ์ ส่งผลให้คุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนที่พิมพ์ลดลง ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรงและความทนทานได้ตามที่คาดหวัง

ปัญหาที่ 2: การสัมผัสใยแก้วและผลกระทบ

การปรากฏของเส้นใยแก้ว หรือที่เรียกว่า “เส้นใยลอย” เกิดขึ้นเมื่อเส้นใยยื่นออกมาจากพื้นผิวของพอลิเมอร์ ปรากฏการณ์นี้อาจส่งผลเสียต่อทั้งความสวยงามและประสิทธิภาพ:

รูปลักษณ์ที่ไม่สมบูรณ์:พื้นผิวดูหยาบ ไม่เรียบ และหมองคล้ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้สำหรับงานที่ต้องการความสวยงามสูง เช่น ภายในรถยนต์ ตัวเรือนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

สัมผัสไม่ดี:พื้นผิวที่หยาบและเป็นรอยขีดข่วนจะลดประสบการณ์การใช้งานและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ผู้ใช้รับรู้ได้

ความทนทานลดลง:เส้นใยที่โผลออกมาจะทำหน้าที่เป็นจุดรวมความเค้น ทำให้ความแข็งแรงของพื้นผิวและความต้านทานต่อการเสียดสีลดลง ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น ความชื้นหรือการสัมผัสสารเคมี) การโผลออกมาของเส้นใยจะเร่งการเสื่อมสภาพและประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุ

ปัญหาเหล่านี้ทำให้วัสดุ PA/GF ไม่สามารถแสดงศักยภาพได้อย่างเต็มที่ ส่งผลให้ผู้ผลิตต้องประนีประนอมระหว่างคุณภาพ ความสวยงาม และประสิทธิภาพการผลิต

โซลูชันนวัตกรรมเพื่อแก้ไขความท้าทายในการประมวลผล PA/GF

ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ และวิศวกรรมการเชื่อมต่อ ได้นำเสนอแนวทางแก้ไขที่เป็นรูปธรรมสำหรับปัญหาที่เกิดขึ้นมานานเหล่านี้ โดยการผสานรวมสารประกอบ PA/GF ที่ได้รับการดัดแปลง สารเติมแต่งที่ใช้ซิลิโคน และสารเพิ่มความเข้ากันได้ระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ ผู้ผลิตสามารถลดการบิดเบี้ยว ปรับปรุงการไหลของวัสดุหลอมเหลว และลดการเปิดเผยเส้นใยแก้วได้อย่างมีนัยสำคัญ

1. วัสดุ PA/GF ที่มีการบิดงอต่ำ

วัสดุ PA/GF ที่มีการบิดงอต่ำได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาการบิดงอและการเสียรูป โดยการปรับปรุงคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ชนิดของเส้นใยแก้ว (เส้นใยสั้น เส้นใยยาว หรือเส้นใยต่อเนื่อง)

• การกระจายความยาวของเส้นใย

• เทคโนโลยีการปรับสภาพพื้นผิว

• โครงสร้างโมเลกุลของเรซิน

สูตรผสมเหล่านี้ช่วยลดการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอและความเครียดภายใน ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของขนาดชิ้นส่วนขึ้นรูปฉีดที่ซับซ้อน เกรด PA6 และ PA66 ที่คิดค้นขึ้นเป็นพิเศษแสดงให้เห็นถึงการควบคุมการเสียรูปที่ดีขึ้นในระหว่างการเย็นตัว รักษาค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบและคุณภาพของชิ้นส่วนที่สม่ำเสมอ 

2. วัสดุ PA/GF ที่มีอัตราการไหลสูง

วัสดุ PA/GF ที่มีคุณสมบัติการไหลสูงช่วยแก้ปัญหาการไหลของวัสดุหลอมเหลวที่ไม่ดีโดยการผสมผสาน:

• สารหล่อลื่นชนิดพิเศษ

• สารเพิ่มความยืดหยุ่น

• โพลิเมอร์ที่มีการกระจายตัวของน้ำหนักโมเลกุลแคบ

การปรับเปลี่ยนเหล่านี้ช่วยลดความหนืดของวัสดุหลอมเหลว ทำให้สามารถเติมวัสดุลงในแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนได้อย่างราบรื่นด้วยแรงดันการฉีดที่ต่ำลง ประโยชน์ที่ได้รับ ได้แก่:ประสิทธิภาพการผลิตที่ดีขึ้น, rอัตราข้อบกพร่องลดลงค่าใช้จ่ายด้านการสึกหรอและการบำรุงรักษาของเครื่องมือไฟฟ้า

สารช่วยในการแปรรูปที่มีส่วนประกอบของซิลิโคน

สารเติมแต่งซิลิโคน SILIKE ทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นประสิทธิภาพสูงและสารช่วยในการแปรรูป

ส่วนประกอบซิลิโคนที่มีประสิทธิภาพช่วยปรับปรุงการกระจายตัวของสารเติมแต่งและการไหลของวัสดุหลอมเหลว เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของเครื่องอัดรีดในขณะที่ลดการใช้พลังงาน ปริมาณการใช้โดยทั่วไป: 1–2% ใช้ได้กับเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่

ประโยชน์ของ SILIKEสารช่วยในการแปรรูปที่มีส่วนประกอบของซิลิโคนในวัสดุ PA6 ที่มีใยแก้ว 30%/40% (PA6 GF30 /GF40):

• พื้นผิวเรียบเนียนขึ้นและมีเส้นใยโผล่ออกมาน้อยลง

• ปรับปรุงการเติมแม่พิมพ์และคุณสมบัติการไหลให้ดียิ่งขึ้น

• ลดการบิดเบี้ยวและการหดตัว

สารเติมแต่งซิลิโคนชนิดใดที่แนะนำให้ใช้เพื่อลดการสัมผัสกับเส้นใยแก้วและเพิ่มการไหลของเนื้อวัสดุหลอมเหลวในสูตร PA/GF และพลาสติกวิศวกรรมอื่นๆ?

ผงซิลิโคน SILIKE LYSI-100A เป็นสารช่วยในการแปรรูปประสิทธิภาพสูง

สารเติมแต่งซิลิโคนนี้เหมาะสำหรับงานเทอร์โมพลาสติกหลากหลายประเภท รวมถึงสารประกอบสำหรับสายไฟและสายเคเบิลที่ทนไฟปราศจากฮาโลเจน พีวีซี พลาสติกวิศวกรรม ท่อ และมาสเตอร์แบทช์พลาสติก/สารเติมแต่ง ในระบบเรซินที่เข้ากันได้กับ PA6 สารเติมแต่งพลาสติกที่ใช้ซิลิโคนนี้ช่วยลดแรงบิดของเครื่องอัดรีดและการเปิดเผยเส้นใยแก้ว ปรับปรุงการไหลของเรซินและการปลดออกจากแม่พิมพ์ และเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิว ส่งผลให้ทั้งประสิทธิภาพการประมวลผลและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่เหนือกว่า

ซิลิเก้ ซิลิเมอร์ 5140: สารเติมแต่งสารหล่อลื่นชนิดโคพอลิซิโลเซนที่ดัดแปลงด้วยโพลีเอสเตอร์ มีเสถียรภาพทางความร้อนดีเยี่ยม

ใช้ในผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติก เช่น PE, PP, PVC, PMMA, PC, PBT, PA, PC/ABS เป็นต้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูปและปรับปรุงพื้นผิว

การเติมผงซิลิโคน SILIKE LYSI-100A หรือสารเติมแต่งและสารปรับปรุงโคพอลิไซลอกเซน SILIMER 5140 ลงในสูตร PA6 GF40 สามารถลดการเปิดเผยเส้นใย เพิ่มประสิทธิภาพการเติมแม่พิมพ์ และให้ผลลัพธ์ที่พิสูจน์แล้วในการปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว การหล่อลื่นในกระบวนการผลิต และความทนทานโดยรวมของผลิตภัณฑ์

4. การปรับปรุงความเข้ากันได้ของอินเทอร์เฟซ

การยึดเกาะที่ไม่ดีระหว่างเส้นใยแก้วและเมทริกซ์โพลีอะไมด์เป็นสาเหตุหลักของการที่เส้นใยโผล่ออกมา การใช้สารเชื่อมประสานขั้นสูง (เช่น ไซเลน) หรือสารเพิ่มความเข้ากันได้ (พอลิเมอร์ที่เชื่อมต่อด้วยมาเลอิกแอนไฮไดรด์) จะช่วยเสริมความแข็งแรงของการยึดเกาะระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ ทำให้มั่นใจได้ว่าเส้นใยจะยังคงถูกห่อหุ้มไว้ในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงความสวยงามของพื้นผิว แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกลและความทนทานอีกด้วย

5. พลาสติกเทอร์โมพลาสติกเส้นใยยาว (LFT)

เทอร์โมพลาสติกเส้นใยยาว (LFT) ให้เครือข่ายเส้นใยที่สมบูรณ์กว่าเส้นใยสั้น โดยมีข้อดีดังนี้:

• มีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งสูงกว่า

• ลดการบิดเบี้ยว

• ทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีขึ้น

เทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่ รวมถึงการขึ้นรูปด้วยแรงดึง (pultrusion) และการฉีดขึ้นรูป LFT โดยตรง ได้ปรับปรุงกระบวนการขึ้นรูป LFT ให้เหมาะสม ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการประสิทธิภาพสูงและงานโครงสร้าง

เหตุใดผู้ผลิตจึงควรพิจารณาโซลูชันเหล่านี้?

ด้วยการนำสารช่วยในการผลิตที่มีส่วนประกอบของซิลิโคนและสารประกอบ PA/GF ขั้นสูงมาใช้ ผู้ผลิตสามารถ:

ส่งมอบผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและสม่ำเสมอ

ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและเวลาหยุดทำงานของอุปกรณ์

ปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากวัสดุและประสิทธิภาพการผลิต

ตรงตามมาตรฐานทั้งด้านประสิทธิภาพและความสวยงาม

บทสรุป

วัสดุ PA/GF มีศักยภาพที่โดดเด่น แต่ปัญหาเรื่องการบิดเบี้ยว การไหลที่ไม่ดี การสึกหรอของเครื่องมือ และการปรากฏของเส้นใย ทำให้การใช้งานของวัสดุเหล่านี้ถูกจำกัดมาโดยตลอด

ประสิทธิภาพสูงวิธีแก้ปัญหา—เช่นสารเติมแต่งซิลิโคน SILIKE (LYSI-100A, SILIMER 5140)วัสดุผสม PA/GF ที่มีการบิดงอต่ำ และเทคโนโลยีการปรับปรุงส่วนต่อประสาน ล้วนเป็นกลยุทธ์ที่นำไปใช้ได้จริงเพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้

ด้วยการผสานรวมโซลูชันเหล่านี้ ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว รักษาเสถียรภาพด้านมิติ ลดของเสีย และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้เหมาะสมที่สุด ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและความคาดหวังของลูกค้า

หากคุณกำลังมองหาวิธีแก้ปัญหาความท้าทายในการประมวลผล PA/GF และปัญหาการสัมผัสใยแก้ว โปรดติดต่อ SILIKE เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับบริการของเราสารละลายสารเติมแต่งซิลิโคนและยกระดับคุณภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ของคุณไปอีกขั้นTel: +86-28-83625089 or via email: amy.wang@silike.cn.