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FCS碳长纤注塑工艺 强化成品刚性与韧性

轻量化议题不断被重视,轻量化的趋势需要满足更安全、更节能、更环保与更舒适的需求,碳纤维是具有高强度及轻量化优点的材料,现今碳纤维布使用已逐渐成熟且市场需求旺盛,但碳纤维布不易塑形且制作人力成本偏高,因此长纤维注塑成型的工艺成为主流,可大量生产结构复杂的机构件,并能够提升结构强度。
 
目前纤维应用注塑成型制程分为以下几种:短纤维结合树脂SFT、长纤维结合树脂料粒LFT-G及连续长纤维结合树脂LFT-D,富强鑫(FCS)以LFT-D (Long Fiber Thermoplastic Direct)长纤维应用注塑成型,目标测试纤维长度12 mm以上纤维成品,由图1观察短纤维(0.1~1 mm)只能够维持成品结构刚性,将纤维长度提升(10 mm~50 mm)能维持结构刚性外也能够提升材料强度,连续纤维(50 mm以上)能够提升成品韧性,富强鑫目标提升成品结构刚性及材料强度。
FCS_长纤维注塑成型
图1-纤维长度与各强度关系图


长纤维应用注塑成型所需注塑单元设备
(如图2),因料管较为特殊,故须搭配以下配置作长纤维射出成型:
(1) VENT料管:VENT料管为免干燥成型料管,此料管特色为可成型未干燥塑料原料,料管特殊设计可将塑料原料内的水气及瓦斯气体排出,同时将连续纤维由排气孔投入。
(2) HUNGRY FEEDER:VENT料管中间有排气孔设计,若有大量塑料由入料孔进入,会造成塑料由排气孔流出,因此须搭配HUNGRY FEEDER做定量落料的控制。
(3) FIBER ROVING:长纤维应用注塑成型,与短纤维成型较为不同,需使用连续纤维投

FCS_长纤维注塑成型
图2-长纤维成型注塑单元架构图

 
FCS_长纤维注塑成型
图3-长纤维应用注塑成型测试流程图


富强鑫以试片模实验不同品牌碳纤维成型结果,其纤维长度已达预计目标12 mm。由于碳纤维注塑成型主要以能源及轻量化产业为主,FCS将与碳纤维相关应用产业进行推广与合作,协助客户导入此技术并解决长纤维注塑制程困难,以达到提高长纤维注塑成型产品价值。

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