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FCS碳長纖射出工藝 強化成品剛性與韌性

輕量化議題不斷被重視,輕量化的趨勢需要滿足更安全、更節能、更環保與更舒適的需求,碳纖維是具有高強度及輕量化優點的材料,現今碳纖維布使用已逐漸成熟且市場需求旺盛,但碳纖維布不易塑形且製程人力成本偏高,因此以長纖維射出成型的工藝成為主流,可大量生產結構複雜之機構件,並能夠提升結構強度。
 
目前纖維應用射出成型製程分為以下幾種:短纖維結合樹脂SFT、長纖維結合樹脂料粒LFT-G及連續長纖維結合樹脂LFT-D,富強鑫(FCS)以LFT-D (Long Fiber Thermoplastic Direct)長纖維應用射出成型,目標測試纖維長度12 mm以上纖維成品,由圖1觀察短纖維(0.1~1 mm)只能夠維持成品結構剛性,將纖維長度提升(10 mm~50 mm)能維持結構剛性外也能夠提升材料強度,連續纖維(50 mm以上)能夠提升成品韌性,富強鑫目標提升成品結構剛性及材料強度。
FCS_長纖維射出成型
圖1-纖維長度與各強度關係圖


長纖維應用射出成型所需射出單元設備
(如圖2)因料管較為特殊,故須搭配以下配備作長纖維射出成型:

(1) VENT料管:VENT料管為免乾燥成型料管,此料管特色為可成型未乾燥塑膠原料,料管特殊設計可將塑膠原料內的水氣及瓦斯氣體排出,同時將連續纖維由排氣孔投入。
(2) HUNGRY FEEDER:VENT料管中間有排氣孔設計,若有大量塑料由入料孔進入,會造成塑膠由排氣孔流出,因此須搭配HUNGRY FEEDER做定量落料的控制。
(3) FIBER ROVING:長纖維應用射出成型,與短纖維成型較為不同,需使用連續纖維投入。
FCS_長纖維射出成型
圖2-長纖維成型射出單元架構圖

 
FCS_長纖維射出成型
圖3-長纖維應用射出成型測試流程圖


富強鑫以試片模實驗不同品牌碳纖維成型結果,其纖維長度已達所訂定之目標12 mm。由於碳纖維射出成型主要以能源及輕量化產業為主,FCS將與碳纖維相關應用產業進行推廣與合作,協助客戶導入此技術並解決長纖維射出 製程困難,以達到提高長纖維射出成型產品價值。

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