ICP thermoplastische spanelementen maken verbetering van de buigsterkte mogelijk

Integrated Composite Products (ICP, Winona, Minn., V.S.) heeft selectieve thermoplastische versterkingen van polypropyleen (PP), ook bekend als Tension Members (TM), ontwikkeld om de prestaties van plastic onderdelen te verbeteren. De versterkingen zouden mechanische ingenieurs een lichtgewicht optie bieden die aanzienlijke verbeteringen in sterkte, stijfheid en impacteigenschappen behoudt, tegen lagere kosten. Volgens ICP hoeven ontwerpers niet langer genoegen te nemen met toenemend gewicht en/of afmetingen van het onderdeel.

De TM's zijn in wezen doorlopende vezelversterkte staven (Fig. 1) die in de mal worden gestoken en strategisch op de bodem van een gevormde ribbe worden geplaatst voordat het polypropyleenplastic wordt geïnjecteerd. Wanneer een gegoten onderdeel onder spanning staat, merkt ICP op, bezwijkt het normaal gesproken aan de onderkant van de ribbe. Door deze "staven" direct op de bodem van de ribbe te plaatsen, wordt gezegd dat de kracht over de gehele ribbe wordt verdeeld, waardoor het draagvermogen en de algehele stijfheid van het gegoten onderdeel drastisch toenemen.

Testpaneelgrafieken

Afbeelding 2a

Afbeelding 2b

Afbeelding 3a

Afbeelding 3b

Bijvoorbeeld, in spuitgegoten panelen van 5 inch breed x 18 inch lang x 1 inch diep die zijn verwerkt in 40% lang met glasvezel gevuld PP, bieden de thermoplastische trekelementen van ICP bijvoorbeeld een flexsterkteverbetering van 72% en een flexmodulusverbetering van 21 % zonder het gewicht van het onderdeel te verhogen (Fig. 2ab). In persgegoten 8-inch brede x 18-inch lange x 1-inch diepe panelen die dezelfde 40% lange met glasvezel gevulde PP gebruiken, zouden de eigenschappenverbeteringen nog groter zijn, waardoor buigsterkteverbeteringen van 142% en flexmodulus worden verkregen verbeteringen van 50%, opnieuw zonder het gewicht van het onderdeel te beïnvloeden (Fig. 3ab). Verder zorgt het gebruik van PP TM's in combinatie met met glas gevuld PP ervoor dat het hele onderdeel recyclebaar is.

Spanningselementen worden vervaardigd en verkocht op basis van het aantal glasfilamenten in het TM en de totale lengte van het TM. Een product met 8.000 filamenten heeft bijvoorbeeld een totale diameter van 0,090 inch en wordt verkocht voor ongeveer $ 0,034 (d.w.z. 3,4 cent) per voet bij hoog volume. Een product met 12.000 filamenten heeft een diameter van 0,160 inch en wordt verkocht voor ongeveer $ 0,061 (d.w.z. 6,1 cent) per voet bij hoge volumes. ICP kan het aantal filamenten in het TM variëren om aan de toepassingsbehoeften en ribgrootte te voldoen. De productie vindt plaats in Winona, Minn., de locatie van het bedrijf en het product is direct beschikbaar en toepassingen worden getest en ontwikkeld.