Fluidez del SMC y su relación con los moldes

SMC (compuesto de moldeo en láminas) es un compuesto de moldeo termoestable reforzado con fibra de vidrio-, inherentemente de alta viscosidad y de fibra larga.La fluidez depende enteramente del moldeo a alta-temperatura y alta-presión, y la estructura del molde es el factor externo clave que determina la calidad del flujo de material y los defectos del producto.Los dos se restringen mutuamente.

 

I. La zonificación de temperatura del molde altera directamente la capacidad de flujo de SMC.

 

La temperatura del molde afecta la viscosidad de la resina.SMC La matriz de poliéster insaturado se vuelve blanda cuando se calienta y adquiere así fluidez:

 

Baja temperatura del molde: la viscosidad de la resina es alta y la resistencia del flujo del material aumenta considerablemente, lo que provoca un llenado insuficiente, escasez de material y poca resistencia de la línea de soldadura;

 

Alta temperatura del molde: la resina de la superficie sufre rápidamente un curado prematuro (pre-gelificación), formando una capa dura que bloquea el flujo del material interno, lo que genera burbujas, delaminación y patrones de flujo. El rango de temperatura constante para los moldes de moldeo por compresión SMC convencionales: 130-155 grados. Para productos grandes y de paredes delgadas, el control de temperatura debe dividirse en zonas y el extremo del flujo de material debe calentarse adecuadamente.

 

La diferencia de temperatura del molde provoca una diferencia en el flujo.Si la diferencia de temperatura entre el núcleo del molde y la cavidad del molde es demasiado grande, el material fluirá preferentemente hacia el área con mayor temperatura y menor resistencia, lo que resultará en una distribución desigual de las fibras de vidrio y escasez local de material.

 

 

II. El diseño de la estructura de la cavidad determina la trayectoria del flujo de material y la resistencia al flujo.

 

1. Grosor de la pared del producto

· Cavidad-de paredes gruesas: el canal de flujo de material es ancho, con baja resistencia al flujo y llenado suave, pero es propenso a la acumulación de burbujas de gas;

· Cavidad de paredes delgadas-: el espacio es estrecho y es muy probable que las fibras de vidrio formen puentes y bloqueen el material, lo que resulta en una disminución significativa de la fluidez. Es necesario aumentar la presión de la máquina prensa y optimizar la colocación del material.

 

2.Esquinas redondeadas, ángulo de salida, nervaduras de refuerzo.

Esquinas afiladas, ángulos R pequeños: la resistencia al cambio del flujo de material es alta, lo que provoca que las fibras se enreden y se acumulen y se interrumpa el flujo; cuando la esquina redondeada R del molde es mayor o igual a 2 mm, el flujo se puede mejorar significativamente;

Nervios profundos, ranuras estrechas: pertenecen a canales de flujo estrechos y las fibras de vidrio SMC son propensas a atascarse, dificultando el llenado del molde. Es necesario ensanchar la raíz de las costillas y agregar ranuras de desbordamiento;

Ángulo de salida insuficiente: La resistencia a la fricción en las paredes laterales de la cavidad del molde aumenta, dificultando el avance del material.

 

3.Área de la cavidad y longitud del proceso.

Cuanto más largo sea el proceso, mayor será la resistencia acumulada a lo largo de la línea de SMC y más significativa será la disminución de la fluidez terminal; para productos de proceso largo-, es necesario distribuir razonablemente las materias primas y aumentar el borde de desbordamiento para ayudar en la descarga.

 

 

III. El sistema de moldeo/desbordamiento es la estructura clave del molde para controlar el flujo.

 

Tanque de rebose (borde de rebose)Crear áreas de desbordamiento alrededor del molde es el método más común para mejorar el flujo de SMC: durante el proceso de moldeo, el exceso de resina, aire y materiales de baja-viscosidad fluyen primero hacia el canal de desbordamiento, proporcionando continuamente una fuerza impulsora de flujo hacia el interior de la cavidad del molde, eliminando burbujas de aire y evitando líneas de soldadura. El moho sin un canal de desbordamiento es propenso a un llenado insuficiente.

Cavidad de posicionamiento en blanco, pendiente de guía de flujoSe hace una pendiente de guía en el área de alimentación de material del molde para guiar el SMC para que se distribuya uniformemente en todas las direcciones, evitando que el bloqueo del material haga que el material fluya unidireccionalmente o provoque agregación local de fibras.

Estructura de escapeLa profundidad de la ranura de ventilación del molde es generalmente de 0,03 a 0,08 mm: si no se puede descargar el gas, provocará un bloqueo de aire, bloqueando directamente el flujo de material; Una mala ventilación del aire se manifestará como una fluidez aparentemente deficiente, pero en realidad se debe a la obstrucción del gas.

 

Acabado superficial del molde, fricción en la superficie de separación y su impacto en el flujo.

·Cavidades rugosas, rayones, picaduras de corrosión: aumentan la resistencia a la fricción entre SMC y la pared del molde, disminuyen el caudal del material y provocan marcas de flujo en la superficie del producto;

 

· Espacio excesivo entre la superficie de separación: Después de aplicar presión, la resina fluye en grandes cantidades desde la superficie de separación, lo que resulta en material insuficiente dentro de la cavidad, lo que aparentemente indica una fluidez insuficiente; Un espacio demasiado pequeño provoca un escape deficiente y una alta resistencia.

 

VI. La rigidez del molde y el espacio de cierre del molde afectan indirectamente la fluidez efectiva.

 

Después de que la máquina de prensa aplica presión, si la rigidez del molde es insuficiente, habrá una ligera expansión del molde, el espesor de la cavidad local aumentará y la distribución del flujo de material se volverá desordenada. La separación desigual del cierre del molde dará como resultado una velocidad de flujo de material inconsistente en diferentes ubicaciones, un espesor desigual del producto y una orientación desordenada de las fibras.

 

V. Correspondencia entre defectos de flujo comunes en moldes y sus causas

 

fenómeno insalubre	La causa principal del moho.
Materiales insuficientes, llenado insuficiente del molde.	Proceso largo, paredes delgadas, nervaduras estrechas, baja temperatura del molde, ausencia de canal de desbordamiento, puerto de escape bloqueado
Remolinos y ondulaciones en la superficie	Mal acabado de la cavidad, gran diferencia de temperatura, esquinas excesivamente afiladas y velocidad de flujo de material desigual
Capas, burbujas	Un desbordamiento insuficiente, una ranura de escape demasiado pequeña y una temperatura local del molde excesivamente alta provocan una gelificación prematura.
Acumulación local de fibra de vidrio.	Cambio abrupto del canal de flujo, esquina-en ángulo recto, nervadura de refuerzo estrecha y profunda
Las marcas de soldadura por fusión son frágiles.	No hay drenaje de desbordamiento ni sistema de escape en la unión donde se encuentran los dos materiales.

 

 

VII. Plan de optimización para mejorar la fluidez de SMC en la elevación del extremo del molde

 

• Cavidad de moldeo: todas las esquinas están redondeadas con radios más grandes, las nervaduras estrechas están engrosadas en la raíz y se agrega una estructura de guía en la sección larga del proceso;
• Control de temperatura: El molde dispone de circuitos de calefacción independientes. La temperatura en el área de alimentación es ligeramente más baja y la temperatura al final del flujo de material aumenta adecuadamente;
• Rebosadero y escape: Los bordes de rebosadero continuos se colocan a lo largo del contorno del producto. Las ranuras de escape se añaden por separado en las esquinas y en los puntos de convergencia del material;
• Tratamiento de la superficie: la cavidad del molde se pule hasta obtener un acabado de espejo para reducir la resistencia a la fricción de la pared del material;
• Control de cierre del molde: aumente la rigidez de la plantilla del molde, controle uniformemente el espacio de cierre del molde y evite el desbordamiento excesivo en ciertas áreas locales.

 

resumir

 

La propia formulación del SMC (resina, fibra de vidrio, rellenos) determina el rendimiento básico del flujo, pero el molde es el portador de todo el esfuerzo del flujo: la temperatura, la geometría de la cavidad, la ventilación, la fricción de la superficie y la rigidez del molde controlan conjuntamente la resistencia al flujo, la dirección del flujo y la velocidad de llenado. Para el mismo lote de materias primas SMC, cambiar el molde o modificar la estructura de la cavidad dará como resultado efectos de moldeo completamente diferentes con diferencias significativas en la fluidez.