預浸膠帶,優異的強度和剛性
CFRTP UD膠帶

概述和特點
UD膠帶 UD膠帶

什麼是UD膠帶?

旭化成正在致力於開發一系列複合熱塑性樹脂材料,以便用輕質樹脂基替代品取代笨重的金屬零件。
旭化成的UD膠帶(單向膠帶,單向纖維增強材料)是將碳纖維沿單一方向排列,然後用聚醯胺樹脂浸漬碳纖維而形成的帶狀材料。UD膠帶可以焊接到其他熱塑性樹脂材料上,並且當與射出成型提供的出色的形狀靈活性相結合時,可以用於製造多材料結構。這些輕質樹脂基金屬零件替代品包括因強度和剛性不足而無法透過傳統注塑成型生產的零件。

UD tape

UD膠帶的主要優點

UD膠帶具有 4 個主要優點,所有這些優點都源自於使用從旭化成廣泛的工程塑膠目錄中選擇的專用聚醯胺樹脂。

卓越的機械性能,包括比強度和比剛度

UD膠帶優異的機械性質包括優異的比強度和比剛度。這些特性使UD膠帶成為多種產品領域金屬部件的輕質樹脂替代品的理想材料:汽車部件、電子電氣部件、飛機部件、運動和休閒產品、建築材料等。

旭化成的UD膠帶:與金屬相比的典型材料特性
旭化成的UD膠帶:與金屬相比的典型材料特性

聚醯胺樹脂在碳纖維中的高浸漬

UD膠帶中使用的專用聚醯胺樹脂表現出一個至關重要的特性:當加熱超過其熔點時,它會進入極低黏度的狀態,使其能夠自由地流過碳纖維之間的間隙,從而實現徹底滲透。在這樣產生的材料中,碳纖維和樹脂以高度整體結構緊密地堆積在一起,從而最大限度地提高了碳纖維的增強效果。

UDテープ断面写真

附著力強

UD膠帶中使用的專用聚醯胺樹脂具有精確控制的熔化和凝固行為。
這確保了當透過在熱壓機中堆疊多層UD膠帶帶來製造模製產品時,UD膠帶層以高強度彼此黏合。類似地,對於涉及在UD膠帶上加熱至熔融狀態的材料的注塑工藝,UD膠帶會牢固地粘附到注塑材料上。

UDテープ 射出溶着性データ
UD膠帶與注射之間的黏合力

吸水後材料性能的變化最小

典型聚醯胺樹脂的缺點是它們的材料性能會因吸水而降低。 UD 膠帶中使用的專用聚醯胺樹脂經過精心挑選,以最大程度地減少這種降解程度。

由於吸水而導致材料性能變化
由於吸水而導致材料性能變化

UD膠帶的成型方法

01

熱壓成型

一種常見的成型方法是熱壓成型:從原料片材中切出所需形狀的多個副本,在模具中一層一層地放置在模具中,加熱到UD 膠帶的熔化溫度以上以產生熔融狀態,然後冷卻在施加的壓力下將帶層熔合成整體模製部件。

UDテープ 加熱プレス成形
變熱壓機

為了減少熱壓成型的週期時間,可以準備一塊單獨的UD膠帶成型板,透過紅外線加熱或其他方法加熱以軟化材料,然後插入保持在 80°C 左右的壓模中,得到最終的產品模製組件。

UDテープ 加熱プレス成形2
等溫壓機
02

疊層成型

另一種方法是疊層成型,其中UD膠帶在貼到組件上時會透過雷射加熱而熔化。這使得UD膠帶僅適用於所需的區域和方向,確保材料資源的有效利用。

UDテープ レイアップ成形
疊層成型
03

纏繞成型

這種稱為纏繞成型的方法涉及將UD膠帶纏繞在旋轉軸上,同時加熱以熔化膠帶。這使得可以製造管道、環和其他難以透過壓製成型實現的形狀。

UDテープ パイプ
UD 膠帶製成的高強度管道
04

混合成型(包覆成型)

混合成型是一種在註射成型之前將由UD膠帶製成的成型體放置在模具中的技術,從而產生結構增強的整體成型部件。這是提高成型製品強度的有效方法。

帶有 UD 帶環加固入口的注塑組件
帶有 UD 帶環加固入口的注塑組件
05

UD 膠帶成型零件

切片是UD膠帶的矩形片段,可以透過模壓成型切割並形成組件。這種方法具有廣泛的形狀靈活性,使其成為生產複雜三維形狀產品的強大工具。
特別是,帶切的使用同時利用了UD膠帶的兩個關鍵優勢——強度增強碳纖維的連續性和專用聚酰胺樹脂的高流動性——以允許精密製造複雜的部件,包括具有肋狀形狀和形狀的產品。帶有細粒度刀片的微型齒輪。另一個優點是,基礎樹脂的高透明度確保由膠帶切片模製的產品在外觀上特別有吸引力。

由UD膠帶切片形成的組件
由UD膠帶切片形成的組件

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