ألياف الكربون الطويلة المقواة بـ PPS

الطلب على المواد البلاستيكية الحرارية الهندسية مثل جهاز كمبيوتر شخصي والمواد البلاستيكية الحرارية عالية الأداء مثل نظرة خاطفة يتزايد استخدامها في التطبيقات الصناعية بشكل مطرد. هذه المواد، عند إنتاجها على شكل خيوط الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تقدم بدائل خفيفة الوزن للمعادن لصناعات مثل الفضاء والطاقة.

من خلال دمج التعزيزات، يُمكن تحسين خصائص هذه المواد البلاستيكية عالية الأداء. على سبيل المثال، إضافة ألياف الكربون المفرومة يُحسّن كلاً من القوة والصلابة. يمكن تطبيق هذه التعزيزات ليس فقط على البلاستيك الهندسي منخفض ومتوسط الجودة، بل أيضاً على اللدائن الحرارية عالية الأداء. ما دامت فوهة الطابعة ثلاثية الأبعاد قادرة على التعامل مع المواد الكاشطة، يُمكن طباعة هذه المركبات بسهولة اللدائن الحرارية القياسية.

ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي للمركبات عالية الأداء مثل PEEK المعزز هو التكلفة العالية للأجهزة المطلوبة للطباعة ثلاثية الأبعاد تتطلب هذه المواد درجات حرارة عالية للغاية للضغط والغرفة، والمعدات القادرة على تلبية هذه المتطلبات غالبًا ما تكلف ستة أرقام - مما يقوض إحدى المزايا الرئيسية للطباعة ثلاثية الأبعاد للبلاستيك: كفاءة التكلفة.

تستكشف هذه المقالة PPS معزز بألياف الكربون كبديل يوفر أداءً مماثلاً للمعادن وPEEK، مع تقديم مزايا كبيرة في متطلبات درجة الحرارة و التكلفة الإجمالية .

ما هو PPS؟

كبريتيد البوليفينيلين (PPS) هو بلاستيك حراري شبه بلوري يُصنف عادةً كبوليمر عالي الأداء، إلى جانب مواد مثل PEEK وPEI. يُستخدم على نطاق واسع في التشغيل الآلي، وتصنيع القوالب، والتصنيع الإضافي نظرًا لخصائصه. قوة ميكانيكية ممتازة ، مقاومة فائقة للحرارة مقارنة بالبلاستيك الحراري القياسي والهندسي، و مقاومة اللهب الكامنة .

واحدة من الخصائص الأكثر تميزًا لـ PPS هي مقاومة كيميائية ممتازة يتحمل هذا المنتج مجموعة واسعة من الأحماض والقواعد والمذيبات، بل ويُظهر مقاومة جزئية لعوامل الأكسدة القوية في ظروف معينة. ومع ذلك، قد يلزم طلاء أو بطانات إضافية لحماية المواد المؤكسدة القوية، مثل ثاني أكسيد الكلور.

مع أدائها الاستثنائي و تكلفة أكثر معقولية مقارنة بـ PEEK لقد وجد PPS تطبيقات واسعة في مختلف الصناعات. متانته الميكانيكية والكيميائية تجعله مثاليًا لـ السيارات، والطاقة، والمعالجة الكيميائية القطاعات، في حين أن خصائصها المقاومة للهب والقدرة على الإطفاء الذاتي تجعلها مادة مفضلة لـ المكونات الكهربائية والإلكترونية ، مثل أجهزة التركيب السطحي (SMT)، وأغطية المحرك، وتغليفات الترانزستور.

بالإضافة إلى كونها مادة بلاستيكية حرارية متميزة، فإن PPS هي أيضًا مادة موثوقة بديل للمعادن مثل الفولاذ والألمنيوم إن استقرارها الحراري ومقاومتها الكيميائية تمكنها من الأداء بشكل فعال في البيئات الكيميائية القاسية، مما يوفر حماية قوية ضد التآكل والسوائل الموجودة في السيارات.

PPS معزز

لتحسين قوتها وصلابتها، غالبًا ما يتم تعزيز PPS بـ ألياف الكربون المفرومة أو ألياف زجاجية مما ينتج عنه مواد مركبة ذات أداء مُحسَّن. في الواقع، يتوفر PPS عادةً بشكل مُعبأ وليس بشكل غير مُعبأ.

وقد لاحظ الباحثون أن "إضافة ألياف الكربون تعمل على تعزيز الخصائص الميكانيكية ، السلوك الاحتكاكي ، سلامة البنية التحتية بعد الحريق ، وكذلك الموصلية الكهربائية والحرارية "من مخاليط ومركبات PPS."

• 1. صناعة السيارات: موصلات الجهد العالي، وحوامل البطاريات، وأغطية أطراف المحركات، وأغطية التحكم الإلكتروني للسيارات الكهربائية. مكونات تحت غطاء المحرك، مثل أغطية مضخة الزيت، وأجزاء الشاحن التوربيني، وأجسام الخانق، ومكونات نظام التبريد. مكونات هيكلية تحل محل المعادن، مثل هياكل المقاعد، وحوامل المصابيح، وأجزاء نظام التعليق.
• 2. المعدات والآلات الصناعية: تروس دقيقة، وأغطية محامل، وأغلفة مضخات، وصمامات، ودعامات عزل. أدوات تثبيت صناعية، وتركيبات، وقواعد أدوات، ومكونات انزلاقية مقاومة للتآكل.
• 3. المكونات الكهربائية والإلكترونية: هياكل المحركات، وهياكل العزل، وأغلفة وحدات الجهد العالي. صواني SMT، وحوامل التغليف الإلكتروني، ومكونات التحكم الحراري.
• 4. الفضاء والدفاع: أجزاء هيكل الطائرة، والهياكل الإلكترونية، ومكونات النظام الهيدروليكي.
• 5. الطاقة والمعالجة الكيميائية: أجسام المضخات، وحلقات الختم، والحواف، وأغطية المرشح، ومكونات الصمامات.
• 6. التصنيع الإضافي / الطباعة ثلاثية الأبعاد: النماذج الأولية الوظيفية، والأدوات، والتجهيزات، والمكونات النهائية ذات الاستخدام المنخفض الحجم.