时间：2008-11-18 20:59:32 来源：设计创新网 查看：
最近一种新型聚对苯二甲酸丁二酯材料为汽车、工业产品及日常用具中的铸件部分的设计提供了新的途径。
CBT具有热固性塑料和热塑性塑料双重特性，因此它将适用于不同的成型技术。使用离心成型技术生产时，它的机械性能大大优于聚乙烯，而目前聚乙烯是离心成型工艺最常采的材料。CBT同样扩展了喷射成型和压模成型技术的加工范围。在汽车领域具有Cyclics公司技术独家使用权的Dow Automotive公司在离心成型和喷射成型加工的研发工作中处于领先地位。“我们认为CBT将改变现有的部件喷涂技术，并将逐步取替代目前钢质结构部件而成为主流。”该公司的新业务经理Bob Rogowski这么说。
现在让我们来详细了解一下CBT的设计和加工前景。
离心成型
目前，离心成型技术已经取得很大发展。使用这种技术，工程师们就可以用较低的成本制造出结构复杂的空心部件。对于生产数量少、精度要求不太严格的部件而言，离心成型是一种很好的选择。但是这种工艺对材料的要求很高。离心成型技术的专业公司Integrated Design Systems公司的Michael Paloian称，“大约95%的应用都局限于聚乙烯材料上。”当然，这种技术有时也采用尼龙作为加工材料。但总体而言，采用该工艺生产的部件的性能主要取决于所用聚乙烯材料线性密度的高低。
CBT的出现将改变这个现状。实验表明，这种材料很适合用离心成型工艺。Winckler的报告称Cyclics已经用CBT材料试制了各种不同的部件，由于CBT继承了PBT的特性，难怪这些部件的机械性能远优于聚乙烯材料。Winckler将这些优良性能归结为“更高的拉伸强度，更高的模数，以及更好的蠕变性能。”事实上，未经纤维增强的PBT部件的弯曲模数以及拉伸强度已经是聚乙烯部件的三倍。而CBT可以用玻璃纤维来进一步提高它的机械性能。Paloian还指出，CBT的抗热变形能力应该也强于聚乙烯材料。聚乙烯材料的性能随温度变化的不稳定性以及其较低的硬度都不利于部件质量的稳定性。
采用离心成型制造的CBT材料的部件其表面质量也会有所改善。Winckler说，“我们已经可以制造出光洁度接近A级标准的表面。”，他还表示，公司已经实现了部件的离心成型喷涂，且可以实现彩色喷涂。由于CBT具有很低的粘度，易于在表面回流叠盖，这对嵌入标签类产品提供了制造的便利。
Winckler指出，采用离心成型的CBT部件利用了该材料的抗油料渗透性能。由于CBT具有比聚乙烯材料至少高10倍的渗透性能，因此它可用于制造小型油罐，由于CBT的抗油料渗透性能很好，用它可以制造更薄的油罐，或者使用由CBT和较低聚乙烯材料组成的双层结构来防止油料渗漏。
Paloian在发言中指出了这种材料的两点不足之处，“聚乙烯材料比起CBT材料具有更好的抗冲击性能，而CBT材料的抗紫外光辐射性能也较弱”。
在广泛应用这种材料之前，还有很多工作要做。Paloian 解释说，“许多零件和工具制造商只有用聚乙烯材料进行生产的经验，而CBT在加工过程中表现出的属性与聚乙烯材料是有区别的。”由于CBT有着更低的融解温度以及“像水一样”的粘度，CBT能更好地填充离心成型的型腔。这将提高型腔的填充效果，制造出棱角更加分明，沟槽更深以及表面质量更好的产品。“CBT材料的出现引发了产品加工中的革命。”Paloian这样评论。
Cyclics公司最近建起了一座被Winckler 称为“挑战极限”的实验机床，用于开发研究CBT材料的特性。它用来制造由Paloian设计的测试部件，如18×18×3英寸的立方体，这个立方体具有中空、肋条，凸起，小孔等特征，用于测试CBT材料的应用极限。比如，拐角、肋条的过渡圆角的半径被设计得超乎寻常的小。对壁间距，沉孔的纵横比，拔模斜度以及V型部件的夹角等用聚乙烯材料难以制造的特征，都提出了精确的要求。Winckler说，“我们打破了聚乙烯材料在制造方面的限制。”
喷射成
型
CBT对喷射成型工艺的影响可能没有对离心成型工艺那么大，普通的PBT材料的性能已经完全可以满足要求，但CBT仍大有用武之地。
其中一个与汽车外部装饰有关。Dow Automotive公司将这种材料用于生产立式部件，这种用途的材料必须能承受喷涂时的高温，而且要有很好的尺寸稳定性，而经过改良后的CBT材料能够满足这些要求。正如Rogowski解释的那样，未经改良的CBT在350F时就会发生热变形，这不足以耐受电子喷涂时的高温。但是CBT超低的粘度以及重聚合的特性在特定的纤维填充条件下可以耐受400F的高温。Rogowski说，“CBT可以在不影响PBT化学性能的前提下提高其物理性能，而且，使用CBT材料避免了尼龙制品通常会存在的极易潮湿的问题。
Rogowski说，Dow的工程师们正在就CBT在喷射成型技术方面的应用进行试验，目前，实验进行的很顺利。Dow还得对加工部件的机械性能进行定量评估，如对材料线性热膨胀系数的研究。公司还得具体量化使用CBT材料生产的成本。Rogowski指出，Cyclic在德国Schwarzheide建立的第一个生产车间的生产能力，已经从建厂时的每年550万提高到了每年1,100万。从成本上来讲，在Cyclics进一步扩大它的生产能力（计划在2009年前将产量提高到每年5,000到10,000磅）之前，在汽车行业中大规模使用这种材料是不合算的。
另外，因为PBT具有良好的流动特性，喷射成型中的CBT同样适用于诸如连接器之类部件的制造。
CBT材料具有生产特级PBT材料的潜力。Winckler希望以后能将喷射成型机的管筒作为实时混合反应器。他说，“CBT材料可以在其中与其它材料及添加剂反应，从而得到性能更优的合成物。”这样，CBT就可在将要到达型腔前发生反应而不是在型腔内反应。
压模成型
CBT材料制成的部件最终具有热塑性，这种材料也可以当作热固性塑料进行加工。Cyclics演示了用压模成型，树脂传递模塑，真空袋法等传统热固性塑料加工方法制作CBT部件的过程。
对Dow Automotive公司而言，压模成型制造的CBT部件在汽车行业中具有一些压倒性的优势。首先，CBT最终以热塑性塑料存在，它具有比热固性塑料更好的综合性能——包括可重复利用性。据Rogowski说，Dow已经开始使用经玻璃纤维增强的CBT材料了，这种复合物具有比乙烯基酯复合材料更好的韧性/硬度综合性能。这是由于玻璃纤维改善了CBT过低的粘度。但韧性和硬度指标到底提高了多少，还得等Dow对CBT部件的各种性能的测试结果出来之后才清楚。
“CBT也给生产加工过程带来了方便。首先，在Dow的测试中，用于结构用途的CBT部件通常会在五分钟内固化。且固化过程不会放热，也就无需进行冷却处理。生产过程中，CBT材料也不会像其它热固性塑料那样释放有机蒸汽。这也是它的最大优势。”
然而，我们也不指望它能立刻取代SMC。Rogowski指出，SMC在表面质量以及成本方面还是具有优势的。“我并不把CBT当作一种SMC的替代产品来看，”他说，“事实上我们希望CBT能够替代金属材料的一些用途，扩展塑料的使用范围。”
CBT材料一瞥
这种成环状的PBT具有一些引人注目的优点：
■ 与聚乙烯材料相比，有更高的强度和韧性，使用CBT制作的油罐其防渗性能有极大提高。
■ 固化时间短，热塑性优良，在压模成型或者RIM法制造工艺中降低成本的同时，可以改善产品性能。
■ 有较好的耐热性和抗潮性，适于做某些立式汽车铸件的电子喷涂材料。
网上资源：
想要获取关于CBT的相关信息的话，请登陆Cyclic公司的网站.：
http://rbi.ims.ca/4386-571
