Ce produse sunt potrivite pentru procesul de pultruziune?

Ce produse sunt potrivite pentru procesul de pultruziune?

Discutarea avantajelor și dezavantajelor materialelor compozite cu pultruziune și aplicațiile acestora

Asia materiale compozite (Thailand)co.,Ltd

Pionierii industriei fibrei de sticlă în TAILANDA

E-mail:yoli@wbo-acm.comWhatsApp:+66966518165 

Pultruziemateriale compozitesunt compozite polimere ranforsate cu fibre (FRP) de înaltă performanță, fabricate folosind un proces continuu cunoscut sub numele de pultruziune.

În acest proces, fibrele continue (cum ar fi sticlă sau carbon) sunt trase printr-o baie de rășină termorezistentă (cum ar fi rășină epoxidica, poliester sau vinil ester), iar apoi sunt folosite matrițe pentru a modela materialul după cum se dorește. Rășina se întărește apoi, formând un produs compozit solid, ușor și durabil.

PultruzieRășini 

Rășina matrice este o componentă crucială a materialelor compozite de pultruziune. Rășinile obișnuite cu pultruziune includ epoxidice, poliuretan, fenolice, esteri vinilici și sistemele de rășini termoplastice recent studiate pe scară largă. Datorită caracteristicilor materialelor compozite de pultruziune, rășina matrice trebuie să aibă viscozitate scăzută, viteze de reacție rapide la temperaturi ridicate. Atunci când alegeți rășina matrice, trebuie luați în considerare factori precum viteza de reacție de pultruziune și vâscozitatea rășinii. Vâscozitatea ridicată poate afecta efectul de lubrifiere în timpul fabricării produsului.

Rășină epoxidică 

Materialele compozite de pultruziune preparate cu rășini epoxidice de pultruziune prezintă o rezistență ridicată și pot fi utilizate în condiții de temperatură ridicată, cu o întărire rapidă

viteză. Cu toate acestea, provocări precum fragilitatea materialului, perioada scurtă de aplicabilitate, permeabilitatea slabă și temperatura ridicată de întărire limitează dezvoltarea industriei energiei eoliene în China, în special în materialele palelor și rădăcinilor turbinelor eoliene.

Poliuretan 

Rășina poliuretanică are vâscozitate mai mică, permițând un conținut mai mare de fibră de sticlă în comparație cu rășinile poliesterice sau vinilester. Acest lucru are ca rezultat materiale compozite din poliuretan prin pultruziune având un modul de elasticitate la încovoiere apropiat de cel al aluminiului. Poliuretanul prezintă performanțe excelente de prelucrare în comparație cu alte rășini.

Rășină fenolică 

În ultimii ani, materialele compozite de pultruziune care utilizează rășină fenolică au câștigat atenția datorită toxicității reduse, emisiei scăzute de fum, rezistenței la flăcări și au găsit aplicații în domenii precum transportul feroviar, platformele de foraj petrolier offshore, atelierele rezistente la coroziune chimică și conductele. . Cu toate acestea, reacțiile tradiționale de întărire ale rășinii fenolice sunt lente, ducând la cicluri lungi de turnare și la formarea de bule în timpul producției rapide și continue, afectând performanța produsului. Sistemele de cataliză acidă sunt adesea folosite pentru a depăși aceste provocări.

Rășină vinilesterică 

Rășina alcool ester vinilic are proprietăți mecanice excelente, rezistență la căldură, rezistență la coroziune și întărire rapidă. În jurul anului 2000, a fost una dintre rășinile preferate pentru produsele de pultruziune.

Rășină termoplastică 

Compozitele termoplastice depășesc dezavantajele de mediu ale compozitelor termorigide, oferind flexibilitate puternică, rezistență la impact, toleranță bună la deteriorare și proprietăți de amortizare. Ele rezistă la coroziunea chimică și a mediului, au un proces de întărire rapid, fără reacții chimice și pot fi procesate rapid. Rășinile termoplastice obișnuite includ polipropilenă, nailon, polisulfură, polieter etercetonă, polietilenă și poliamidă.

În comparație cu materialele tradiționale precum metalul, ceramica și materialele plastice nearmate, compozitele de pultruziune armate cu fibră de sticlă au mai multe avantaje. Ele posedă capabilități unice de design personalizat pentru a îndeplini cerințele specifice ale produsului.

AvantajelePultruzieMateriale compozite:

1.Eficiența producției: turnarea prin pultruziune este un proces continuu cu avantaje precum volum mare de producție, costuri mai mici și timpi de livrare mai rapidi în comparație cu metodele alternative de fabricare a compozitelor.

2. Raport mare rezistență-greutate: materialele compozite de pultruziune sunt puternice și rigide, dar ușoare. Pultruziile din fibră de carbon sunt semnificativ mai ușoare decât metalele și alte materiale, ceea ce le face potrivite pentru aplicații sensibile la greutate în industria aerospațială, auto și transport.

3. Rezistența la coroziune: compozitele FRP prezintă o rezistență puternică la coroziune, făcându-le potrivite pentru aplicații în industrii precum procesarea chimică, marină, petrol și gaze naturale.

4. Izolație electrică: pultruziile din fibră de sticlă pot fi proiectate pentru a fi neconductoare, făcându-le o alegere ideală pentru aplicațiile electrice care necesită performanță dielectrică.
Stabilitate dimensională: Materialele compozite de pultruziune nu se deformează și nu se fisurează în timp, ceea ce este crucial pentru aplicații cu toleranțe precise.

5.Design personalizat: Componentele de pultruziune pot fi fabricate în diferite forme și dimensiuni, inclusiv tije, tuburi, grinzi și profile mai complexe. Sunt extrem de personalizabile, permițând variații de proiectare în ceea ce privește tipul de fibre, volumul fibrei, tipul de rășină, voalul de suprafață și tratamentul pentru a îndeplini cerințele specifice de performanță și aplicare.

Dezavantajele utilizăriipultruziuneMateriale compozite:

1.Forme geometrice limitate: Materialele compozite de pultruziune sunt limitate la componente cu secțiuni transversale constante sau aproape constante datorită procesului de fabricație continuu în care materialul armat cu fibre este tras prin matrițe.

2. Costuri ridicate de producție: matrițele utilizate în turnarea prin pultruziune pot fi costisitoare. Acestea trebuie să fie fabricate din materiale de înaltă calitate capabile să reziste la căldura și presiunea procesului de pultruziune și trebuie să fie produse cu toleranțe stricte de prelucrare.

3. Rezistență transversală scăzută: rezistența transversală a materialelor compozite de pultruziune este mai mică decât rezistența longitudinală, făcându-le mai slabe în direcția perpendiculară pe fibre. Acest lucru poate fi rezolvat prin încorporarea de țesături sau fibre multi-axiale în timpul procesului de pultruziune.

4. Reparații dificile: Dacă materialele compozite de pultruziune sunt deteriorate, repararea acestora poate fi o provocare. Componentele întregi pot necesita înlocuire, ceea ce poate fi atât costisitor, cât și consumator de timp.

Aplicatii alePultruzieMateriale compozitepultruziunematerialele compozite găsesc aplicații pe scară largă în diverse industrii, inclusiv:

1. Aerospațial: Componente pentru aeronave și nave spațiale, cum ar fi suprafețele de control, trenul de aterizare și suporturile structurale.

2.Automotive: Componente auto, inclusiv arbori de transmisie, bare de protecție și componente de suspensie.

3.Infrastructură: armături și componente pentru infrastructură, cum ar fi traverse, punți de pod, reparații și armături de beton, stâlpi de utilitate, izolatori electrici și traverse.

4.Prelucrare chimică: Echipamente de prelucrare chimică, cum ar fi țevi și grătare de podea.

Medical: Întărire pentru bretele și tuburile sondelor endoscopice.

5.Marină: aplicații marine, inclusiv catarge, șipci, piloți de andocare, știfturi de ancorare și docuri.

6. Petrol și gaze: aplicații pentru petrol și gaze, inclusiv capete de sondă, conducte, tije de pompă și platforme.

7.Energie eoliană: Componente pentru palele turbinelor eoliene, cum ar fi armături ale palelor, capacele de spate și rigidizările rădăcinilor.

8.Echipament sportiv: Componente care necesită secțiuni transversale constante, cum ar fi schiuri, bețe de schi, echipament de golf, vâsle, componente de tir cu arcul și bețe de cort.

În comparație cu metalele și materialele plastice tradiționale, materialele compozite cu pultruziune oferă numeroase avantaje. Dacă sunteți un inginer de materiale care caută materiale compozite de înaltă performanță pentru aplicația dvs., materialele compozite cu pultruziune sunt o alegere viabilă.