Ce produse sunt potrivite pentru procesul de pultrudare?

Ce produse sunt potrivite pentru procesul de pultrudare?

Discutarea avantajelor și dezavantajelor materialelor compozite prin pultruziune și a aplicațiilor acestora

Materiale compozite Asia (Thailanda) co., Ltd.

Pionierii industriei fibrei de sticlă din Thailanda

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

Pultruziunemateriale compozitesunt compozite polimerice armate cu fibre (FRP) de înaltă performanță fabricate folosind un proces continuu cunoscut sub numele de pultruziune.

În acest proces, fibrele continue (cum ar fi sticla sau carbonul) sunt trase printr-o baie de rășină termorezistentă (cum ar fi rășina epoxidică, poliesterul sau esterul vinilic), iar apoi se folosesc matrițe pentru a modela materialul după cum se dorește. Rășina se întărește apoi, formând un produs compozit solid, ușor și durabil.

PultruziuneRășini 

Rășina matriceală este o componentă crucială a materialelor compozite pultrudate. Rășinile pultrudate comune includ epoxidice, poliuretanice, fenolice, vinilestere și sistemele de rășini termoplastice, recent studiate pe scară largă. Datorită caracteristicilor materialelor compozite pultrudate, rășina matriceală trebuie să aibă o vâscozitate scăzută și rate de reacție rapide la temperaturi ridicate. La alegerea rășinii matriceale, trebuie luați în considerare factori precum viteza de reacție pultrudată și vâscozitatea rășinii. Vâscozitatea ridicată poate afecta efectul de lubrifiere în timpul fabricației produsului.

Rășină epoxidică 

Materialele compozite pultrudate preparate cu rășini pultrudate epoxidice prezintă o rezistență ridicată și pot fi utilizate în condiții de temperatură ridicată, având 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 ceea ce privește materialele pentru palele și rădăcinile turbinelor eoliene.

Poliuretan 

Rășina poliuretanică are o vâscozitate mai mică, permițând un conținut mai mare de fibră de sticlă în comparație cu rășinile poliesterice sau vinilesterice. Acest lucru are ca rezultat materiale compozite poliuretanice pultrudate cu un modul de elasticitate la încovoiere apropiat de cel al aluminiului. Poliuretanul prezintă performanțe excelente de procesare în comparație cu alte rășini.

Rășină fenolică 

În ultimii ani, materialele compozite pultrudate care utilizează rășină fenolică au atras atenția datorită toxicității lor reduse, emisiilor reduse de fum, rezistenței la flacără și 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 a rășinii fenolice sunt lente, rezultând cicluri lungi de turnare și formarea de bule în timpul producției continue rapide, afectând performanța produsului. Sistemele de cataliză acidă sunt adesea utilizate pentru a depăși aceste provocări.

Rășină vinilesterică 

Rășina alcoolică vinilesterică prezintă proprietăți mecanice excelente, rezistență la căldură, rezistență la coroziune și întărire rapidă. În jurul anului 2000, era una dintre rășinile preferate pentru produsele de pultruziune.

Rășină termoplastică 

Compozitele termoplastice depășesc dezavantajele de mediu ale compozitelor termorezistente, oferind flexibilitate ridicată, rezistență la impact, toleranță bună la deteriorare și proprietăți de amortizare. Acestea rezistă la coroziunea chimică și la coroziunea din mediu, au un proces rapid de întărire fără reacții chimice și pot fi procesate rapid. Rășinile termoplastice comune includ polipropilena, nailonul, polisulfura, polieteretercetona, polietilena și poliamida.

Comparativ cu materialele tradiționale precum metalul, ceramica și materialele plastice nearmate, compozitele pultrudate armate cu fibră de sticlă au mai multe avantaje. Acestea posedă capacități unice de proiectare personalizată pentru a satisface cerințele specifice ale produsului.

AvantajelePultruziuneMateriale compozite:

1. Eficiența de fabricație: Turnarea prin pultrudare este un proces continuu cu avantaje precum volum mare de producție, costuri mai mici și timpi de livrare mai rapizi în comparație cu metodele alternative de fabricație a materialelor compozite.

2. Raport rezistență-greutate ridicat: Materialele compozite pultrudate sunt puternice și rigide, dar ușoare. Pultruziunile 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 transporturi.

3. Rezistența la coroziune: Compozitele FRP prezintă o rezistență puternică la coroziune, ceea ce le face potrivite pentru aplicații în industrii precum prelucrarea chimică, industria marină, petrolul și gazele naturale.

4. Izolație electrică: Pultruziunile din fibră de sticlă pot fi proiectate să fie neconductoare, ceea ce le face o alegere ideală pentru aplicațiile electrice care necesită performanțe dielectrice.
Stabilitate dimensională: Materialele compozite pultrudate nu se deformează și nu se fisurează în timp, ceea ce este crucial pentru aplicațiile cu toleranțe precise.

5. Proiectare personalizată: Componentele pultrudate pot fi fabricate în diverse forme și dimensiuni, inclusiv tije, tuburi, grinzi și profile mai complexe. Acestea sunt extrem de personalizabile, permițând variații de design în ceea ce privește tipul de fibră, volumul de fibră, tipul de rășină, voalul de suprafață și tratamentul pentru a îndeplini cerințele specifice de performanță și aplicație.

Dezavantaje ale utilizăriipultruzieMateriale compozite:

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

2. Costuri ridicate de fabricație: Matrițele utilizate în turnarea prin pultrudare pot fi scumpe. Acestea trebuie să fie fabricate din materiale de înaltă calitate, capabile să reziste la căldură și presiune din procesul de pultrudare și trebuie produse cu toleranțe stricte de prelucrare.

3. Rezistență transversală redusă: Rezistența transversală a materialelor compozite prin pultrudare este mai mică decât rezistența longitudinală, ceea ce le face mai slabe în direcția perpendiculară pe fibre. Acest lucru poate fi rezolvat prin încorporarea de țesături sau fibre multiaxiale în timpul procesului de pultrudare.

4. Reparații dificile: Dacă materialele compozite pultrudate sunt deteriorate, repararea lor poate fi dificilă. Este posibil să fie nevoie de înlocuirea unor componente întregi, ceea ce poate fi atât costisitor, cât și consumator de timp.

Aplicații alePultruziuneMateriale compozitepultruzieMaterialele compozite își găsesc aplicații pe scară largă în diverse industrii, inclusiv:

1. Aerospațială: Componente pentru aeronave și nave spațiale, cum ar fi suprafețe de control, tren de aterizare și suporturi structurale.

2. Auto: Componente auto, inclusiv arbori de transmisie, bare de protecție și componente ale suspensiei.

3. Infrastructură: Armături și componente pentru infrastructură, cum ar fi traverse, tabliere de poduri, reparații și armături de beton, stâlpi de utilități, izolatori electrici și traverse.

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

Medical: Ranforsare pentru aparate ortopedice și tije de sondă endoscopică.

5. Marină: Aplicații marine, inclusiv catarge, șipci, piloni de doc, știfturi de ancorare și docuri.

6. Petrol și gaze: Aplicații în domeniul petrolului și gazelor, inclusiv capete de sondă, conducte, prăjini de pompare și platforme.

7. Energie eoliană: Componente pentru palele turbinelor eoliene, cum ar fi ranforsările palelor, capacele arcurilor și rigidizările rădăcinii.

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 pultrudate oferă numeroase avantaje. Dacă sunteți inginer de materiale care caută materiale compozite de înaltă performanță pentru aplicația dumneavoastră, materialele compozite pultrudate sunt o alegere viabilă.