Hvilke produkter er egnet for pultrusjonsprosessen?

Hvilke produkter er egnet for pultrusjonsprosessen?

Diskusjon av fordeler og ulemper med pultrusjonskomposittmaterialer og deres bruksområder

Asia komposittmaterialer (Thailand) co., Ltd

Pionerene innen glassfiberindustrien i Thailand

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

Pultrusjonkomposittmaterialerer høypresterende fiberforsterkede polymerkompositter (FRP) produsert ved hjelp av en kontinuerlig prosess kjent som pultrusjon.

I denne prosessen trekkes kontinuerlige fibre (som glass eller karbon) gjennom et bad av termoherdende harpiks (som epoksyharpiks, polyester eller vinylester), og deretter brukes former til å forme materialet slik det er ønsket. Harpiksen herder deretter og danner et solid, lett og slitesterkt komposittprodukt.

PultrusjonHarpikser 

Matriseharpiksen er en avgjørende komponent i pultrusjonskomposittmaterialer. Vanlige pultrusjonsharpikser inkluderer epoksy, polyuretan, fenol, vinylester og de nylig mye studerte termoplastiske harpikssystemene. På grunn av egenskapene til pultrusjonskomposittmaterialer må matriseharpiksen ha lav viskositet og raske reaksjonshastigheter ved høye temperaturer. Når man velger matriseharpiks, må faktorer som pultrusjonsreaksjonshastighet og harpiksviskositet tas i betraktning. Høy viskositet kan påvirke smøreeffekten under produktproduksjon.

Epoksyharpiks 

Pultrusjonskomposittmaterialer fremstilt med epoksy-pultrusjonsharpikser viser høy styrke og kan brukes under høye temperaturforhold, med rask herding.

hastighet. Utfordringer som materialsprøhet, kort bruksperiode, dårlig permeabilitet og høy herdetemperatur begrenser imidlertid utviklingen av vindkraftindustrien i Kina, spesielt innen vindturbinblad- og rotmaterialer.

Polyuretan 

Polyuretanharpiks har lavere viskositet, noe som gir et høyere glassfiberinnhold sammenlignet med polyester- eller vinylesterharpikser. Dette resulterer i pultrusjonspolyuretankomposittmaterialer med en bøyningselastisitetsmodul nær den for aluminium. Polyuretan viser utmerket prosesseringsytelse sammenlignet med andre harpikser.

Fenolisk harpiks 

I de senere år har pultrusjonskomposittmaterialer med fenolharpiks fått oppmerksomhet på grunn av deres lave toksisitet, lave røykutslipp, flammemotstand, og har funnet anvendelser innen områder som jernbanetransport, offshore oljeboreplattformer, kjemisk korrosjonsbestandige verksteder og rørledninger. Tradisjonelle herdingsreaksjoner med fenolharpiks er imidlertid langsomme, noe som resulterer i lange støpesykluser og dannelse av bobler under rask kontinuerlig produksjon, noe som påvirker produktets ytelse. Syrekatalysesystemer brukes ofte for å overvinne disse utfordringene.

Vinylesterharpiks 

Vinylesteralkoholharpiks har utmerkede mekaniske egenskaper, varmebestandighet, korrosjonsbestandighet og rask herding. Rundt år 2000 var det en av de foretrukne harpiksene for pultrusjonsprodukter.

Termoplastisk harpiks 

Termoplastiske kompositter overvinner de miljømessige ulempene til termoherdende kompositter, og tilbyr sterk fleksibilitet, slagfasthet, god skadetoleranse og dempende egenskaper. De motstår kjemisk og miljømessig korrosjon, har en rask herdeprosess uten kjemiske reaksjoner og kan bearbeides raskt. Vanlige termoplastiske harpikser inkluderer polypropylen, nylon, polysulfid, polyetereterketon, polyetylen og polyamid.

Sammenlignet med tradisjonelle materialer som metall, keramikk og uforsterket plast, har glassfiberforsterkede pultrusjonskompositter flere fordeler. De har unike spesialdesignmuligheter for å møte spesifikke produktkrav.

Fordeler medPultrusjonKomposittmaterialer:

1. Produksjonseffektivitet: Pultrusjonsstøping er en kontinuerlig prosess med fordeler som høyt produksjonsvolum, lavere kostnader og raskere leveringstider sammenlignet med alternative komposittproduksjonsmetoder.

2. Høyt styrke-til-vekt-forhold: Pultrusjonskomposittmaterialer er sterke og stive, men likevel lette. Pultrusjoner av karbonfiber er betydelig lettere enn metaller og andre materialer, noe som gjør dem egnet for vektfølsomme applikasjoner innen luftfart, bilindustri og transport.

3. Korrosjonsbestandighet: FRP-kompositter har sterk korrosjonsbestandighet, noe som gjør dem egnet for bruksområder i industrier som kjemisk prosessering, marineindustrien, petroleum og naturgass.

4. Elektrisk isolasjon: Glassfiberpultrusjoner kan utformes slik at de ikke er ledende, noe som gjør dem til et ideelt valg for elektriske applikasjoner som krever dielektrisk ytelse.
Dimensjonsstabilitet: Pultrusjonskomposittmaterialer deformeres eller sprekker ikke over tid, noe som er avgjørende for applikasjoner med presise toleranser.

5. Tilpasset design: Pultrusjonskomponenter kan produseres i forskjellige former og størrelser, inkludert stenger, rør, bjelker og mer komplekse profiler. De er svært tilpassbare, noe som gir mulighet for designvariasjoner i fibertype, fibervolum, harpikstype, overflateslør og behandling for å møte spesifikke ytelses- og brukskrav.

Ulemper ved brukpultralydKomposittmaterialer:

1. Begrensede geometriske former: Pultrusjonskomposittmaterialer er begrenset til komponenter med konstante eller nesten konstante tverrsnitt på grunn av den kontinuerlige produksjonsprosessen der fiberforsterket materiale trekkes gjennom former.

2. Høye produksjonskostnader: Formene som brukes i pultrusjonsstøping kan være dyre. De må være laget av materialer av høy kvalitet som tåler varmen og trykket i pultrusjonsprosessen, og må produseres med strenge maskineringstoleranser.

3. Lav tverrgående styrke: Tverrgående styrke til pultrusjonskomposittmaterialer er lavere enn den langsgående styrken, noe som gjør dem svakere i retningen vinkelrett på fibrene. Dette kan løses ved å innlemme multiaksiale stoffer eller fibre under pultrusjonsprosessen.

4. Vanskelig reparasjon: Hvis pultrusjonskomposittmaterialer er skadet, kan det være utfordrende å reparere dem. Hele komponenter må kanskje byttes ut, noe som kan være både kostbart og tidkrevende.

Bruksområder avPultrusjonKomposittmaterialerpultralydKomposittmaterialer finner utbredte bruksområder i ulike bransjer, inkludert:

1. Luftfart: Komponenter for fly og romfartøy, som kontrollflater, landingsutstyr og strukturelle støtter.

2. Bil: Bilkomponenter, inkludert drivaksler, støtfangere og fjæringskomponenter.

3. Infrastruktur: Armering og komponenter til infrastruktur, som sviller, brodekker, betongreparasjon og -armering, master, elektriske isolatorer og tverrarmer.

4. Kjemisk prosessering: Kjemisk prosesseringsutstyr som rør og gulvrister.

Medisinsk: Forsterkning for avstivere og endoskopiske sondeskaft.

5. Marin: Maritime applikasjoner, inkludert master, lekter, dockpilarer, ankerpinner og dokker.

6. Olje og gass: Olje- og gassapplikasjoner, inkludert brønnhoder, rørledninger, pumpestenger og plattformer.

7. Vindenergi: Komponenter til vindturbinblader, som bladforsterkninger, bjelkehetter og rotavstivere.

8. Sportsutstyr: Komponenter som krever konstante tverrsnitt, som ski, skistaver, golfutstyr, årer, bueskytingskomponenter og teltstenger.

Sammenlignet med tradisjonelle metaller og plast, tilbyr pultrusjonskomposittmaterialer en rekke fordeler. Hvis du er en materialingeniør som søker høytytende komposittmaterialer til ditt bruksområde, er pultrusjonskomposittmaterialer et godt valg.