Quins productes són adequats per al procés de pultrusió?

Quins productes són adequats per al procés de pultrusió?

Debat sobre els avantatges i els inconvenients dels materials compostos de pultrusió i les seves aplicacions

Àsia materials compostos (Tailàndia) co., Ltd

Els pioners de la indústria de la fibra de vidre a Tailàndia

Correu electrònic:yoli@wbo-acm.comWhatsApp: +66966518165 

Pultrusiómaterials compostossón compostos de polímer reforçat amb fibra (FRP) d'alt rendiment fabricats mitjançant un procés continu conegut com a pultrusió.

En aquest procés, les fibres contínues (com ara vidre o carboni) es passen per un bany de resina termoestable (com ara resina epoxi, polièster o èster de vinil) i després s'utilitzen motlles per donar forma al material com es desitgi. Aleshores, la resina es cura, formant un producte compost sòlid, lleuger i durador.

PultrusióResines 

La resina matriu és un component crucial dels materials compostos de pultrusió. Les resines de pultrusió comunes inclouen epoxi, poliuretà, fenòlic, èster vinílic i els sistemes de resines termoplàstiques àmpliament estudiats recentment. A causa de les característiques dels materials compostos de pultrusió, la resina matriu ha de tenir una baixa viscositat i velocitats de reacció ràpides a altes temperatures. A l'hora d'escollir la resina matriu, cal tenir en compte factors com la velocitat de reacció de pultrusió i la viscositat de la resina. Una viscositat alta pot afectar l'efecte de lubricació durant la fabricació del producte.

Resina epoxi 

Els materials compostos de pultrusió preparats amb resines de pultrusió epoxi presenten una alta resistència i es poden utilitzar en condicions d'alta temperatura, amb un curat ràpid.

velocitat. Tanmateix, reptes com la fragilitat del material, el curt període d'aplicabilitat, la baixa permeabilitat i l'alta temperatura de curat limiten el desenvolupament de la indústria de l'energia eòlica a la Xina, especialment en els materials de les pales i les arrels dels aerogeneradors.

Poliuretà 

La resina de poliuretà té una viscositat més baixa, cosa que permet un contingut de fibra de vidre més elevat en comparació amb les resines de polièster o èster de vinil. Això resulta en materials compostos de poliuretà per pultrusió que tenen un mòdul d'elasticitat de flexió proper al de l'alumini. El poliuretà presenta un rendiment de processament excel·lent en comparació amb altres resines.

Resina fenòlica 

En els darrers anys, els materials compostos de pultrusió que utilitzen resina fenòlica han rebut atenció per la seva baixa toxicitat, baixa emissió de fums, resistència a les flames i han trobat aplicacions en àrees com el transport ferroviari, plataformes de perforació de petroli a alta mar, tallers resistents a la corrosió química i oleoductes. Tanmateix, les reaccions de curat tradicionals de la resina fenòlica són lentes, cosa que resulta en cicles de modelat llargs i la formació de bombolles durant la producció contínua ràpida, cosa que afecta el rendiment del producte. Els sistemes de catàlisi àcida s'utilitzen sovint per superar aquests reptes.

Resina d'èster vinílic 

La resina d'alcohol d'èster vinílic presenta excel·lents propietats mecàniques, resistència a la calor, resistència a la corrosió i curat ràpid. Al voltant de l'any 2000, era una de les resines preferides per a productes de pultrusió.

Resina termoplàstica 

Els compostos termoplàstics superen els inconvenients mediambientals dels compostos termoestables, oferint una gran flexibilitat, resistència a l'impacte, bona tolerància als danys i propietats d'amortiment. Resisteixen la corrosió química i ambiental, tenen un procés de curat ràpid sense reaccions químiques i es poden processar ràpidament. Les resines termoplàstiques comunes inclouen polipropilè, niló, polisulfur, polieteretercetona, polietilè i poliamida.

En comparació amb els materials tradicionals com el metall, la ceràmica i els plàstics no reforçats, els compostos de pultrusió reforçats amb fibra de vidre tenen diversos avantatges. Posseeixen capacitats de disseny personalitzat úniques per satisfer els requisits específics del producte.

Avantatges dePultrusióMaterials compostos:

1. Eficiència de fabricació: el modelat per pultrusió és un procés continu amb avantatges com ara un alt volum de producció, costos més baixos i terminis de lliurament més ràpids en comparació amb els mètodes alternatius de fabricació de compostos.

2. Alta relació resistència-pes: els materials compostos de pultrusió són forts i rígids, però lleugers. Les pultrusions de fibra de carboni són significativament més lleugeres que els metalls i altres materials, cosa que les fa adequades per a aplicacions sensibles al pes en l'aeroespacial, l'automoció i el transport.

3. Resistència a la corrosió: els compostos FRP presenten una forta resistència a la corrosió, cosa que els fa adequats per a aplicacions en indústries com el processament químic, la marina, el petroli i el gas natural.

4. Aïllament elèctric: les pultrusions de fibra de vidre es poden dissenyar per ser no conductores, cosa que les converteix en una opció ideal per a aplicacions elèctriques que requereixen un rendiment dielèctric.
Estabilitat dimensional: Els materials compostos de pultrusió no es deformen ni s'esquerden amb el temps, cosa que és crucial per a aplicacions amb toleràncies precises.

5. Disseny personalitzat: Els components de pultrusió es poden fabricar en diverses formes i mides, com ara barres, tubs, bigues i perfils més complexos. Són altament personalitzables, cosa que permet variacions de disseny en el tipus de fibra, el volum de fibra, el tipus de resina, el vel superficial i el tractament per satisfer els requisits específics de rendiment i aplicació.

Desavantatges de l'úspultrusióMaterials compostos:

1. Formes geomètriques limitades: els materials compostos de pultrusió es limiten a components amb seccions transversals constants o gairebé constants a causa del procés de fabricació continu on el material reforçat amb fibra s'extreu a través de motlles.

2. Costos de fabricació elevats: Els motlles utilitzats en el modelat per pultrusió poden ser cars. Han d'estar fets de materials d'alta qualitat capaços de suportar la calor i la pressió del procés de pultrusió, i s'han de produir amb toleràncies de mecanitzat estrictes.

3. Baixa resistència transversal: La resistència transversal dels materials compostos de pultrusió és inferior a la resistència longitudinal, cosa que els fa més febles en la direcció perpendicular a les fibres. Això es pot solucionar incorporant teixits o fibres multiaxials durant el procés de pultrusió.

4. Reparació difícil: Si els materials compostos de pultrusió estan danyats, la seva reparació pot ser difícil. Pot ser necessari substituir components sencers, cosa que pot ser costosa i requereix molt de temps.

Aplicacions dePultrusióMaterials compostospultrusióEls materials compostos troben aplicacions àmplies en diverses indústries, com ara:

1. Aeroespacial: components per a aeronaus i naus espacials, com ara superfícies de control, tren d'aterratge i suports estructurals.

2. Automoció: Components d'automoció, inclosos eixos de transmissió, para-xocs i components de suspensió.

3. Infraestructura: Reforços i components per a infraestructura, com ara travesses, taulers de ponts, reparació i reforç de formigó, pals de serveis públics, aïllants elèctrics i travessers.

4. Processament químic: equips de processament químic com ara canonades i reixes de terra.

Mèdic: Reforç per a aparells i eixos de sonda endoscòpica.

5.Marí: Aplicacions marines, incloent-hi pals, llistons, pilons de moll, passadors d'àncora i molls.

6. Petroli i gas: Aplicacions de petroli i gas, incloent-hi caps de pou, oleoductes, varetes de bombament i plataformes.

7. Energia eòlica: components per a pales d'aerogeneradors, com ara reforços de pales, tapes de pals i reforços d'arrel.

8. Equipament esportiu: components que requereixen seccions transversals constants, com ara esquís, pals d'esquí, equips de golf, rems, components de tir amb arc i pals de tenda.

En comparació amb els metalls i plàstics tradicionals, els materials compostos de pultrusió ofereixen nombrosos avantatges. Si sou un enginyer de materials que busca materials compostos d'alt rendiment per a la vostra aplicació, els materials compostos de pultrusió són una opció viable.