Kateri izdelki so primerni za postopek pultruzije?

Kateri izdelki so primerni za postopek pultruzije?

Razprava o prednostih in slabostih pultruzijskih kompozitnih materialov in njihovi uporabi

Azijski kompozitni materiali (Tajska) co., Ltd.

Pionirji industrije steklenih vlaken na Tajskem

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

Pultruzijakompozitni materialiso visokozmogljivi kompoziti iz vlakneno ojačanih polimerov (FRP), izdelani z uporabo neprekinjenega postopka, znanega kot pultruzija.

Pri tem postopku se neprekinjena vlakna (kot so steklena ali ogljikova) vlečejo skozi kopel s termoreaktivno smolo (kot je epoksi smola, poliester ali vinil ester), nato pa se material oblikuje v kalupe po želji. Smola se nato strdi in tvori trden, lahek in trpežen kompozitni izdelek.

PultruzijaSmole 

Matrična smola je ključna sestavina pultruzijskih kompozitnih materialov. Med pogoste pultruzijske smole spadajo epoksi, poliuretanske, fenolne, vinil estrske in nedavno široko raziskane termoplastične smolne sisteme. Zaradi značilnosti pultruzijskih kompozitnih materialov mora imeti matrična smola nizko viskoznost in hitro reakcijsko hitrost pri visokih temperaturah. Pri izbiri matrične smole je treba upoštevati dejavnike, kot sta hitrost reakcije pultruzije in viskoznost smole. Visoka viskoznost lahko vpliva na učinek mazanja med izdelavo izdelka.

Epoksidna smola 

Kompozitni materiali za pultruzijo, pripravljeni z epoksidnimi pultruzijskimi smolami, kažejo visoko trdnost in se lahko uporabljajo pri visokih temperaturah, s hitrim strjevanjem.

hitrost. Vendar pa izzivi, kot so krhkost materiala, kratko obdobje uporabnosti, slaba prepustnost in visoka temperatura strjevanja, omejujejo razvoj industrije vetrne energije na Kitajskem, zlasti pri materialih za lopatice in korenine vetrnih turbin.

Poliuretan 

Poliuretanska smola ima nižjo viskoznost, kar omogoča večjo vsebnost steklenih vlaken v primerjavi s poliestrskimi ali vinil estrskimi smolami. To ima za posledico pultruzijske poliuretanske kompozitne materiale z upogibnim modulom elastičnosti, ki je blizu aluminijevemu. Poliuretan ima v primerjavi z drugimi smolami odlične zmogljivosti obdelave.

Fenolna smola 

V zadnjih letih so pultruzijski kompozitni materiali z uporabo fenolne smole pritegnili pozornost zaradi nizke toksičnosti, nizkih emisij dima in odpornosti proti ognju ter so našli uporabo na področjih, kot so železniški promet, naftne ploščadi na morju, delavnice, odporne proti kemični koroziji, in cevovodi. Vendar pa so tradicionalne reakcije strjevanja s fenolno smolo počasne, kar povzroča dolge cikle oblikovanja in nastanek mehurčkov med hitro neprekinjeno proizvodnjo, kar vpliva na delovanje izdelka. Za premagovanje teh izzivov se pogosto uporabljajo sistemi s kislinsko katalizo.

Vinil estrska smola 

Vinil estrsko alkoholno smolo odlikujejo odlične mehanske lastnosti, toplotna odpornost, odpornost proti koroziji in hitro strjevanje. Okoli leta 2000 je bila ena izmed prednostnih smol za izdelke, pridobljene s pultruzijo.

Termoplastična smola 

Termoplastični kompoziti premagujejo okoljske pomanjkljivosti termoreaktivnih kompozitov, saj ponujajo veliko fleksibilnost, odpornost na udarce, dobro toleranco na poškodbe in lastnosti dušenja. Odporni so na kemično in okoljsko korozijo, imajo hiter proces strjevanja brez kemičnih reakcij in jih je mogoče hitro predelati. Med pogoste termoplastične smole spadajo polipropilen, najlon, polisulfid, polieter eter keton, polietilen in poliamid.

V primerjavi s tradicionalnimi materiali, kot so kovina, keramika in nearmirane plastike, imajo pultruzijski kompoziti, ojačani s steklenimi vlakni, več prednosti. Imajo edinstvene možnosti oblikovanja po meri, da izpolnijo specifične zahteve izdelka.

PrednostiPultruzijaKompozitni materiali:

1. Učinkovitost proizvodnje: Pultruzijsko brizganje je neprekinjen proces s prednostmi, kot so velik obseg proizvodnje, nižji stroški in hitrejši dobavni roki v primerjavi z alternativnimi metodami izdelave kompozitov.

2. Visoko razmerje med trdnostjo in težo: Kompozitni materiali, izdelani s pultruzijo, so močni in togi, a hkrati lahki. Pultruzije iz ogljikovih vlaken so bistveno lažje od kovin in drugih materialov, zaradi česar so primerne za uporabo v vesoljski, avtomobilski in transportni industriji, kjer je potrebna velika teža.

3. Odpornost proti koroziji: FRP kompoziti kažejo močno odpornost proti koroziji, zaradi česar so primerni za uporabo v panogah, kot so kemična predelava, pomorstvo, nafta in zemeljski plin.

4. Električna izolacija: Steklena vlakna so lahko zasnovana tako, da niso prevodna, zaradi česar so idealna izbira za električne aplikacije, ki zahtevajo dielektrične lastnosti.
Dimenzijska stabilnost: Kompozitni materiali, izdelani s pultruzijo, se sčasoma ne deformirajo ali razpokajo, kar je ključnega pomena za aplikacije z natančnimi tolerancami.

5. Oblikovanje po meri: Komponente pultruzije je mogoče izdelati v različnih oblikah in velikostih, vključno s palicami, cevmi, nosilci in bolj kompleksnimi profili. So zelo prilagodljive, kar omogoča različne oblike glede vrste vlaken, volumna vlaken, vrste smole, površinske prevleke in obdelave, da se izpolnijo specifične zahteve glede zmogljivosti in uporabe.

Slabosti uporabepultrazijaKompozitni materiali:

1. Omejene geometrijske oblike: Kompozitni materiali, izdelani s pultruzijo, so omejeni na komponente s konstantnimi ali skoraj konstantnimi prečnimi prerezi zaradi neprekinjenega proizvodnega procesa, kjer se material, ojačan z vlakni, vleče skozi kalupe.

2. Visoki proizvodni stroški: Kalupi, ki se uporabljajo pri pultruzijskem brizganju, so lahko dragi. Izdelani morajo biti iz visokokakovostnih materialov, ki lahko prenesejo toploto in tlak pultruzijskega procesa, in morajo biti izdelani s strogimi tolerancami obdelave.

3. Nizka prečna trdnost: Prečna trdnost pultruzijskih kompozitnih materialov je nižja od vzdolžne trdnosti, zaradi česar so šibkejši v smeri, pravokotni na vlakna. To je mogoče rešiti z vključitvijo večosnih tkanin ali vlaken med procesom pultruzije.

4. Težavna popravila: Če so pultruzijski kompozitni materiali poškodovani, je njihovo popravilo lahko zahtevno. Morda bo treba zamenjati celotne komponente, kar je lahko drago in dolgotrajno.

UporabaPultruzijaKompozitni materialipultrazijaKompozitni materiali se pogosto uporabljajo v različnih panogah, vključno z:

1. Letalstvo in vesolje: Komponente za letala in vesoljska plovila, kot so krmilne površine, pristajalna podvozja in strukturni nosilci.

2. Avtomobilska industrija: Avtomobilske komponente, vključno s pogonskimi gredmi, odbijači in komponentami vzmetenja.

3. Infrastruktura: Ojačitev in komponente za infrastrukturo, kot so pragovi, mostne ploščadi, popravilo in ojačitev betona, drogovi za komunalne vode, električni izolatorji in prečne roke.

4. Kemična predelava: Oprema za kemično predelavo, kot so cevi in ​​talne rešetke.

Medicina: Ojačitev za zobne aparate in endoskopske sonde.

5. Pomorska industrija: Pomorske aplikacije, vključno z jambori, letvami, piloti za dok, sidrnimi zatiči in doki.

6. Nafta in plin: Uporaba pri nafti in plinu, vključno z glavami vrtin, cevovodi, črpalnimi palicami in ploščadmi.

7. Vetrna energija: Komponente za lopatice vetrnih turbin, kot so ojačitve lopatic, pokrovčki nosilcev in ojačitve korenin.

8. Športna oprema: Komponente, ki zahtevajo konstantne prečne prereze, kot so smuči, smučarske palice, oprema za golf, vesla, komponente za lokostrelstvo in palice za šotore.

V primerjavi s tradicionalnimi kovinami in plastiko ponujajo pultruzijski kompozitni materiali številne prednosti. Če ste inženir materialov, ki išče visokozmogljive kompozitne materiale za svojo uporabo, so pultruzijski kompozitni materiali prava izbira.