Пултрузия

Пултрузия - это непрерывный процесс производства изделий с постоянным поперечным сечением. Этот термин представляет собой слово portmanteau, объединяющее «вытягивание» и «выдавливание ». В отличие от экструзии, при которой материал выталкивается, пултрузия вытягивает материал.

• 1 История
• 2 Процесс
• 3 Модификации процесса
• 4 Оборудование
• 5 Ссылки

Патент на очень ранний тип пултрузии был подан J.H. Watson в 1944 году. За этим последовала регистрация M.J. Meek в 1950 году. Первые коммерческие пултрузии были предоставлены Glastic Company из Кливленда, штат Огайо, в соответствии с патентом, поданным в 1952 году Роджером Б. Уайтом. Патент, выданный В. Б. Голдсуорси в 1959 году, помог инициировать продвижение и распространение знаний в отрасли. широко известен как изобретатель пултрузии.

Параллельно с работой Голдсуорси, сконцентрировавшего свои усилия на ненасыщенных полиэфирных смолах, Эрнст Кюне в Германии разработал очень похожий процесс на основе эпоксидной смолы в 1954 году.

Изобретение, разработка и выдача патентов в области пултрузии продолжаются до сих пор. Более поздняя инновация в этой области была разработана и запатентована компанией Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG в Германии в 2008 году и описана ниже.

Схема процесса пултрузии.

1 - Непрерывный рулон из армированных волокон / мат из тканых волокон. 2 - Натяжной ролик. 3 - Пропитка из смолы. 4 - Смола пропитанное волокно. 5 - Матрица и источник тепла. 6 - Механизм вытягивания. 7 - Полимер, армированный закаленными волокнами

В стандартном процессе пултрузии армирующие материалы, такие как волокна или тканые или плетеные нити пропитываются смолой, возможно с последующей системой предварительного формования, и протягиваются через нагретую стационарную фильеру, где смола подвергается полимеризации. Пропитка осуществляется либо путем протягивания арматуры через ванну, либо путем впрыскивания смолы в камеру впрыска, которая обычно соединена с матрицей. В пултрузии могут использоваться многие типы смол, включая полиэфир, полиуретан, винилэфир и эпоксидную смолу. Смола обеспечивает устойчивость к окружающей среде (т. Е. Коррозионную стойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению, ударопрочность и т. Д.), А стекло обеспечивает прочность, а также безопасность от огня.

Также может быть добавлена ​​поверхностная вуаль для защиты от эрозии или «поседения волокон» и обеспечения коррозионной стойкости и стойкости к ультрафиолету.

Технология не ограничивается термореактивными полимерами. Совсем недавно пултрузия была успешно использована с термопластичными матрицами, такими как полибутилентерефталат (PBT), полиэтилентерефталат (PET) либо путем порошковой пропитки стекловолокна. или окружая его листовым материалом термопластической матрицы, который затем нагревают.

Экологическая чистота производимой продукции, в отличие от композитов на основе термореактивных смол, а также практически неограниченные возможности утилизации (переработки) после истощения ресурсов являются вескими аргументами в пользу армированных термопластов. По этим причинам в последние десятилетия промышленное производство и использование данных материалов в высокоразвитых странах увеличивалось на 8–10% в год. Новые разработки (см. Изменения процесса), которые позволяют производить не только прямые, но и изогнутые профили, фактически повышают спрос на эту технологию, особенно в автомобильном секторе.

Пултрузионная технология производства волокнистых композитов с полимерной матрицей оказалась энергоэффективной и ресурсосберегающей.

Экономические факторы и факторы окружающей среды благоприятствуют использованию термопластической матрицы, но из-за высокой вязкости расплавов трудно добиться высокой производительности и высокого качества пропитки волокнистых наполнителей с помощью этого типа матрицы.

Продукция, изготовленная по данной технологии, широко используется в следующих отраслях:

• В сельском хозяйстве и химической промышленности для изготовления химически стойких к агрессивным средам решетчатых полов с повышенными прочностными характеристиками, используемых при строительстве животноводческих помещений, химические заводы и т.д.;

• в строительной отрасли для производства стекловолоконной арматуры, профилей, каркасов, стержней жесткости для окон из ПВХ и т.д.;

• в аэрокосмической промышленности для изготовления элементов конструкций самолетов ;

• в спортивной и туристической отраслях для изготовления оборудования с повышенными прочностными характеристиками: лыж, лыжных палок, флагштоков полей для гольфа, конструкции палаток и лачуг и т.д.;

• в электроэнергетике для изготовления диэлектрических конструкций, стеклопластика стержни, используемые в композитных изоляторах и в качестве несущих конструкций для элементов блоков сигнализации, и профили из стекловолокна, используемые при производстве трансформаторов и электротехнических изделий. электрические электродвигатели;

• в промышленном производстве с использованием зерен длинноволокнистого формовочного материала (LLM) в качестве сырья для последующего изготовления конструкций и изделий с повышенными прочностными и химическими свойствами;

• в автомобильной промышленности для производства конструктивные и сложные части автомобилей повышенной жесткости, жесткости и легкости;

• и боксерские во многих других отраслях и на заводах, использующие механизмы, конструкции и материалы, которые соответствуют высоким стандартам химической, диэлектрической и прочностной стабильности.

Поскольку материалы протягиваются через матрицу в стандартном процессе пултрузии, этот процесс подходит только для изготовления прямых профилей.

В недавно разработанной модификации процесса, разработанной и запатентованной Thomas GmbH + Co. Technik + Innovation KG, матрица больше не является стационарной, а движется вперед и назад по производимому профилю. Этот модифицированный процесс, известный как «Радиус-Пултрузия», позволяет также изготавливать двух- и трехмерные изогнутые профили. Это также полезно для ряда задач в линейном процессе, особенно если требуются довольно сложные текстильные армирования с низкой степенью деформации.

Гибкий пултрузионный 3D-профиль

Конструкция пултрузионных машин различна. Два часто используемых типа - это возвратно-поступательное (ручное) и непрерывное (кат-гусеница).

Для процесса радиальной пултрузии компоновка машин имеет две движущиеся ступени, аналогичные ручному вытяжному блоку, но, поскольку процесс является прерывистым, только с одним съемником и формой, установленной на ступени другого. Линейное или круговое движение ступеней зависит от типа производимых профилей. Минимальный радиус для линейного станка с вращающимися ступенями составляет ок. 2 мес. Для меньших радиусов необходимо круговое перемещение формы и ступени захвата.