Millised tooted sobivad pultrusiooniprotsessi jaoks?

Millised tooted sobivad pultrusiooniprotsessi jaoks?

Pultrusioonkomposiitmaterjalide ja nende rakenduste plusside ja miinuste arutamine

Asia komposiitmaterjalid (Tai) co., Ltd

Klaaskiudtööstuse pioneerid Tais

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

Pultrusioonkomposiitmaterjalidon kõrgjõudlusega kiudtugevdatud polümeerist (FRP) komposiidid, mis on valmistatud pideva protsessi abil, mida nimetatakse pultrusiooniks.

Selles protsessis tõmmatakse pidevad kiud (näiteks klaas või süsinik) läbi termoreaktiivse vaigu (näiteks epoksüvaigu, polüestri või vinüülestri) vanni ja seejärel kasutatakse materjali soovitud kuju andmiseks vorme. Seejärel vaik kõveneb, moodustades tahke, kerge ja vastupidava komposiittoote.

PultrusioonVaigud 

Maatriksvaik on pultrusioonkomposiitmaterjalide oluline komponent. Levinud pultrusioonvaigud on epoksü-, polüuretaan-, fenool-, vinüülester- ja hiljuti laialdaselt uuritud termoplastilised vaigusüsteemid. Pultrusioonkomposiitmaterjalide omaduste tõttu peab maatriksvaigul olema madal viskoossus ja kiire reaktsioonikiirus kõrgetel temperatuuridel. Maatriksvaigu valimisel tuleb arvestada selliste teguritega nagu pultrusioonreaktsiooni kiirus ja vaigu viskoossus. Kõrge viskoossus võib mõjutada määrimisefekti toote tootmise ajal.

Epoksüvaik 

Epoksüpultrusioonvaikudega valmistatud pultrusioonkomposiitmaterjalid on väga tugevad ja neid saab kasutada kõrgetel temperatuuridel, kiire kõvenemisega.

kiirus. Siiski piiravad Hiina tuuleenergiatööstuse arengut, eriti tuuleturbiinide labade ja juurmaterjalide osas, sellised väljakutsed nagu materjali rabedus, lühike rakendusaeg, halb läbilaskvus ja kõrge kõvenemistemperatuur.

Polüuretaan 

Polüuretaanvaigul on madalam viskoossus, mis võimaldab suuremat klaaskiudude sisaldust võrreldes polüester- või vinüülestervaikudega. Selle tulemuseks on pultrusiooni teel saadud polüuretaankomposiitmaterjalid, mille paindeelastsusmoodul on lähedane alumiiniumi omale. Polüuretaanil on teiste vaikudega võrreldes suurepärased töötlemisomadused.

Fenoolvaik 

Viimastel aastatel on fenoolvaigust valmistatud pultrusioonikomposiitmaterjalid pälvinud tähelepanu oma madala toksilisuse, suitsuvaba eraldumise ja leegikindluse tõttu ning leidnud rakendusi sellistes valdkondades nagu raudteetransport, avamere naftapuurplatvormid, keemilise korrosioonikindlad töökojad ja torujuhtmed. Traditsioonilised fenoolvaigude kõvenemisreaktsioonid on aga aeglased, mille tulemuseks on pikad vormimistsükkel ja mullide teke kiire pideva tootmise ajal, mis mõjutab toote toimivust. Nende probleemide lahendamiseks kasutatakse sageli happekatalüüsi süsteeme.

Vinüülestervaik 

Vinüülesteralkoholvaigul on suurepärased mehaanilised omadused, kuumakindlus, korrosioonikindlus ja kiire kõvenemine. Umbes aastal 2000 oli see üks eelistatud vaiku pultrusioonitoodete jaoks.

Termoplastne vaik 

Termoplastsed komposiidid ületavad termoreaktiivsete komposiitide keskkonnaprobleemid, pakkudes tugevat paindlikkust, löögikindlust, head kahjustustaluvust ja summutusomadusi. Nad on keemilisele ja keskkonnakorrosioonile vastupidavad, neil on kiire kõvenemisprotsess ilma keemiliste reaktsioonideta ja neid saab kiiresti töödelda. Levinud termoplastvaigud on polüpropüleen, nailon, polüsulfiid, polüeeter-eeterketoon, polüetüleen ja polüamiid.

Võrreldes traditsiooniliste materjalidega nagu metall, keraamika ja armeerimata plast, on klaaskiuga tugevdatud pultrusioonkomposiitidel mitmeid eeliseid. Neil on ainulaadsed kohandatud disainivõimalused, et täita konkreetsete toodete nõudeid.

EelisedPultrusioonKomposiitmaterjalid:

1. Tootmise efektiivsus: Pultrusioonvormimine on pidev protsess, millel on eelised, nagu suur tootmismaht, madalamad kulud ja kiiremad tarneajad võrreldes alternatiivsete komposiittootmismeetoditega.

2. Kõrge tugevuse ja kaalu suhe: pultrusioonikomposiitmaterjalid on tugevad ja jäigad, kuid samas kerged. Süsinikkiust pultrusioonid on oluliselt kergemad kui metallid ja muud materjalid, mistõttu sobivad need kaalutundlikeks rakendusteks lennunduses, autotööstuses ja transpordis.

3. Korrosioonikindlus: FRP-komposiitidel on tugev korrosioonikindlus, mistõttu need sobivad kasutamiseks sellistes tööstusharudes nagu keemiline töötlemine, merendus, nafta ja maagaas.

4. Elektriisolatsioon: Klaaskiust pultrusioonid saab konstrueerida mittejuhtivaks, mistõttu on need ideaalne valik dielektrilist jõudlust nõudvate elektrirakenduste jaoks.
Mõõtmete stabiilsus: Pultrusioonkomposiitmaterjalid ei deformeeru ega pragune aja jooksul, mis on täpse tolerantsiga rakenduste puhul ülioluline.

5. Kohandatud disain: Pultrusioonikomponente saab toota erineva kuju ja suurusega, sealhulgas varraste, torude, talade ja keerukamate profiilidega. Neid saab väga hästi kohandada, võimaldades disainivariatsioone kiu tüübi, kiumahu, vaigu tüübi, pinnakatte ja töötluse osas, et vastata konkreetsetele jõudlus- ja rakendusnõuetele.

Kasutamise puudusedpultrusioonKomposiitmaterjalid:

1. Piiratud geomeetrilised kujundid: Pultrusioonkomposiitmaterjalid on piiratud komponentidega, millel on konstantne või peaaegu konstantne ristlõige pideva tootmisprotsessi tõttu, kus kiudtugevdatud materjali tõmmatakse läbi vormide.

2. Kõrged tootmiskulud: Pultrusioonvormimisel kasutatavad vormid võivad olla kallid. Need peavad olema valmistatud kvaliteetsetest materjalidest, mis taluvad pultrusiooniprotsessi kuumust ja rõhku, ning nende tootmisel tuleb järgida rangeid töötlemistolerantse.

3. Madal põikitugevus: Pultrusioonikomposiitmaterjalide põikitugevus on madalam kui pikitugevus, mistõttu on need kiududega risti olevas suunas nõrgemad. Seda saab lahendada, lisades pultrusiooniprotsessi käigus mitmeteljelisi kangaid või kiude.

4. Raske parandamine: Kui pultrusioonikomposiitmaterjalid on kahjustatud, võib nende parandamine olla keeruline. Terved komponendid võivad vajada väljavahetamist, mis võib olla nii kulukas kui ka aeganõudev.

RakendusedPultrusioonKomposiitmaterjalidpultrusioonKomposiitmaterjalid leiavad laialdast rakendust erinevates tööstusharudes, sealhulgas:

1. Lennundus: õhusõidukite ja kosmoseaparaatide komponendid, näiteks juhtpinnad, telikud ja konstruktsioonitoed.

2. Autotööstus: autokomponendid, sealhulgas veovõllid, kaitserauad ja vedrustuse komponendid.

3. Taristu: Taristu armatuur ja komponendid, näiteks liiprid, sillakatted, betooni remont ja armatuur, elektripostid, elektriisolaatorid ja traversid.

4.Keemiline töötlemine: keemilise töötlemise seadmed, näiteks torud ja põrandarestid.

Meditsiin: Tugevdused breketitele ja endoskoopiliste sondivartele.

5. Mererakendused: Mererakendused, sh mastid, latid, dokipostid, ankrutahvlid ja dokid.

6. Nafta ja gaas: nafta- ja gaasirakendused, sealhulgas puuraugupead, torujuhtmed, pumbavardad ja platvormid.

7. Tuuleenergia: Tuuleturbiinilabade komponendid, näiteks labade tugevdused, sparnide katted ja juurejäigastused.

8. Spordivarustus: komponendid, mis vajavad konstantset ristlõiget, näiteks suusad, suusakepid, golfivarustus, aerud, vibulaskmise komponendid ja telgivardad.

Võrreldes traditsiooniliste metallide ja plastidega pakuvad pultrusioonikomposiitmaterjalid arvukalt eeliseid. Kui olete materjaliinsener, kes otsib oma rakenduse jaoks kõrgjõudlusega komposiitmaterjale, on pultrusioonikomposiitmaterjalid sobiv valik.