Quels produits conviennent au processus de pultrusion?

Quels produits conviennent au processus de pultrusion?

Discuter des avantages et des inconvénients des matériaux composites de pultrusion et de leurs applications

Asia Composite Materials (Thaïlande) CO., LTD

Les pionniers de l'industrie de la fibre de verre en Thaïlande

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Pultrusionmatériaux compositessont des composites de polymère renforcée à haute performance (FRP) fabriqués à l'aide d'un processus continu appelé pultrusion.

Dans ce processus, les fibres continues (telles que le verre ou le carbone) sont tirées à travers un bain de résine thermodurcissable (comme la résine époxy, le polyester ou l'ester vinyle), puis des moules sont utilisés pour façonner le matériau comme souhaité. La résine guérit ensuite, formant un produit composite solide, léger et durable.

PultrusionRésines 

La résine matricielle est un composant crucial des matériaux composites de pultrusion. Les résines de pultrusion commune comprennent l'époxy, le polyuréthane, le phénolique, l'ester vinyle et les systèmes de résine thermoplastique récemment largement étudiés. En raison des caractéristiques des matériaux composites de pultrusion, la résine matricielle doit avoir une faible viscosité et des taux de réaction rapides à des températures élevées. Lors du choix de la résine matricielle, des facteurs tels que la vitesse de réaction de pultrusion et la viscosité de la résine doivent être pris en compte. Une viscosité élevée peut affecter l'effet de lubrification pendant la fabrication du produit.

Résine époxy 

Les matériaux composites de pultrusion préparés avec des résines époxy de pultrusion présentent une forte résistance et peuvent être utilisés dans des conditions à haute température, avec un durcissement rapide

vitesse. Cependant, des défis tels que la fragilité des matériaux, une courte période d'applicabilité, une mauvaise perméabilité et une température de durcissement élevée limitent le développement de l'industrie éolienne en Chine, en particulier dans la lame d'éoliennes et les matériaux radiculaires.

Polyuréthane 

La résine de polyuréthane a une viscosité plus faible, permettant une teneur en fibres de verre plus élevée par rapport aux résines en polyester ou en ester vinyle. Il en résulte des matériaux composites de polyuréthane de pultrusion ayant un module d'élasticité de flexion proche de celui de l'aluminium. Le polyuréthane présente d'excellentes performances de traitement par rapport aux autres résines.

Résine phénolique 

Ces dernières années, les matériaux composites de pultrusion utilisant de la résine phénolique ont attiré l'attention en raison de leur faible toxicité, de leur faible émission de fumée, de leur résistance aux flammes et ont trouvé des applications dans des domaines tels que le transport ferroviaire, les plates-formes de forage d'huile offshore, les ateliers chimiques résistants à la corrosion et les pipelines. Cependant, les réactions traditionnelles de durcissement de la résine phénolique sont lentes, entraînant de longs cycles de moulage et la formation de bulles pendant la production continue rapide, affectant les performances du produit. Les systèmes de catalyse acide sont souvent utilisés pour surmonter ces défis.

Résine en vinyle 

La résine d'alcool en ester en vinyle présente d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la chaleur, une résistance à la corrosion et un durcissement rapide. Vers l'an 2000, c'était l'une des résines préférées pour les produits de pultrusion.

Résine thermoplastique 

Les composites thermoplastiques surmontent les inconvénients environnementaux des composites thermodurcissables, offrant une forte flexibilité, une résistance à l'impact, une bonne tolérance aux dommages et des propriétés d'amortissement. Ils résistent à la corrosion chimique et environnementale, ont un processus de durcissement rapide sans réactions chimiques et peuvent être traités rapidement. Les résines thermoplastiques courantes comprennent le polypropylène, le nylon, le polysulfure, le polyéther éther cétone, le polyéthylène et le polyamide.

Par rapport aux matériaux traditionnels comme le métal, la céramique et les plastiques non renforcés, les composites de pultrusion renforcée en fibre de verre présentent plusieurs avantages. Ils possèdent des capacités de conception personnalisées uniques pour répondre aux exigences spécifiques des produits.

Avantages dePultrusionMatériaux composites:

1. Efficacité de fabrication: le moulage par pultrusion est un processus continu avec des avantages tels qu'un volume de production élevé, des coûts plus bas et des délais de livraison plus rapides par rapport aux méthodes de fabrication composites alternatives.

2. Ratio de résistance / poids élevé: Les matériaux composites de pultrusion sont forts et rigides mais légers. Les poules en fibre de carbone sont nettement plus légères que les métaux et autres matériaux, ce qui les rend adaptés aux applications sensibles au poids en aérospatiale, en automobile et en transport.

3. Résistance à la corrosion: les composites FRP présentent une forte résistance à la corrosion, ce qui les rend adaptés aux applications dans des industries telles que le traitement chimique, la marine, le pétrole et le gaz naturel.

4. Isolation électrique: les pultras en fibre de verre peuvent être conçues pour être non conductrices, ce qui en fait un choix idéal pour les applications électriques nécessitant des performances diélectriques.
Stabilité dimensionnelle: les matériaux composites de pultrusion ne se déforment pas ou ne se fissurent pas au fil du temps, ce qui est crucial pour les applications avec des tolérances précises.

5. Conception personnalisée: les composants de pultrusion peuvent être fabriqués sous différentes formes et tailles, y compris les tiges, les tubes, les poutres et les profils plus complexes. Ils sont hautement personnalisables, ce qui permet des variations de conception du type de fibre, du volume des fibres, du type de résine, du voile de surface et du traitement pour répondre aux performances et aux exigences d'application spécifiques.

Inconvénients de l'utilisationpultraineMatériaux composites:

1. Formes géométriques limitées: Les matériaux composites de pultrusion sont limités aux composants avec des sections transversales constantes ou presque constantes en raison du processus de fabrication continu où le matériau renforcé de fibre est tiré à travers des moules.

2. Coûts de fabrication élevés: les moules utilisés dans la moulure de pultrusion peuvent être coûteux. Ils doivent être fabriqués à partir de matériaux de haute qualité capables de résister à la chaleur et à la pression du processus de pultrusion, et doivent être produits avec des tolérances d'usinage strictes.

3. Force transversale du haut: la résistance transversale des matériaux composites de pultrusion est inférieure à la résistance longitudinale, ce qui les rend plus faibles dans la direction perpendiculaire aux fibres. Ceci peut être traité en incorporant des tissus ou des fibres multi-axiaux pendant le processus de pultrusion.

4.Aparation de difficulté: si les matériaux composites de pultrusion sont endommagés, les réparer peut être difficile. Les composants entiers peuvent nécessiter un remplacement, qui peut être à la fois coûteux et long.

ApplicationsPultrusionMatériaux compositespultraineLes matériaux composites trouvent des applications généralisées dans diverses industries, notamment:

1.Aerospace: composants des avions et des vaisseaux spatiaux, tels que les surfaces de commande, le train d'atterrissage et les supports structurels.

2.Automotive: Composants automobiles, y compris les arbres d'entraînement, les pare-chocs et les composants de suspension.

3.Infrastructure: renforcement et composants pour les infrastructures, tels que les dormeurs, les ponts de pont, la réparation et le renforcement du béton, les poteaux utilitaires, les isolants électriques et les croisements.

4. Traitement chimique: équipements de traitement chimique tels que les tuyaux et les réseaux de plancher.

Médical: renforcement des accolades et arbres de sonde endoscopique.

5.Marine: applications marines, y compris les mâts, les lattes, les pilotes de quai, les épingles d'ancrage et les quais.

6. OL et gaz: applications pétrolières et gazières, y compris les têtes de puits, les pipelines, les tiges de pompage et les plates-formes.

7. Énergie de l'essai: composants des lames d'éoliennes, telles que les renforts des lames, les capuchons de longerons et les raidisseurs de racines.

8. Équipement de sports: composants nécessitant des coupes transversales constantes, telles que les skis, les poteaux de ski, l'équipement de golf, les rames, les composants de tir à l'arc et les poteaux de tente.

Par rapport aux métaux traditionnels et aux plastiques, les matériaux composites de pultrusion offrent de nombreux avantages. Si vous êtes un ingénieur de matériaux à la recherche de matériaux composites de haute performance pour votre application, les matériaux composites de pultrusion sont un choix viable.