Quels produits conviennent au processus de pultrusion ?

Quels produits conviennent au processus de pultrusion ?

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

Matériaux composites d'Asie (Thaïlande) co., Ltd

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

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Pultrusionmatériaux compositessont des composites polymères renforcés de fibres (FRP) haute performance 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 (telle que la résine époxy, le polyester ou l'ester vinylique), puis des moules sont utilisés pour façonner le matériau comme vous le souhaitez. La résine durcit ensuite, formant un produit composite solide, léger et durable.

PultrusionRésines 

La résine matricielle est un composant crucial des matériaux composites par pultrusion. Les résines Pultrusion courantes comprennent les systèmes de résine époxy, polyuréthane, phénolique, vinylester 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 vitesses 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 lors de la fabrication du produit.

Résine époxy 

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

vitesse. Cependant, des défis tels que la fragilité des matériaux, la courte période d'applicabilité, la faible perméabilité et les températures de durcissement élevées limitent le développement de l'industrie de l'énergie éolienne en Chine, en particulier dans le domaine des pales et des racines d'éoliennes.

Polyuréthane 

La résine polyuréthane a une viscosité plus faible, permettant une teneur plus élevée en fibres de verre par rapport aux résines polyester ou vinylester. Il en résulte des matériaux composites polyuréthane pultrusion présentant un module d'élasticité en 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 pétrolier offshore, les ateliers résistant à la corrosion chimique et les pipelines. . Cependant, les réactions traditionnelles de durcissement des résines phénoliques sont lentes, ce qui entraîne de longs cycles de moulage et la formation de bulles lors d'une production continue et rapide, affectant les performances du produit. Les systèmes de catalyse acide sont souvent utilisés pour surmonter ces défis.

Résine vinylester 

La résine alcoolique ester vinylique 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 grande flexibilité, une bonne résistance aux chocs, 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 pultrusion renforcés de fibres 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 présentant des avantages tels qu'un volume de production élevé, des coûts réduits et des délais de livraison plus rapides par rapport aux méthodes alternatives de fabrication de composites.

2. Rapport résistance/poids élevé : les matériaux composites Pultrusion sont solides et rigides mais légers. Les pultrusions en fibre de carbone sont nettement plus légères que les métaux et autres matériaux, ce qui les rend adaptées aux applications sensibles au poids dans l'aérospatiale, l'automobile et les transports.

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 pultrusions 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 Pultrusion ne se déforment pas et ne se fissurent pas avec le 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, notamment des tiges, des tubes, des poutres et des profils plus complexes. Ils sont hautement personnalisables, permettant des variations de conception en termes de type de fibre, de volume de fibre, de type de résine, de voile de surface et de traitement pour répondre aux exigences spécifiques de performance et d'application.

Inconvénients de l'utilisationpultrusionMatériaux composites :

1. Formes géométriques limitées : les matériaux composites pultrusion sont limités aux composants ayant des sections transversales constantes ou presque constantes en raison du processus de fabrication continu dans lequel le matériau renforcé de fibres est tiré à travers des moules.

2. Coûts de fabrication élevés : les moules utilisés dans le moulage par 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. Faible résistance transversale : 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. Ce problème peut être résolu en incorporant des tissus ou des fibres multiaxiaux pendant le processus de pultrusion.

4. Réparation difficile : si les matériaux composites Pultrusion sont endommagés, leur réparation peut être difficile. Des composants entiers peuvent devoir être remplacés, ce qui peut être à la fois coûteux et long.

Applications dePultrusionMatériaux compositespultrusionles matériaux composites trouvent des applications répandues dans diverses industries, notamment :

1.Aérospatiale : composants pour avions et engins spatiaux, tels que gouvernes, trains d'atterrissage et supports structurels.

2.Automobile : composants automobiles, y compris les arbres de transmission, les pare-chocs et les composants de suspension.

3.Infrastructure : Renforcement et composants d'infrastructure, tels que traverses, tabliers de pont, réparation et renforcement du béton, poteaux électriques, isolateurs électriques et traverses.

4. Traitement chimique : Équipement de traitement chimique tel que des tuyaux et des grilles de sol.

Médical : Renfort pour appareils orthodontiques et tiges de sondes endoscopiques.

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

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

7. Énergie éolienne : composants pour pales d'éoliennes, tels que renforts de pales, capuchons de longeron et raidisseurs de racine.

8.Équipement sportif : composants nécessitant des sections transversales constantes, tels que les skis, les bâtons de ski, l'équipement de golf, les rames, les composants de tir à l'arc et les poteaux de tente.

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