Pultrusionsverfahrenist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Verbundmaterialprofilen.Es imprägniert ungedrehte Glasfaserrovings und andere endlose Verstärkungsmaterialien, Polyester-Oberflächenmatten usw. und führt sie nach dem Aushärten in der Form kontinuierlich aus der Form, wodurch ein automatisierter Produktionsprozess für Pultrusionsprodukte entsteht.
Durch das Pultrusionsverfahren hergestellte Produkte haben eine höhere Zugfestigkeit als gewöhnlicher Stahl.Die harzreiche Schicht auf der Oberfläche sorgt für eine gute Korrosionsbeständigkeit, daher ist es das beste Produkt, um Stahl in Projekten mit korrosiven Umgebungen zu ersetzen, und wird häufig in den Bereichen Transport, Elektriker, Elektrik, Elektroisolierung, chemische Industrie, Bergbau und Schifffahrt eingesetzt , Boote, korrosive Umwelt und Leben, zivile verschiedene Bereiche.
Pultrusionsverfahren
Es gibt viele Formen des Pultrusionsformverfahrens und es gibt viele Klassifikationsverfahren.Wie diskontinuierliche und kontinuierliche, vertikale und horizontale, nasse und trockene, Raupentraktion und Klemmtraktion, In-Mold-Aushärtung und In-Mold-Gelaushärtung außerhalb der Form, Heizmethoden umfassen elektrisches Heizen, Infrarotheizen, Hochfrequenzheizen, Mikrowellenheizen oder Kombiheizung usw.
Der typische Prozessablauf beim Pultrusionsformen ist:
Glasfaser-Roving-Anordnung – Tauchen – Vorformen – Extrusionsformen und Aushärten – Ziehen – Schneiden – Produkte
Zusammensetzung der Pultrusionsformanlage
1. Bewehrungsmaterial-Fördersystem: wie Gatter, Filzspreizvorrichtung, Garnloch usw.
2. Harzimprägnierung: Die reine Tankimprägnierung ist die am häufigsten verwendete Methode.Während des gesamten Imprägniervorgangs sollte die Anordnung von Fasern und Matten sehr sauber sein.
3. Vorformung: Die imprägnierten Verstärkungsmaterialien durchlaufen die Vorformvorrichtung und werden kontinuierlich und sorgfältig geführt, um ihre relative Position sicherzustellen, wobei sie sich allmählich der endgültigen Form des Produkts annähern und überschüssiges Harz extrudieren, bevor sie in die Form eintreten.Formen und Aushärten.
4. Form: Die Form wird unter den vom System vorgegebenen Bedingungen ausgelegt.Entsprechend der exothermen Aushärtungskurve des Harzes und der Reibungsleistung zwischen dem Material und der Form wird die Form in drei verschiedene Heizzonen unterteilt, und die Temperatur wird durch die Leistung des Harzsystems bestimmt.Die Form ist das kritischste Teil im Pultrusionsverfahren, und die Länge einer typischen Form liegt zwischen 0,6 und 1,2 m.
5. Zugvorrichtung: Die Zugvorrichtung selbst kann ein Raupenabzieher oder zwei hin- und hergehende Spannvorrichtungen sein, um eine kontinuierliche Bewegung zu gewährleisten.
6. Schneidevorrichtung: Das Profil wird durch eine automatisch synchron laufende Schneidesäge auf die benötigte Länge geschnitten.
Die Funktion des Umformwerkzeugs besteht darin, das Verdichten, Umformen und Aushärten des Rohlings zu realisieren.Die Größe des Formabschnitts sollte die Formschwindung des Harzes berücksichtigen.Die Formlänge hängt von der Aushärtungsgeschwindigkeit, der Formtemperatur, der Produktgröße, der Pultrusionsgeschwindigkeit, den Eigenschaften der Verstärkungsmaterialien usw. ab, im Allgemeinen 600–1200 mm.Die Glätte des Formhohlraums sollte hoch sein, um die Reibung zu verringern, die Lebensdauer zu verlängern und sich leicht entformen zu lassen.Üblicherweise wird eine elektrische Beheizung verwendet, und eine Mikrowellenbeheizung wird für Hochleistungsverbundmaterialien verwendet.Um ein vorzeitiges Aushärten des Leims zu verhindern, ist an der Formmündung eine Kühlvorrichtung erforderlich.Der Tauchprozess steuert hauptsächlich die relative Dichte (Viskosität) und die Tauchzeit des Klebstoffs.Seine Anforderungen und Einflussfaktoren sind die gleichen wie bei Prepreg.
Der Aushärteformprozess beherrscht hauptsächlich die Formtemperatur, die Temperaturverteilung der Form und die Zeit, die das Material benötigt, um die Form zu passieren (Pultrusionsgeschwindigkeit), was der Schlüsselprozess des Pultrusionsformprozesses ist.Während des Pultrusionsverfahrens treten beim Passieren des Prepregs durch die Form eine Reihe komplexer physikalischer, chemischer und physikalisch-chemischer Veränderungen auf, die bisher nicht gut verstanden wurden.Allgemein kann die Form entsprechend dem Zustand des Prepregs beim Durchlaufen der Form in drei Bereiche unterteilt werden.Die Verstärkung bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch die Form, das Harz hingegen nicht.Das Verhalten des Harzes am Eingang der Form ähnelt dem der Newtonschen Flüssigkeit.Der viskose Widerstand zwischen dem Harz und der Oberfläche der Innenwand der Form verlangsamt die Vorschubgeschwindigkeit des Harzes und kehrt allmählich auf das Niveau zurück, das dem der Faser entspricht, wenn der Abstand von der Innenfläche der Form zunimmt.
Während des Fortbewegungsprozesses des Prepregs erfährt das Harz bei Erwärmung eine Vernetzungsreaktion, die Viskosität nimmt ab, der viskose Widerstand nimmt zu und es beginnt zu gelieren und in die Gelzone einzutreten.Härtet allmählich aus, schrumpft und löst sich von der Form.Das Harz bewegt sich gleichmäßig mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Fasern vorwärts.In der Aushärtezone unter Wärme weiter aushärten und darauf achten, dass beim Entformen der Form der vorgegebene Aushärtungsgrad erreicht wird.Die Aushärtungstemperatur ist normalerweise größer als die Spitze der exothermen Spitze des Klebers, und Temperatur, Gelierzeit und Ziehgeschwindigkeit sind aufeinander abgestimmt.Die Temperatur in der Vorwärmzone sollte niedriger sein, und die Temperaturverteilung sollte so kontrolliert werden, dass der härtende exotherme Peak in der Mitte der Form auftritt und der Ablösungspunkt in der Mitte der Form kontrolliert wird.Der Temperaturunterschied zwischen den drei Abschnitten wird auf 20–30°C geregelt, und der Temperaturgradient sollte nicht zu groß sein.Auch der Einfluss exothermer Härtungsreaktionen sollte berücksichtigt werden.Üblicherweise werden drei Heizsystempaare verwendet, um die Temperatur der drei Bereiche jeweils zu regeln.
Traktion ist der Schlüssel, um die reibungslose Freisetzung des Produkts zu gewährleisten.Die Größe der Zugkraft hängt von der Grenzflächenscherspannung zwischen dem Produkt und der Form ab.Die Scherspannung nahm mit zunehmender Ziehgeschwindigkeit ab, und am Eingang, in der Mitte und am Ausgang der Düse traten drei Spitzen auf.Die Spitze bei der Bevölkerung wird durch den viskosen Widerstand des dortigen Harzes erzeugt.Seine Größe hängt von der Art der viskosen Harzflüssigkeit, der Temperatur am Einlass und dem Füllstoffgehalt ab.In der Form nimmt die Viskosität des Harzes mit steigender Temperatur ab und die Scherspannung nimmt ab.Mit fortschreitender Härtungsreaktion nehmen die Viskosität und die Scherspannung zu.Die zweite Spitze entspricht dem Ausrückpunkt und nimmt mit zunehmender Schleppgeschwindigkeit stark ab.Der dritte Peak liegt am Ausgang, der durch Reibung zwischen dem Produkt und der Innenwand der Form nach dem Erstarren verursacht wird, und sein Wert ist relativ klein.Traktion ist wichtig bei der Prozesssteuerung.Um die Oberfläche des Produkts glatt zu machen, ist es erforderlich, dass die Scherspannung (der zweite Spitzenwert) am Ausgangspunkt klein ist, und es sollte so schnell wie möglich von der Form getrennt werden.Die Traktionsänderung spiegelt den Reaktionszustand des Produkts in der Form wider und hängt mit Fasergehalt, Produktform und -größe, Trennmittel, Temperatur, Traktionsgeschwindigkeit usw. zusammen.
Postzeit: 02. Dezember 2022