تجزیه و تحلیل فرآیند پالتروژن کامپوزیت

فرآیند پالتروژنروشی برای تولید مداوم پروفیل های مواد کامپوزیتی است.رووینگ های الیاف شیشه ای بدون پیچ و تاب و دیگر مواد تقویت کننده پیوسته، تشک های سطح پلی استر و غیره را آغشته می کند و پس از پخت در قالب به طور مداوم آن را از قالب خارج می کند، بنابراین یک فرآیند تولید خودکار برای محصولات پالتروژن تشکیل می دهد.

محصولات تولید شده توسط فرآیند پالتروژن از استحکام کششی بالاتری نسبت به فولاد معمولی برخوردار هستند.لایه غنی از رزین بر روی سطح باعث می شود مقاومت در برابر خوردگی خوبی داشته باشد، بنابراین بهترین محصول برای جایگزینی فولاد در پروژه های دارای محیط های خورنده است و به طور گسترده در حمل و نقل، برق، برق، عایق برق، صنایع شیمیایی، معدن، دریایی استفاده می شود. ، قایق ها، محیط زیست و زندگی خورنده، زمینه های مختلف عمرانی.

فرآیند پالتروژن

اشکال زیادی از فرآیند قالب گیری پالتروژن وجود دارد و روش های طبقه بندی زیادی وجود دارد.مانند متناوب و پیوسته، عمودی و افقی، مرطوب و خشک، کشش خزنده و کشش گیره ای، پخت در قالب و پخت ژل در قالب در خارج از قالب، روش های گرمایش شامل گرمایش الکتریکی، گرمایش مادون قرمز، گرمایش با فرکانس بالا، گرمایش مایکروویو یا گرمایش ترکیبی و غیره

جریان فرآیند معمولی قالب گیری پالتروژن عبارت است از:

چیدمان رووینگ فایبر گلاس – غوطه وری – پیش فرم سازی – قالب گیری و پخت اکستروژن – کشش – برش – محصولات

ترکیب تجهیزات قالب گیری پالتروژن

1. سیستم انتقال مواد تقویت کننده: مانند حلقه، دستگاه پخش نمدی، سوراخ نخ و غیره.

2. اشباع رزینی: آغشته سازی مستقیم مخزن رایج ترین روش مورد استفاده است.در طول کل فرآیند اشباع، چیدمان الیاف و تشک ها باید بسیار منظم باشد.

3. پیش‌فرمینگ: مواد تقویت‌کننده آغشته‌شده از دستگاه پیش‌فرمینگ عبور می‌کنند و برای اطمینان از موقعیت نسبی خود، به‌تدریج به شکل نهایی محصول نزدیک می‌شوند و رزین اضافی را قبل از ورود به قالب اکسترود می‌کنند.تشکیل و درمان.

4. قالب: قالب تحت شرایط تعیین شده توسط سیستم طراحی می شود.با توجه به منحنی گرمازا پخت رزین و عملکرد اصطکاک بین ماده و قالب، قالب به سه منطقه گرمایش مختلف تقسیم می‌شود و دما با عملکرد سیستم رزین تعیین می‌شود.قالب حیاتی ترین بخش در فرآیند پالتروژن است و طول یک قالب معمولی از 0.6 تا 1.2 متر متغیر است.

5. دستگاه کشش: خود دستگاه کشش می تواند یک کشنده از نوع خزنده یا دو دستگاه گیره رفت و برگشتی برای اطمینان از حرکت مداوم باشد.

6. دستگاه برش: پروفیل با توجه به طول مورد نیاز توسط اره برش خودکار متحرک همزمان برش داده می شود.

عملکرد قالب تشکیل دهنده این است که به فشردگی، شکل گیری و پختن بلانک پی ببرید.اندازه بخش قالب باید انقباض قالب گیری رزین را در نظر بگیرد.طول قالب مربوط به سرعت پخت، دمای قالب، اندازه محصول، سرعت نفوذ، خواص مواد تقویت کننده و غیره است، به طور کلی 600-1200 میلی متر.صافی حفره قالب باید زیاد باشد تا اصطکاک کاهش یابد، عمر مفید آن طولانی شود و قالب گیری آسان باشد.گرمایش الکتریکی معمولا استفاده می شود و گرمایش مایکروویو برای مواد کامپوزیتی با کارایی بالا استفاده می شود.یک دستگاه خنک کننده در دهانه قالب مورد نیاز است تا از خشک شدن زودرس چسب جلوگیری کند.فرآیند غوطه وری عمدتاً چگالی نسبی (ویسکوزیته) و زمان فرورفتن چسب را کنترل می کند.ملزومات و عوامل مؤثر بر آن مانند موارد Prepreg است.

فرآیند قالب‌گیری پخت عمدتاً بر دمای قالب‌گیری، توزیع دمای قالب و زمان عبور مواد از قالب (سرعت پالتروژن)، که فرآیند کلیدی فرآیند قالب‌گیری پالتروژن است، تسلط دارد.در طی فرآیند pultrusion، یک سری تغییرات پیچیده فیزیکی، شیمیایی و فیزیکوشیمیایی هنگام عبور پیش آغشته از قالب رخ می دهد که تاکنون به خوبی درک نشده است.به طور کلی، قالب را می توان با توجه به وضعیت پیش آغشته در هنگام عبور از قالب به سه منطقه تقسیم کرد.آرماتور با سرعت ثابتی در قالب حرکت می کند، در حالی که رزین اینطور نیست.رفتار رزین در ورودی قالب مشابه رفتار سیال نیوتنی است.مقاومت چسبناک بین رزین و سطح دیواره داخلی قالب سرعت پیشروی رزین را کاهش می دهد و با افزایش فاصله از سطح داخلی قالب به تدریج به سطحی معادل الیاف باز می گردد.

در طول فرآیند پیش آغشته سازی، رزین در هنگام گرم شدن تحت یک واکنش اتصال متقابل قرار می گیرد، ویسکوزیته کاهش می یابد، مقاومت ویسکوز افزایش می یابد و شروع به ژل شدن می کند و وارد منطقه ژل می شود.به تدریج سفت می شود، جمع می شود و از قالب جدا می شود.رزین با همان سرعت الیاف به سمت جلو حرکت می کند.به عمل آوری در زیر گرما در منطقه پخت ادامه دهید و اطمینان حاصل کنید که در هنگام آزاد شدن قالب، درجه پخت مشخص شده به دست می آید.دمای پخت معمولاً از پیک پیک گرمازا چسب بیشتر است و دما، زمان ژل و سرعت کشش مطابقت دارند.دما در منطقه پیش گرم باید کمتر باشد و توزیع دما باید طوری کنترل شود که پیک گرمازا پخت در وسط قالب ظاهر شود و نقطه جدا شدن در وسط قالب کنترل شود.اختلاف دما بین سه بخش در 20-30 درجه سانتیگراد کنترل می شود و گرادیان دما نباید خیلی زیاد باشد.اثر واکنش‌های گرمازایی پخت نیز باید در نظر گرفته شود.معمولاً از سه جفت سیستم گرمایشی برای کنترل دمای سه ناحیه به ترتیب استفاده می شود.

کشش کلید تضمین رهاسازی صاف محصول است.مقدار نیروی کشش به تنش برشی رابط بین محصول و قالب بستگی دارد.تنش برشی با افزایش سرعت کشش کاهش یافت و سه قله در ورودی، وسط و خروجی قالب ظاهر شد.اوج در جمعیت توسط کشش چسبناک رزین در آنجا تولید می شود.اندازه آن به ماهیت سیال چسبناک رزین، دمای ورودی و محتوای پرکننده بستگی دارد.در قالب، ویسکوزیته رزین با افزایش دما کاهش می یابد و تنش برشی کاهش می یابد.با ادامه واکنش پخت، ویسکوزیته و تنش برشی افزایش می یابد.قله دوم مربوط به نقطه انفصال است و با افزایش سرعت بکسل بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.قله سوم در خروجی است که در اثر اصطکاک بین محصول و دیواره داخلی قالب پس از انجماد ایجاد می شود و مقدار آن نسبتاً کم است.کشش در کنترل فرآیند مهم است.برای صاف کردن سطح محصول باید تنش برشی (مقدار پیک دوم) در نقطه خروج کم باشد و در اسرع وقت از قالب جدا شود.تغییر کشش نشان دهنده وضعیت واکنش محصول در قالب است و به محتوای فیبر، شکل و اندازه محصول، عامل رهاسازی، دما، سرعت کشش و غیره مربوط می شود.