Procédé de pultrusionest une méthode de production en continu de profilés en matériaux composites.Il imprègne les mèches de fibres de verre non torsadées et autres matériaux de renforcement continus, les nattes de surface en polyester, etc. , et les fait sortir du moule en continu après durcissement dans le moule, formant ainsi un processus de production automatisé pour les produits de pultrusion.
Les produits fabriqués par le procédé de pultrusion ont une résistance à la traction supérieure à celle de l'acier ordinaire.La couche riche en résine sur la surface lui confère une bonne résistance à la corrosion, c'est donc le meilleur produit pour remplacer l'acier dans les projets avec des environnements corrosifs, et est largement utilisé dans les transports, les électriciens, l'électricité, l'isolation électrique, l'industrie chimique, l'exploitation minière, la marine , bateaux, environnement et vie corrosifs, divers domaines civils.
Processus de pultrusion
Il existe de nombreuses formes de processus de moulage par pultrusion et de nombreuses méthodes de classification.Tels que la traction intermittente et continue, verticale et horizontale, humide et sèche, la traction sur chenilles et la traction par serrage, le durcissement dans le moule et le durcissement du gel dans le moule à l'extérieur du moule, les méthodes de chauffage comprennent le chauffage électrique, le chauffage infrarouge, le chauffage haute fréquence, le chauffage micro-ondes ou chauffage combiné, etc.
Le flux de processus typique du moulage par pultrusion est :
Arrangement de mèches en fibre de verre - Trempage - Préformage - Moulage par extrusion et durcissement - Tirage - Coupe - Produits
Composition des équipements de moulage par pultrusion
1. Système de convoyage du matériau de renfort : tel que cantre, dispositif d'épandage de feutre, trou de fil, etc.
2. Imprégnation de résine : L'imprégnation directe en cuve est la méthode la plus couramment utilisée.Pendant tout le processus d'imprégnation, la disposition des fibres et des nattes doit être très soignée.
3. Préformage : Les matériaux de renforcement imprégnés traversent le dispositif de préformage et sont soigneusement passés de manière continue afin d'assurer leur position relative, en s'approchant progressivement de la forme finale du produit et en extrudant l'excès de résine avant d'entrer dans le moule.Formage et durcissement.
4. Moule : Le moule est conçu dans les conditions déterminées par le système.Selon la courbe exothermique de durcissement de la résine et les performances de frottement entre le matériau et le moule, le moule est divisé en trois zones de chauffage différentes et la température est déterminée par les performances du système de résine.Le moule est la partie la plus critique du processus de pultrusion et la longueur d'un moule typique varie de 0,6 à 1,2 m.
5. Dispositif de traction : Le dispositif de traction lui-même peut être un extracteur de type chenille ou deux dispositifs de serrage alternatifs pour assurer un mouvement continu.
6. Dispositif de coupe : Le profil est coupé selon la longueur requise par une scie de coupe automatique à déplacement synchrone.
La fonction de la matrice de formage est de réaliser le compactage, le formage et le durcissement de l'ébauche.La taille de la section du moule doit tenir compte du retrait au moulage de la résine.La longueur du moule est liée à la vitesse de durcissement, à la température du moule, à la taille du produit, à la vitesse de pultrusion, aux propriétés des matériaux de renforcement, etc., généralement de 600 à 1200 mm.La douceur de la cavité du moule doit être élevée pour réduire les frottements, prolonger la durée de vie et être facile à démouler.Le chauffage électrique est généralement utilisé et le chauffage par micro-ondes est utilisé pour les matériaux composites à hautes performances.Un dispositif de refroidissement est nécessaire à l'embouchure du moule pour empêcher la colle de durcir prématurément.Le processus de trempage contrôle principalement la densité relative (viscosité) et le temps de trempage de la colle.Ses exigences et facteurs d'influence sont les mêmes que ceux du préimprégné.
Le processus de moulage par durcissement maîtrise principalement la température de moulage, la répartition de la température du moule et le temps de passage du matériau dans le moule (vitesse de pultrusion), qui est le processus clé du processus de moulage par pultrusion.Au cours du processus de pultrusion, une série de changements physiques, chimiques et physico-chimiques complexes se produisent lorsque le préimprégné traverse le moule, ce qui n'a pas été bien compris jusqu'à présent.D'une manière générale, le moule peut être divisé en trois zones selon l'état du préimprégné lors de son passage dans le moule.Le renfort se déplace à travers le moule à une vitesse constante, contrairement à la résine.Le comportement de la résine à l'entrée du moule est similaire à celui du fluide newtonien.La résistance visqueuse entre la résine et la surface de la paroi interne du moule ralentit la vitesse d'avancement de la résine, et revient progressivement au niveau équivalent à celui de la fibre au fur et à mesure que la distance de la surface interne du moule augmente.
Au cours du processus d'avancement du préimprégné, la résine subit une réaction de réticulation lorsqu'elle est chauffée, la viscosité diminue, la résistance visqueuse augmente et elle commence à se gélifier et à pénétrer dans la zone de gel.Durcit, rétrécit et se sépare progressivement du moule.La résine avance régulièrement à la même vitesse que les fibres.Continuez à durcir à chaud dans la zone de durcissement et assurez-vous que le degré de durcissement spécifié est atteint lorsque le moule est libéré.La température de durcissement est généralement supérieure au pic du pic exothermique de la colle, et la température, le temps de gel et la vitesse de tirage sont adaptés.La température dans la zone de préchauffage doit être inférieure et la répartition de la température doit être contrôlée de sorte que le pic exothermique de durcissement apparaisse au milieu du moule et que le point de détachement soit contrôlé au milieu du moule.La différence de température entre les trois sections est contrôlée à 20-30°C, et le gradient de température ne doit pas être trop important.L'effet des réactions de durcissement exothermiques doit également être pris en compte.Habituellement, trois paires de systèmes de chauffage sont utilisées pour contrôler la température des trois zones respectivement.
La traction est la clé pour assurer la libération en douceur du produit.L'amplitude de la force de traction dépend de la contrainte de cisaillement à l'interface entre le produit et le moule.La contrainte de cisaillement a diminué avec l'augmentation de la vitesse de traction et trois pics sont apparus à l'entrée, au milieu et à la sortie de la filière.Le pic au niveau de la population est produit par la traînée visqueuse de la résine à cet endroit.Sa taille dépend de la nature du fluide visqueux de résine, de la température à l'entrée et de la teneur en charge.Dans le moule, la viscosité de la résine diminue avec l'augmentation de la température, et la contrainte de cisaillement diminue.Au fur et à mesure que la réaction de durcissement progresse, la viscosité et la contrainte de cisaillement augmentent.Le deuxième pic correspond au point de désengagement et diminue sensiblement avec l'augmentation de la vitesse de remorquage.Le troisième pic est à la sortie, qui est causé par le frottement entre le produit et la paroi interne du moule après solidification, et sa valeur est relativement faible.La traction est importante dans le contrôle des processus.Pour rendre la surface du produit lisse, il est nécessaire que la contrainte de cisaillement (la deuxième valeur maximale) au point de départ soit faible et qu'elle soit séparée du moule dès que possible.Le changement de traction reflète l'état de réaction du produit dans le moule et est lié à la teneur en fibres, à la forme et à la taille du produit, à l'agent de démoulage, à la température, à la vitesse de traction, etc.
Heure de publication : 02 décembre 2022