¿Qué productos son adecuados para el proceso de pultrusión?

¿Qué productos son adecuados para el proceso de pultrusión?

Discutir los pros y los contras de los materiales compuestos de pultrusión y sus aplicaciones

Asia Composite Materials (Tailandia) CO., Ltd

Los pioneros de la industria de fibra de vidrio en Tailandia

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Pultrusiónmateriales compuestosson compuestos de polímero reforzado con fibra (FRP) de alto rendimiento fabricados utilizando un proceso continuo conocido como pultrusión.

En este proceso, las fibras continuas (como el vidrio o el carbono) se tiran a través de un baño de resina termoestable (como resina epoxi, poliéster o éster de vinilo), y luego se usan moldes para dar forma al material como se desea. La resina luego cura, formando un producto compuesto sólido, liviano y duradero.

PultrusiónResinas 

La resina matriz es un componente crucial de los materiales compuestos de pultrusión. Las resinas de pultrusión comunes incluyen epoxi, poliuretano, fenólico, éster de vinilo y los sistemas de resina termoplástica recientemente ampliamente estudiada. Debido a las características de los materiales compuestos de pultrusión, la resina de la matriz debe tener bajas viscosidad, velocidades de reacción rápidas a altas temperaturas. Al elegir la resina de la matriz, se deben considerar factores como la velocidad de reacción de pultrusión y la viscosidad de la resina. La alta viscosidad puede afectar el efecto de lubricación durante la fabricación del producto.

Resina epoxídica 

Los materiales compuestos de pultrusión preparados con resinas de pultrusión epoxi exhiben alta resistencia y pueden usarse en condiciones de alta temperatura, con un curado rápido

velocidad. Sin embargo, los desafíos como la fábrica de materiales, el período de aplicabilidad corto, la mala permeabilidad y la alta temperatura de curado limitan el desarrollo de la industria de la energía eólica en China, particularmente en la cuchilla de la turbina eólica y los materiales de raíz.

Poliuretano 

La resina de poliuretano tiene una viscosidad más baja, lo que permite un mayor contenido de fibra de vidrio en comparación con las resinas de poliéster o éster de vinilo. Esto da como resultado materiales compuestos de poliuretano de pultrusión que tienen un módulo de elasticidad de flexión cerca del aluminio. El poliuretano exhibe un excelente rendimiento de procesamiento en comparación con otras resinas.

Resina fenólica 

En los últimos años, los materiales compuestos de pultrusión que usan resina fenólica han llamado la atención debido a su baja toxicidad, baja emisión de humo, resistencia a la llama y han encontrado aplicaciones en áreas como el transporte ferroviario, las plataformas de perforación de petróleo en alta mar, los talleres resistentes a la corrosión química y las tuberías. Sin embargo, las reacciones tradicionales de curado de resina fenólica son lentos, lo que resulta en largos ciclos de moldeo y la formación de burbujas durante la producción continua rápida, lo que afecta el rendimiento del producto. Los sistemas de catálisis ácido a menudo se usan para superar estos desafíos.

Resina de éster de vinilo 

La resina de alcohol de éster de vinilo presenta excelentes propiedades mecánicas, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y curado rápido. Alrededor del año 2000, fue una de las resinas preferidas para los productos de pultrusión.

Resina termoplástica 

Los compuestos termoplásticos superan los inconvenientes ambientales de los compuestos termoestables, que ofrecen una fuerte flexibilidad, resistencia al impacto, buena tolerancia al daño y propiedades de amortiguación. Resisten la corrosión química y ambiental, tienen un proceso de curado rápido sin reacciones químicas y pueden procesarse rápidamente. Las resinas termoplásticas comunes incluyen polipropileno, nylon, polisulfuro, poliéter éter cetona, polietileno y poliamida.

En comparación con los materiales tradicionales como el metal, la cerámica y los plásticos no reforzados, los compuestos de pultrusión reforzados con fibra de vidrio tienen varias ventajas. Poseen capacidades de diseño personalizadas únicas para cumplir con los requisitos específicos del producto.

Ventajas dePultrusiónMateriales compuestos:

1. Eficiencia de fabricación: el moldeo por pultrusión es un proceso continuo con ventajas como un alto volumen de producción, costos más bajos y tiempos de entrega más rápidos en comparación con los métodos de fabricación compuestos alternativos.

2. Relación de alta resistencia a peso: los materiales compuestos de pultrusión son fuertes y rígidos pero livianos. Las pultrusiones de fibra de carbono son significativamente más livianas que los metales y otros materiales, lo que las hace adecuadas para aplicaciones sensibles al peso en aeroespacial, automotriz y transporte.

3. Resistencia a la corrosión: los compuestos de FRP exhiben una fuerte resistencia a la corrosión, haciéndolos adecuados para aplicaciones en industrias como procesamiento químico, marino, petróleo y gas natural.

4. Aislamiento eléctrico: las pultrusiones de fibra de vidrio pueden diseñarse para no ser conductores, lo que los convierte en una opción ideal para aplicaciones eléctricas que requieren rendimiento dieléctrico.
Estabilidad dimensional: los materiales compuestos de pultrusión no se deforman ni se agrietan con el tiempo, lo cual es crucial para aplicaciones con tolerancias precisas.

5. Diseño del día: los componentes de pultrusión se pueden fabricar en varias formas y tamaños, incluidas varillas, tubos, vigas y perfiles más complejos. Son altamente personalizables, lo que permite variaciones de diseño en el tipo de fibra, volumen de fibra, tipo de resina, velo de superficie y tratamiento para cumplir con los requisitos específicos de rendimiento y aplicación.

Desventajas del usopultrusiónMateriales compuestos:

1. Formas geométricas limitadas: los materiales compuestos de pultrusión se limitan a componentes con secciones transversales constantes o casi constantes debido al proceso de fabricación continua donde el material reforzado con fibra se tira a través de los moldes.

2. Altos costos de fabricación: los moldes utilizados en la moldura de pultrusión pueden ser caros. Deben estar hechos de materiales de alta calidad capaces de resistir el calor y la presión del proceso de pultrusión, y deben producirse con estrictas tolerancias de mecanizado.

3. Resistencia transversal de bajo: la resistencia transversal de los materiales compuestos de la pultrusión es menor que la resistencia longitudinal, lo que los hace más débiles en la dirección perpendicular a las fibras. Esto se puede abordar incorporando telas o fibras multiexiales durante el proceso de pultrusión.

4. Reparación del difunto: si los materiales compuestos de pultrusión están dañados, repararlos puede ser un desafío. Los componentes completos pueden necesitar un reemplazo, que puede ser costoso y lento.

Aplicaciones dePultrusiónMateriales compuestospultrusiónLos materiales compuestos encuentran aplicaciones generalizadas en diversas industrias, que incluyen:

1.Aerospace: Componentes para aviones y naves espaciales, como superficies de control, tren de aterrizaje y soportes estructurales.

2. Automotor: componentes automotrices, incluidos los ejes de accionamiento, los parachoques y los componentes de la suspensión.

3. Infraestructura: refuerzo y componentes para infraestructura, como durmientes, cubiertas de puentes, reparación y refuerzo de concreto, postes de servicios públicos, aislantes eléctricos y armaduras cruzadas.

4. Procesamiento químico: equipos de procesamiento químico, como tuberías y rejillas de piso.

Médico: refuerzo para aparatos ortopédicos y ejes de sonda endoscópica.

5. Marino: aplicaciones marinas, incluidos mástiles, listones, pilotes de muelles, alfileres de anclaje y muelles.

6. Aulla y gas: aplicaciones de petróleo y gas, que incluyen cabezas de pozo, tuberías, barras de bomba y plataformas.

7. Energía del viento: componentes para las cuchillas de la turbina eólica, como refuerzos de cuchillas, tapas de fantelas y refuerzos de raíz.

8. Equipo de deportes: componentes que requieren secciones transversales constantes, como esquís, postes de esquí, equipos de golf, remos, componentes de tiro con arco y postes de tienda.

En comparación con los metales y plásticos tradicionales, los materiales compuestos de pultrusión ofrecen numerosas ventajas. Si usted es un ingeniero de materiales que busca materiales compuestos de alto rendimiento para su aplicación, los materiales compuestos de pultrusión son una opción viable.