Những sản phẩm nào phù hợp cho quy trình kéo đùn?

Những sản phẩm nào phù hợp cho quy trình kéo đùn?

Thảo luận về ưu và nhược điểm của vật liệu composite kéo đùn và ứng dụng của chúng

Công ty TNHH Vật liệu tổng hợp Châu Á (Thái Lan)

Những người tiên phong trong ngành sợi thủy tinh tại THÁI LAN

E-mail:yoli@wbo-acm.comWhatsApp: +66966518165 

Đùn kéovật liệu tổng hợplà vật liệu composite polyme gia cường sợi (FRP) hiệu suất cao được sản xuất bằng quy trình liên tục gọi là kéo đùn.

Trong quá trình này, các sợi liên tục (như thủy tinh hoặc carbon) được kéo qua một bồn nhựa nhiệt rắn (như nhựa epoxy, polyester hoặc vinyl este), sau đó khuôn được sử dụng để định hình vật liệu theo ý muốn. Sau đó, nhựa đóng rắn, tạo thành một sản phẩm composite rắn, nhẹ và bền.

Đùn kéoNhựa 

Nhựa nền là thành phần quan trọng của vật liệu composite kéo đùn. Các loại nhựa kéo đùn phổ biến bao gồm epoxy, polyurethane, phenolic, vinyl ester và các hệ thống nhựa nhiệt dẻo được nghiên cứu rộng rãi gần đây. Do đặc tính của vật liệu composite kéo đùn, nhựa nền cần có độ nhớt thấp, tốc độ phản ứng nhanh ở nhiệt độ cao. Khi lựa chọn nhựa nền, cần cân nhắc các yếu tố như tốc độ phản ứng kéo đùn và độ nhớt của nhựa. Độ nhớt cao có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng bôi trơn trong quá trình sản xuất sản phẩm.

Nhựa Epoxy 

Vật liệu composite kéo đùn được chế tạo bằng nhựa kéo đùn epoxy có độ bền cao và có thể sử dụng trong điều kiện nhiệt độ cao, với tốc độ đóng rắn nhanh

tốc độ. Tuy nhiên, những thách thức như độ giòn của vật liệu, thời gian ứng dụng ngắn, độ thấm kém và nhiệt độ lưu hóa cao hạn chế sự phát triển của ngành công nghiệp điện gió ở Trung Quốc, đặc biệt là đối với vật liệu cánh và rễ tua bin gió.

Polyurethane 

Nhựa polyurethane có độ nhớt thấp hơn, cho phép hàm lượng sợi thủy tinh cao hơn so với nhựa polyester hoặc vinyl ester. Điều này dẫn đến vật liệu composite polyurethane kéo đùn có mô đun uốn đàn hồi gần bằng nhôm. Polyurethane thể hiện hiệu suất xử lý tuyệt vời so với các loại nhựa khác.

Nhựa Phenolic 

Trong những năm gần đây, vật liệu composite kéo đùn sử dụng nhựa phenolic đã thu hút sự chú ý do độc tính thấp, phát thải khói thấp, khả năng chống cháy và đã tìm thấy ứng dụng trong các lĩnh vực như vận tải đường sắt, giàn khoan dầu ngoài khơi, xưởng chống ăn mòn hóa học và đường ống. Tuy nhiên, phản ứng đóng rắn nhựa phenolic truyền thống chậm, dẫn đến chu kỳ đúc dài và hình thành bọt khí trong quá trình sản xuất liên tục nhanh, ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm. Hệ thống xúc tác axit thường được sử dụng để khắc phục những thách thức này.

Nhựa Vinyl Ester 

Nhựa vinyl este alcohol có đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn và đóng rắn nhanh. Vào khoảng năm 2000, đây là một trong những loại nhựa được ưa chuộng cho các sản phẩm kéo đùn.

Nhựa nhiệt dẻo 

Vật liệu composite nhiệt dẻo khắc phục được nhược điểm về môi trường của vật liệu composite nhiệt rắn, mang lại tính linh hoạt cao, khả năng chống va đập, khả năng chịu hư hỏng tốt và đặc tính giảm chấn. Chúng chống ăn mòn hóa học và môi trường, có quá trình đóng rắn nhanh mà không có phản ứng hóa học và có thể được xử lý nhanh chóng. Các loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến bao gồm polypropylene, nylon, polysulfide, polyether ether ketone, polyethylene và polyamide.

So với các vật liệu truyền thống như kim loại, gốm sứ và nhựa không gia cố, vật liệu composite kéo đùn gia cố sợi thủy tinh có một số ưu điểm. Chúng sở hữu khả năng thiết kế tùy chỉnh độc đáo để đáp ứng các yêu cầu sản phẩm cụ thể.

Ưu điểm củaĐùn kéoVật liệu tổng hợp:

1. Hiệu quả sản xuất: Ép đùn kéo là một quá trình liên tục với những ưu điểm như sản lượng cao, chi phí thấp hơn và thời gian giao hàng nhanh hơn so với các phương pháp sản xuất composite thay thế.

2. Tỷ lệ sức bền trên trọng lượng cao: Vật liệu composite Pultrusion bền và cứng nhưng nhẹ. Sợi carbon Pultrusion nhẹ hơn đáng kể so với kim loại và các vật liệu khác, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm với trọng lượng trong hàng không vũ trụ, ô tô và vận tải.

3. Khả năng chống ăn mòn: Vật liệu composite FRP có khả năng chống ăn mòn mạnh, phù hợp để ứng dụng trong các ngành công nghiệp như chế biến hóa chất, hàng hải, dầu mỏ và khí đốt tự nhiên.

4. Cách điện: Sợi thủy tinh kéo đùn có thể được thiết kế để không dẫn điện, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng điện yêu cầu hiệu suất điện môi.
Độ ổn định về kích thước: Vật liệu composite kéo đùn không bị biến dạng hoặc nứt theo thời gian, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng có dung sai chính xác.

5. Thiết kế tùy chỉnh: Các thành phần kéo đùn có thể được sản xuất theo nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, bao gồm thanh, ống, dầm và các cấu hình phức tạp hơn. Chúng có khả năng tùy chỉnh cao, cho phép thay đổi thiết kế về loại sợi, thể tích sợi, loại nhựa, lớp phủ bề mặt và xử lý để đáp ứng các yêu cầu cụ thể về hiệu suất và ứng dụng.

Nhược điểm của việc sử dụngpsự đùnVật liệu tổng hợp:

1. Hình dạng hình học hạn chế: Vật liệu composite kéo đùn bị giới hạn ở các thành phần có tiết diện không đổi hoặc gần như không đổi do quá trình sản xuất liên tục trong đó vật liệu gia cố sợi được kéo qua khuôn.

2. Chi phí sản xuất cao: Khuôn mẫu được sử dụng trong quá trình đúc kéo đùn có thể rất đắt. Chúng cần được làm từ vật liệu chất lượng cao có khả năng chịu được nhiệt và áp suất của quá trình kéo đùn và phải được sản xuất với dung sai gia công nghiêm ngặt.

3. Độ bền ngang thấp: Độ bền ngang của vật liệu composite kéo đùn thấp hơn độ bền dọc, khiến chúng yếu hơn theo hướng vuông góc với sợi. Điều này có thể được giải quyết bằng cách kết hợp vải hoặc sợi đa trục trong quá trình kéo đùn.

4. Sửa chữa khó khăn: Nếu vật liệu composite Pultrusion bị hỏng, việc sửa chữa có thể rất khó khăn. Toàn bộ các thành phần có thể cần thay thế, điều này có thể tốn kém và mất thời gian.

Ứng dụng củaĐùn kéoVật liệu tổng hợppsự đùnVật liệu composite được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm:

1. Hàng không vũ trụ: Các thành phần cho máy bay và tàu vũ trụ, chẳng hạn như bề mặt điều khiển, bánh đáp và giá đỡ cấu trúc.

2. Ô tô: Các bộ phận của ô tô, bao gồm trục truyền động, cản và các bộ phận hệ thống treo.

3. Cơ sở hạ tầng: Gia cố và các thành phần cho cơ sở hạ tầng, chẳng hạn như tà vẹt, mặt cầu, sửa chữa và gia cố bê tông, cột điện, sứ cách điện và xà ngang.

4. Xử lý hóa học: Thiết bị xử lý hóa học như ống và lưới sàn.

Y tế: Vật liệu gia cố cho niềng răng và trục đầu dò nội soi.

5. Hàng hải: Các ứng dụng hàng hải, bao gồm cột buồm, thanh giằng, cọc neo và bến tàu.

6. Dầu khí: Các ứng dụng dầu khí, bao gồm giếng khoan, đường ống, thanh bơm và giàn khoan.

7. Năng lượng gió: Các thành phần cho cánh tua bin gió, chẳng hạn như bộ phận gia cố cánh, mũ trụ và bộ phận làm cứng gốc.

8. Thiết bị thể thao: Các thành phần yêu cầu mặt cắt ngang không đổi, chẳng hạn như ván trượt tuyết, gậy trượt tuyết, dụng cụ chơi gôn, mái chèo, bộ phận bắn cung và cột lều.

So với kim loại và nhựa truyền thống, vật liệu composite Pultrusion có nhiều ưu điểm. Nếu bạn là kỹ sư vật liệu đang tìm kiếm vật liệu composite hiệu suất cao cho ứng dụng của mình, vật liệu composite Pultrusion là lựa chọn khả thi.