|
Пултрузия — это технология производства конструкционных профильных изделий из одноосно-ориентированных волокнистых пластиков непрерывным способом. Она подобна экструзии алюминия или термопластов. Во всех трех случаях производятся профильные изделия с постоянным поперечным сечением из соответствующего материала.
Технология получила свое название от английских слов «pull» — тянуть и «extrusion» — экструзия. Пропитанный полимерным связующим наполнитель (жгут, холст, тканая лента, стекловолокно, углеволокно, органоволокно) протягивается через нагретую формообразующую фильеру. В качестве полимерных связующих чаще всего используются эпоксидные смолы, ненасыщенные полиэфиры, термопласты.
Правильный выбор смолы позволяет увеличить химическую стойкость, теплостойкость, ударную и усталостную прочность материала. По мере того как осваивается промышленное производство смол и катализаторов, входящих в композиции, производительность пултрузии возрастает.
Рост производительности обусловлен синергическим эффектом совершенствования технологий модификации смол и их отверждения. Применение высокочастотного наряду с традиционными способами нагрева не только увеличивает рабочие скорости, но и позволяет выпускать более разнообразные изделия, простые крупные профильные изделия, и такие, масса которых в пределах профиля резко изменяется.
Особенность пултрузии состоит в том, что в полученных изделиях весь наполнитель ориентирован только в одном направлении, совпадающем с вектором протяжки. Поэтому свойства таких изделий существенно анизотропны. Их прочность в продольном направлении значительно выше, чем в поперечном, а деформируемость, наоборот, выше в поперечном. Такую особенность метода пултрузии необходимо учитывать как при решении технологических вопросов, так и при практическом использовании готовых изделий.
Для всех изделий, полученных методом пултрузии, характерны предельно высокие требования по жесткости и прочности при растяжении и сжатии в продольном направлении или поперечном изгибе.
Пултрузия (протяжка) — процесс непрерывного изготовления профилей постоянного сечения на основе волокнистого (стеклянного, базальтового, углеродного и т. д.) наполнителя и термореактивного связующего.
Технологический процесс пултрузии (рис. 1) начинается с того, что волокно (наполнитель) со шпулярика (1) поступает в пропиточную ванну (2) и далее — в формующую матрицу (3), где отжимается от избытка связующего, сжимается в поперечном направлении и приобретает форму изделия. В камере термообработки (4) происходит окончательное отверждение полимерной смеси. В камере охлаждения (5) изделие остывает по установленному режиму. Далее изделие с помощью транспортирующего блока (6) движется на резательное устройство (7), где пила нарезает заготовки на отрезки необходимой длины.
| | Рис. 1. Схема пултрузии.
1 – шпулярик;
2 – пропиточная ванна;
3 – формующая матрица;
4 – камера термообработки;
5 – камера охлаждения;
6 – транспортирующий блок;
7 – резательное устройство.
|
Пултрузионное оборудование обладает высокой производительностью и допускает полную автоматизацию процесса.
Существует несколько способов сборки пултрузионных линий. Большинство из них горизонтальные, хотя иногда, для устранения колебаний концентричности при производстве полых профилей применяется вертикальная компоновка. Технологический процесс может быть периодическим (с остановками в протягивании) и непрерывным.
Тянущие устройства в периодическом процессе останавливаются в течение процесса отверждения, и такие процессы достаточно медленны. Однако они подходят для производства одиночных изделий, таких как элементы электронных устройств, где необходимо исключительное качество поверхности.
Непрерывные пултрузионные машины работают на высоких линейных скоростях, которые могут достигать 7,6 м/мин в зависимости от времени отверждения и размеров производимого профиля.
Области применения пултрузионного профиля:
- оконный профиль;
- системы вентиляции;
- арматура для бетона;
- шумозащитные экраны;
- электроизоляторы;
- кабель-трассы;
- столбы для установки средств дорожного оснащения;
- трапы и поручни;
- строительные конструкции.
Вначале пултрузию рассматривали как метод получения простых сплошных профилей, армированных однонаправленным волокном. По мере усовершенствования процесса пултрузия превратилась в метод производства практически неограниченного ассортимента сплошных и полых профильных изделий. Одновременно появилась возможность получать изделия, свойства которых удовлетворяют широкому диапазону технологических и конструкционных требований.
Пултрузионный процесс хорошо подходит для производства длинномерных стержней, профилей различных сечений и размеров. Эти изделия широко используются в производстве летательных аппаратов в качестве самостоятельных, подкрепляющих и силовых элементов конструкций, в частности, тяг рулевого управления самолетов, окантовки и ребер жесткости панелей, каркаса сверхлегких летательных аппаратов. Методом пултрузии производят свайные сооружения, энергопоглощающие конструкции (например, мачты ночного освещения) и элементы конструкций для мобильных домов.
Стадии пултрузионного процесса:
- пропитывание полимерным связующим;
- предварительное придание формы;
- отверждение и механическая обработка;
- протягивание;
- разрезание.
Дополнительная информация по теме статьи:
|
Справочная информация
