Kodėl didelio tikslumo{0}}stiklo pluošto profiliams tinkamiausias procesas yra pultruzija?
Pultrusija yra nenutrūkstamas sudėtinių profilių gamybos procesas. Tai apima impregnavimą nesusuktu būdustiklo pluoštopusverpaliai ir kitos ištisinės armuojančios medžiagos, tokios kaip poliesterio paviršiaus kilimėlis, ant pastolių su derva. Tada derva praleidžiama per formą, išlaikant tam tikrą skerspjūvio formą, formoje sukietėja ir nuolat išspaudžiama, kad susidarytų pultruduoti produktai. Tai automatizuotas gamybos procesas.
Produktai, pagaminti naudojant pultruzijos procesą, turi didesnį atsparumą tempimui nei įprastas plienas. Dervos{1}}turtingas paviršiaus sluoksnis taip pat užtikrina puikų atsparumą korozijai, todėl tai geriausia alternatyva plienui korozinėje aplinkoje. Jis plačiai naudojamas transporte, elektrotechnikoje, elektros izoliacijoje, chemijos pramonėje, kasyboje, jūrų inžinerijoje, laivų statyboje, korozinėje aplinkoje ir įvairiose buitinėse bei civilinėse srityse.
Pultrusijos liejimo proceso srautas: Pultrusijos procesai būna įvairių formų ir gali būti klasifikuojami įvairiais būdais. Tai apima nenutrūkstamus ir nenutrūkstamus procesus, vertikalius ir horizontalius procesus, šlapius ir sausus procesus, vingiuotą ir fiksuotą trauką, kietėjimą pelėsyje ir -gelifikavimą pelėsyje be -be -pelėsių ir šildymo metodus, tokius kaip elektrinis šildymas, infraraudonųjų spindulių šildymas, aukšto-dažnio kaitinimas, kaitinimas arba šių metodų derinys.
Tipiškas pultruzijos proceso srautas yra toks: Stiklo pluošto pusverpalio išdėstymas – Impregnavimas – Preformavimas – Ekstruzinis formavimas ir kietinimas – Traukimas – Pjaustymas – Gatavas produktas
Pultruzinės įrangos komponentai:
1. Sutvirtinančios medžiagos transportavimo sistema: pvz., pusverpalio rėmas, kilimėlio paskleidimo įtaisas, vingiuotos skylės ir kt.
2. Dervos impregnavimas: dažniausiai naudojamas tiesių griovelių impregnavimo metodas. Viso impregnavimo proceso metu pluoštai ir kilimėliai turi būti išdėstyti labai tvarkingai.
3. Formavimas: impregnuota armavimo medžiaga praeina per formavimo įtaisą, atsargiai ir nuolat transportuojama, kad būtų užtikrinta jų santykinė padėtis, palaipsniui artėjant prie galutinės gaminio formos ir išspaudžiant dervos perteklių prieš patenkant į liejimo ir kietėjimo formą.
4. Forma: Forma suprojektuota pagal apibrėžtas sistemos sąlygas. Remiantis dervos kietėjimo egzotermine kreive ir trinties savybėmis tarp medžiagos ir formos, forma yra padalinta į tris skirtingas šildymo zonas, kurių temperatūrą lemia dervos sistemos savybės. Pelėsis yra svarbiausia pultrusijos proceso dalis; tipinis pelėsių ilgis svyruoja nuo 0,6 iki 1,2 metro.
5. Traukos įtaisas: Pats traukos įtaisas gali būti vikšrinis traukiklis arba du stūmokliniai suspaudimo įtaisai, užtikrinantys nuolatinį judėjimą.
6. Pjovimo įtaisas: Profilis nupjaunamas iki reikiamo ilgio automatiškai judančiu sinchroniniu pjovimo pjūklu.
Formavimo štampo funkcija yra sutankinti, formuoti ir sukietėti ruošinį. Nustatant štampo skerspjūvio matmenis reikia atsižvelgti į dervos susitraukimo greitį formuojant. Štampo ilgis yra susijęs su kietėjimo greičiu, štampavimo temperatūra, gaminio dydžiu, pultruzijos greičiu ir armuojančios medžiagos savybėmis ir paprastai yra 600–1200 mm. Norint sumažinti trintį, pailginti tarnavimo laiką ir palengvinti išardymą, būtina aukšta paviršiaus apdaila štampo ertmėje. Dažniausiai naudojamas elektrinis šildymas; Šildymas mikrobangų krosnelėje naudojamas didelio našumo -kompozitinėms medžiagoms. Norint išvengti priešlaikinio klijų sukietėjimo, prie štampo įleidimo angos reikalingas aušinimo įtaisas. Impregnavimo procesas daugiausia kontroliuoja santykinį klijų tankį (klampumą) ir impregnavimo laiką. Jo reikalavimai ir įtakojantys veiksniai yra tokie patys kaip ir prepreg.
Kietėjimo ir formavimo procesas daugiausia kontroliuoja liejimo temperatūrą, štampo temperatūros pasiskirstymą ir laiką, per kurį medžiaga praeina per štampą (pultrusijos greitis). Tai yra pagrindinis pultruzinio liejimo procesas. Pultrusijos metu prepregas patiria daugybę sudėtingų fizinių, cheminių ir fizikinių bei cheminių pokyčių, kai jis praeina per pelėsį, kurie iš esmės lieka neaiškūs. Apskritai, pelėsiai gali būti suskirstyti į tris zonas, atsižvelgiant į preprego būklę, kai jis praeina. Sutvirtinanti medžiaga praeina per formą pastoviu greičiu, o derva elgiasi skirtingai. Prie formos įėjimo derva elgiasi maždaug kaip Niutono skystis; klampus atsparumas tarp dervos ir formos vidinės sienelės sulėtina jos greitį pirmyn ir palaipsniui grįžta į lygų, panašų į pluošto, didėjant atstumui nuo vidinio formos paviršiaus.
Kai prepregas juda į priekį, kaitinant jame vyksta kryžminio-sujungimo reakcija, sumažėja jo klampumas, padidėja atsparumas klampumui ir jis pradeda želėti, patekęs į gelio zoną. Jis palaipsniui kietėja, traukiasi ir atsiskiria nuo pelėsio. Derva tolygiai juda į priekį su pluoštu tuo pačiu greičiu. Kietėjimo zonoje jis toliau kietėja veikiant karščiui, užtikrinant, kad išardant būtų pasiektas nurodytas kietėjimo laipsnis. Kietėjimo temperatūra paprastai yra aukštesnė už didžiausią egzoterminio dervos smailės vertę, o temperatūra, gelio laikas ir traukos greitis yra suderinami.
Pakaitinimo zonos temperatūra turi būti santykinai žema, o temperatūros pasiskirstymas turi būti kontroliuojamas taip, kad kietėjimo egzoterminė smailė atsirastų šiek tiek vėliau formos viduryje, o atsiskyrimo taškas būtų kontroliuojamas formos viduryje. Temperatūros skirtumas tarp trijų sekcijų turi būti 20–30 laipsnių, o temperatūros gradientas neturi būti per didelis. Taip pat reikėtų atsižvelgti į egzoterminės kietėjimo reakcijos poveikį. Paprastai kiekvienos iš trijų zonų temperatūrai reguliuoti naudojamos trys poros šildymo sistemų.
Traukos jėga yra labai svarbi norint užtikrinti sklandų išardymą. Traukos jėgos dydis priklauso nuo paviršiaus šlyties įtempių tarp gaminio ir formos. Šlyties įtempis mažėja didėjant traukos greičiui, o formos įėjimo, vidurio ir išėjimo angose atsiranda trys smailės. Pikę įleidimo angoje sukelia klampus dervos atsparumas toje vietoje. Jo dydis priklauso nuo dervos klampaus skysčio savybių, įleidimo temperatūros ir užpildo kiekio. Formos viduje didėjant temperatūrai mažėja dervos klampumas, mažėja šlyties įtempis. Vykstant kietėjimo reakcijai didėja klampumas ir šlyties įtempis. Antroji smailė atitinka atleidimo tašką ir žymiai sumažėja didėjant traukos greičiui. Trečioji smailė yra išėjimo angoje, kurią sukuria trintis tarp sukietėjusio produkto ir vidinės formos sienelės, o jos vertė yra palyginti maža. Traukos jėga yra labai svarbi proceso valdymui. Kad gaminio paviršius būtų lygus, šlyties įtempis atpalaidavimo taške (antroje smailėje) turi būti mažas, o gaminys turi būti kuo anksčiau išleistas iš formos. Traukos jėgos pokyčiai atspindi gaminio reakcijos būseną formoje ir yra susiję su pluošto kiekiu, gaminio forma ir dydžiu, atpalaiduojančia medžiaga, temperatūra, traukos greičiu ir kt.
