纤维增强聚合物 (FRP) 是一种由纤维材料增强的基体或粘合剂制成的复合塑料。因此，FRP 工艺需要两个步骤：制造纤维材料和将材料与聚合物塑料粘合。
纤维制造
纤维预制件通过机织、编织、缝合和针织制造。编织用于制造二维和三维纤维，适用于制造高价值和窄幅产品。
不过，它也有缺点。其一，编织多层纤维既费时又昂贵。此外，很难用纤维以 90 度角以外的任何角度相互定向来制造织物。
编织在这方面要好得多，因为它允许纤维彼此成 45 度角对齐。通过两步编织，制造商可以制造出几乎任何形状的预成型件。
针织通常生产 二维织物，但使用装有多个针床的机器也可以生产多层织物。
缝合可能是制造预制件最直接的技术，并且因其在预浸料和干织物缝合中的适用性而备受推崇。
成型工艺
粘合纤维和聚合物塑料是 FRP 制造的第二个也是最关键的部分。它可以通过多种工艺实现，包括压缩成型、气囊成型、湿法铺层、心轴成型、斩波枪、高压釜和真空袋、长丝缠绕和拉挤成型。
我们将重点关拉挤成型，这可以说是目前最流行的 FRP 生产方法。
什么是拉挤成型？
拉挤成型是一种在不改变横截面的情况下制造连续 FRP 结构形状的制造技术。
通常，拉挤成型涉及将原材料（聚合物表面纱、纺织增强纤维、树脂配方等）拉过加热的金属成型模具。
增强材料通常呈连续形状，例如空心线轴或玻璃纤维粗纱的落纱或连续的长丝毡。
树脂混合物用于浸透增强材料，增强材料成型并通过加热的钢模。热量引发催化反应，固化树脂并使其具有模仿模腔形状的刚性轮廓。
FRP 拉挤成型用于各个行业的一系列应用，因为它们可以被操纵以模仿 有用的特性 并忽略传统材料的劣质特性。
拉挤工艺有多种变体，从使用往复式拉拔器到履带式拉拔器，但所有工艺的基本概念基本相同。
拉挤工艺分解
- 第一阶段：钢筋浸湿
纤维增强材料放置在连续长丝毡 (CFM) 筒子架中，并以已分割成所需宽度的卷筒形式交付。CMF 纱架的工作基本上是在将钢筋送入导板之前将钢筋分级。
另一方面，导板在将粗纱和展开的垫子放入液体树脂浴之前对其进行定位。树脂浴是树脂、催化剂、填料、润湿剂和颜料的混合物。
拉挤树脂浴的内部是为了优化增强浸湿而建造的。通过使增强材料在树脂浴中保持分离，可以进一步优化润湿。
当浸透的增强材料离开浴池时，它们在被放入表演者体内之前被塑造成平板。
- 第二阶段：重塑
在预成型机中，增强材料片和粗纱被重塑以尽可能接近模腔。这主要是预成型机的工作：在增强材料进入模具之前对其进行成型。
预成型机是拉挤成型中非常关键的一步，因为它决定了最终产品的坚固性。这是一个相当漫长的过程，几乎不需要人工干预。一些 FRP 制造商跳过了这个过程，包括树脂浴阶段，而是使用树脂注射代替。
也就是说，这两种工艺都旨在使增强材料在进入加热模具之前充分饱和。
- 第三阶段：复合固化
润湿增强材料的横截面通常大于模具的空腔，因此它会被挤入并压实成所需的形状和尺寸。
模具型腔的表面通过 镀铬或渗氮处理硬化，以防止挤压穿过它的增强材料造成的磨损。树脂固化是线速度的限制因素。
极厚的部件运行速度可能低至每分钟 4 英寸，而较薄的部件可能在一分钟内超过 100 英寸。固化不好的部件可能会提供较差的机械性能。
- 第 4 阶段：冷却
当它离开型腔时，由于模具中的所有热量，复合材料通常非常热（在 300 F 和 400 F 之间），并且必须在拉拔器抓住它之前冷却。
冷却是通过 自然对流实现的，即拉长拉拔器和模具之间的距离，或者通过在拉拔器未夹持的部件上施加冷水或空气来实现。
大多数 FRP 制造商使用两种牵引系统——往复式和履带反向旋转式——以确保过程连续移动。
这些系统承受的拉力可以在 200 磅到 100,000 磅之间。
- 第 5 阶段：切割零件
该过程的最后一步涉及在生产线运行时切割零件。这是通过使用移动式切割锯实现的，它以与被切割部件相同的速度和方向移动。
进行横切后，锯移回其原始位置并等待触发下一次切割。零件切割长度和线速度、夹具力和模具温度等其他参数均通过控制面板进行校准和更改。
不同的零件尺寸具有独特的必要设置，必须在处理开始之前输入这些设置。
结论 - 拉挤产品
作为钢、木、铝和其他 传统建筑材料的替代品，FRP 产品几乎在所有方面都优于这些材料。它们不仅耐腐蚀、重量轻、不导电，而且耐用、稳定、安全且易于使用。
