拉挤成型的历史

拉挤成型的历史

拉挤成型正成为越来越重要的制造工艺。由于拉挤成型产品在建筑和基础设施等领域的应用不断扩大,预计今年拉挤成型行业的产值将达到 1100 亿美元。 

现实情况是,随着越来越多的人意识到拉挤产品的优势,它还有很多应用等待着人们去发现。

在这篇文章中,我们想介绍一下这个重要流程的开发背景。这是一个有趣的创新故事,许多玩家都参与其中。

什么是拉挤成型?

如果您是本博客的新读者,我们可能应该首先简要回答这个问题。简而言之,拉挤成型是一种制造连续横截面纤维增强聚合物的制造工艺。用日常术语来说,这是一种制作玻璃纤维杆之类的东西的方法,如果你沿着它们的长度切下一片,它们看起来会是一样的。

这个名字听起来有点滑稽;它是“拉”和“挤压”的组合。您可能知道挤压是将材料推过模具以形成一致横截面的过程。相比之下,拉挤成型通过将纤维束与某种聚合物(或塑料)结合在一起的设备拉动纤维束。它的主要优势是以高效的方式创造一致的纤维增强材料。(您可以在此处阅读有关该过程的更多信息。)

那么这个过程是如何发展的呢?让我们深入了解历史。

创新的正确环境

如果你研究过历史,你会注意到当一些重要的创新被开发出来时,通常会有很多人同时研究同一个问题。你可能会说,发明的时机成熟了。

这肯定是拉挤成型技术开发时的情况。制造业最近取得了几项关键进展,为这一进程铺平了道路。

在 1930 年代,位于俄亥俄州托莱多的 Owens-Illinois 公司的员工开发了以低成本大量生产玻璃纤维的新技术。人们马上意识到廉价玻璃纤维的应用之一可能是增强某种复合材料。 

大约在同一时间,聚合物发生了一项重要的创新。American Cyanamid 创造了一种聚酯树脂,可以使用硬化剂添加剂在室温下固化。二战期间将这两项发明结合在一起,人们开始试验玻璃纤维 - 创造一种由玻璃纤维增​​强的聚合物基体组成的复合材料。 

因此制造商开始制造 FRP(纤维增强聚合物)。虽然它们在某些应用程序中已经非常有用,但它们的局限性很快就会刺激进一步的发展。

要克服的问题

FRP 最早的用途之一是制造船体。像这样的应用涉及定制的、非连续形状的制造,采用了将玻璃纤维材料(通常是垫子)放在模具上然后涂上树脂的技术。这对于此类应用程序非常有效,并且仍在广泛使用。

但是对于 FRP 的其他用途,这种技术有严重的缺点。一方面,如果您想大规模创建一个小组件,上述的成型技术太耗时了。想象一下,例如,以这种方式制作钓鱼竿。每根不同尺寸的杆都需要自己的模具,而且每根杆都必须手工铺设。

另一个问题与 FRP 中嵌入的纤维有关。杆的制造需要一个可以完全包围部件的模具,以硬化完整的圆柱形。但是很难让所有纤维以所需的方式对齐,然后在将模型封装在模具中时保持这种方式。这意味着无法充分发挥纤维增强作用的全部潜力。

因此,需要某种制造工艺,使制造商能够大规模制造连续形状(如棒)的 FRP,并精确对齐纤维。

拉挤诞生

正如我们已经提到的,拉挤成型的发展涉及许多不同的人,他们每个人都为我们今天使用的工艺的创建做出了贡献。

第一个重要步骤是在连续过程中用树脂浸渍纤维束的想法。英国人 JH Watson 在 1944 年就这样的过程申请了专利。根据专利,他的发明是一种“制造绳子或类似物品”的过程。它描述了一种纸麻线被注入热固性树脂,然后通过加热模具拉动以固化树脂。他列出了由此产生的麻线的好处,如强度更高、柔韧性好以及防潮、防虫和防霉。

虽然 Watson 的想法不在玻璃纤维之类的 FRP 上,但拉挤成型的核心是拉挤成型的核心,即通过用树脂覆盖纤维并随后硬化的设备连续拉伸纤维的基本思想。

1950 年,Melvin Meek 为“制造玻璃棒的方法”申请了专利。他指出了当前方法需要专门为制造的每种尺寸的杆创建模具的问题,并表示他的方法允许连续制造任何所需尺寸的杆。他的过程与 Watson 的过程非常相似,尽管他还开发了一种方法来精确排列许多单独的纤维束,同时在整个过程中使它们保持最佳张力。

此时,拉挤型材在加热模具中一次固化一个部分。因此,成品的长度受限于模具的长度,因为材料的不一致性会在每个固化部分的末端引入。Roger White 在 1952 年通过对标准流程进行一些调整,部分解决了这个问题。

然而,在接下来的一年里,William Goldsworthy 申请了更新技术的专利,最终让我们进入了我们基本上仍在使用的过程。他最重要的创新是开发了一种连续固化系统,该系统允许材料不断移动,从而使整个过程以平稳、连续的运动进行。结果是完成的 FRP 具有一致的横截面和任何所需的长度。

持续创新

尽管现代拉挤成型工艺的基本要素都归功于 Goldsworthy 的贡献,但创新当然没有停止。新纤维、新树脂和新技术不断被创造出来,允许制造更多类型的 FRP 用于特定用途。 

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)均为用户上传并发布,本站仅提供信息存储服务。如侵犯到您的权益,请附证明材料发送邮件:1811687158QQ.com,一经查实,本站将立刻删除。
(1)
上一篇 2022年11月18日 15:44
下一篇 2022年11月18日 15:49

相关文章

  • 复合材料与金属和其他基材胶粘处理程序

    作为复合材料加工的一部分,有必要将复合层压板件粘合到金属上,例如钢、铝、其他复合材料和其他各种基材。加工需要多个步骤才能在一系列组件之间实现成功的粘合或粘合。一般来说,将金属和木材粘合到固化复合材料表面时,应遵循以下步骤: 复合材料二次粘合的表面准备可以从固化的层压板开始,或在复合材料的最后铺层过程中开始。 (可选)在铺层期间:作为表面准备的选项,将最后一层...

    5天前
  • 复合材料特性有哪些?

    合成复合材料是与(合成)树脂结合的纤维。这些纤维和树脂有许多不同的种类。这意味着复合材料可以由多种材料组合制成。最著名和最常用的组合是碳纤维和玻璃纤维,以及环氧树脂和聚酯。 复合材料的其他显着特性 各向异性材料 复合材料的另一个独特优势是它们是各向异性材料。这意味着它们的机械性能随不同的晶体取向而变化。结果是复合材料可用于广泛的应用,并取得了显着的效果。相比...

    2022年11月22日
  • 复合建筑材料的种类

    不同类型、特点以及如何为您的建筑项目选择最佳类型 听到“夏天”这个词,你会想到什么?也许是阳光、假期或炎热。那么,“复合”呢?也许甲板,露台,材料?诚然,最常见的装饰材料之一是“复合材料”,该术语指的是包含许多不同产品的一类建筑材料。虽然通常与装饰有关,但要了解不同类型的复合材料远不止于此。 什么是复合建筑材料? 复合材料是由两种或多种具有不同物理或化学特性...

    2022年11月21日
  • 破裂的复合材料零件以及如何修复它们

    不幸的是,在某些时候,您会遇到复合部件以某种方式破裂或损坏的情况。尽管如此,一切都不会丢失,本文将介绍一些有关修复破裂和损坏部件的信息。我们还介绍了一些可能会遇到的常见、特定场景,以及如何让这些部件焕然一新。最后,有一节是关于了解某个部件何时无法修复以及何时该从它继续前进。 胶衣修复 小的凝胶涂层开裂本身并不是一个严重的问题,但是这些小的凹痕会导致水分在下面...

    2022年11月20日
  • 准备您的零件以进行透明涂层

    透明涂层应用介于暗淡的碳饰面和闪亮的透明涂层艺术作品之间,展示了为什么首先使用碳纤维。透明涂层并不全是为了外观。透明涂层负责保护下面的复合材料。碳纤维在原始状态下不受天然保护。阳光会降解树脂和纤维。当碳纤维暴露在阳光下时,它们会变成褐色并在短时间内降解。紫外线稳定透明涂层是实现碳纤维零件制造用途的必要条件。 检查裸露的光纤 在进行透明涂层的准备应用之前,需要...

    2022年11月20日
  • 复合材料的保质期和储存

    “保质期”或“储存”寿命都是几乎所有复合材料制造产品的重要特征。当按照制造商的存储建议存储时,它是给定材料或产品的“失效日期”。遵守这些存储建议可确保在存储的整个生命周期内保持产品质量。 本主题将涵盖各种复合材料产品的平均保质期,如何正确储存它们,以确保未来每次复合材料制造的质量。阅读和理解每种产品的技术数据 (TDS) 和安全数据表 (SDS) 是最佳做法...

    2022年11月20日
  • 为什么复合材料后固化很重要?

    标准空气固化 树脂系统具有从室温到近 500 F 的一系列固化机制。为了简化这些树脂,通常有 2 类,室温固化和需要加热(高于室温)才能固化的树脂。许多 2 部分系统的配方都是为了简单起见,将 A 部分和 B 部分混合在一起,静置“x”小时和成品复合。 制造零件时,标准空气固化是一种更便宜的选择。空气固化通常不需要烤箱等设备、可能的复杂装袋方案、加热灯以及优...

    2022年11月20日
  • 减轻复合材料零件的重量

    作为用复合材料制造任何东西的一部分(以及某种形式的竞争性质),问题总是会出现,“它能做得更轻吗,我们能走得更快吗?” 好消息:答案通常总是肯定的。然而,零部件的减重之路并不总是一帆风顺。与复合材料中的所有事物一样,优化成本与性能之间存在权衡。可能有上千种不同的减肥方法,很少有严格的正确或错误的方法来执行此操作。零件结构的详细信息和知识对于将信封推到多远以找到...

    2022年11月20日
  • 钻孔复合材料——注意事项

    钻孔是复合材料制造二次加工中最具挑战性的方面之一。为了最有效地钻孔或加工这种材料,了解这些复合材料的不同之处非常重要。因为尽管复合材料在材料特性上具有类似金属的特性,但它们在钻孔和机加工过程中的加工方式却大不相同。因为金属是热的良导体,所以钻孔要容易得多。另一方面,复合材料隔热并且对切削工具有磨损作用,导致切削工具、钻头甚至零件本身的磨损增加。 了解挑战 钻...

    2022年11月20日
  • 什么是拉挤成型?

    拉挤成型是一种使用纤维增强材料和热固性树脂基体的连续低压成型工艺。玻璃纤维增​​强材料通过树脂浴拉伸或注入树脂,其中所有纤维都被液体树脂系统彻底浸渍。浸湿纤维形成所需的几何形状并拉入加热的钢模中。一旦进入模具,树脂固化就会通过在精确升高的温度下进行控制来启动。复合材料层压板在模具的精确腔体形状中凝固,因为它被拉挤成型机连续“拉动”,因此得名 - 拉挤成型。

    投稿 2022年11月19日

发表回复

登录后才能评论