拉挤成型:纤维增强拉挤工艺

拉挤成型:纤维增强拉挤工艺

拉挤成型是一种制造工艺,用于制造具有恒定横截面的连续长度的纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料。该过程具有成本效益且非常高效,因此在广泛的应用中具有吸引力。拉挤复合材料形状(型材)表现出与标准金属形状相似的性能特征,但与这些材料相比具有明显的优势。在这里,我们讨论拉挤成型的工作原理,以帮助您更好地了解该过程及其优势。

什么是拉挤成型?

拉挤成型是最早开发的复合材料制造工艺之一,自 1951 年以来一直在使用。它不断发展以满足其所服务行业的多样化需求。这种制造方法创建了一致的横截面 FRP 型材,非常类似于建筑中通常使用的钢型材。它类似于挤压,但这个过程拉动纤维增强。拉挤 FRP 复合材料截面用于快速、轻松地构建耐腐蚀、轻质和不导电的钢结构替代品。典型用途的示例包括装饰板和铺板、结构型材和板材、桥梁部件、格栅等。

工程师和用户选择拉挤 FRP 复合材料而不是更传统的材料的原因有很多。FRP 重量轻,具有极大的灵活性,可作为小型组件和大型基础设施运行良好。除了服务于建筑和汽车行业,FRP 通常还是消费品、船舶、电力和废水处理行业应用的首选材料。

尽管 FRP 可以使用多种制造方法生产,但由于拉挤成型具有成本效益、能源效率、经济实惠、生态友好和废物产生最少等优点,因此成为一种流行的选择。对于需要大批量、快速生产和连续制造的场合是最好的方法。与钢、木材或混凝土等传统建筑材料相比,拉挤 FRP 复合材料具有一系列优势。其中一些好处包括:

  • 高强度重量比。在磅对磅比较中,这种材料比钢更坚固,但更轻,因此更易于使用且运输成本更低。 
  • 耐用性。拉挤 FRP 复合材料非常耐用,适用于各种重型应用。
  • 耐腐蚀性能。其耐腐蚀性使 FRP 能够承受化学品、水、盐和其他恶劣条件,使其非常耐用且维护成本低。

拉挤工艺

拉挤成型是一种环保制造选择,与许多替代品相比,产生的污染物要少得多。它还具有成本效益和高效性,使其具有广泛的吸引力。拉挤制造工艺包括以下四个步骤:

将纤维增强材料送入导轨

拉挤工艺涉及将纤维增强材料拉过加热模具。这些材料通常是连续的原丝毡或长丝卷(也称为粗纱)。这个过程的第一步是将这些原材料送入预成型导轨。这必须非常小心地完成,因为不准确会对最终配置文件产生负面影响。大量的纤维输入汇集在一起​​以创建零件。导轨内的张紧辊使材料成型。

树脂浸渍

一旦在导向器中聚集在一起,增强纤维就会进行树脂浸渍。传统上,这是通过将纤维移动通过聚合物浸湿浴来完成的。润湿浴通常由树脂、颜料、填料和固化催化剂组成。在某些情况下,树脂被注入加热的模具中。

加热模具

通过浸湿浴后,增强纤维通过加热模具。这是纤维开始凝固成最终形状的步骤,因为热量会引发浸渍增强材料内的交联过程。此步骤中的一个关键考虑因素是温度。低温会导致复合材料变薄,而温度过高会导致复合材料开裂。

与模具分离

在加热过程接近尾声时,树脂的温度将变得高于模具的温度。这开始了分离过程。制造商使用拉动机构从模具中取出固化后的型材。分离后,可以将型材切割成适当的长度,并在必要时进行二次加工。

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