ما هي المنتجات المناسبة لعملية بولتروسيون؟

ما هي المنتجات المناسبة لعملية بولتروسيون؟

مناقشة إيجابيات وسلبيات المواد المركبة pultrusion وتطبيقاتها

شركة آسيا للمواد المركبة (تايلاند) المحدودة

رواد صناعة الألياف الزجاجية في تايلاند

بريد إلكتروني:yoli@wbo-acm.comواتساب :+66966518165 

بولتروسيونالمواد المركبةهي مركبات بوليمر معززة بالألياف عالية الأداء يتم تصنيعها باستخدام عملية مستمرة تعرف باسم بولتروسيون.

في هذه العملية، يتم سحب الألياف المستمرة (مثل الزجاج أو الكربون) من خلال حمام من الراتنج المتصلد بالحرارة (مثل راتنجات الإيبوكسي، أو البوليستر، أو إستر الفينيل)، ثم يتم استخدام القوالب لتشكيل المادة حسب الرغبة. ثم يعالج الراتينج ليشكل منتجًا مركبًا صلبًا وخفيف الوزن ومتينًا.

بولتروسيونالراتنجات 

يعد راتينج المصفوفة مكونًا حاسمًا في المواد المركبة بولتروسيون. تشتمل راتنجات البولتروسيون الشائعة على الإيبوكسي، والبولي يوريثين، والفينول، وإستر الفينيل، وأنظمة راتنجات اللدائن الحرارية التي تمت دراستها مؤخرًا على نطاق واسع. نظرًا لخصائص المواد المركبة ذات النتوء، يحتاج راتينج المصفوفة إلى أن يكون له لزوجة منخفضة ومعدلات تفاعل سريعة عند درجات حرارة عالية. عند اختيار راتينج المصفوفة، يجب مراعاة عوامل مثل معدل تفاعل النبض ولزوجة الراتنج. يمكن أن تؤثر اللزوجة العالية على تأثير التشحيم أثناء تصنيع المنتج.

راتنجات الايبوكسي 

تظهر المواد المركبة بولتروسيون المحضرة براتنجات بولتروسيون الإيبوكسي قوة عالية ويمكن استخدامها في ظروف درجات الحرارة العالية، مع معالجة سريعة

سرعة. ومع ذلك، فإن التحديات مثل هشاشة المواد، وقصر فترة التطبيق، وضعف النفاذية، وارتفاع درجة حرارة المعالجة تحد من تطوير صناعة طاقة الرياح في الصين، وخاصة في شفرات توربينات الرياح والمواد الجذرية.

مادة البولي يوريثين 

يتميز راتينج البولي يوريثين بلزوجة أقل، مما يسمح بمحتوى أعلى من الألياف الزجاجية مقارنة براتنجات البوليستر أو الفينيل إستر. وينتج عن ذلك مواد مركبة من البولي يوريثين بولتروسيون لها معامل انحناء من المرونة قريب من معامل الألومنيوم. يُظهر البولي يوريثين أداء معالجة ممتازًا مقارنة بالراتنجات الأخرى.

الراتنج الفينولي 

في السنوات الأخيرة، اكتسبت المواد المركبة بولتروسيون التي تستخدم الراتنج الفينولي الاهتمام بسبب سميتها المنخفضة، وانخفاض انبعاث الدخان، ومقاومة اللهب، ووجدت تطبيقات في مجالات مثل النقل بالسكك الحديدية، ومنصات التنقيب عن النفط البحرية، وورش العمل المقاومة للتآكل الكيميائي، وخطوط الأنابيب. . ومع ذلك، فإن تفاعلات معالجة راتينج الفينول التقليدية تكون بطيئة، مما يؤدي إلى دورات قولبة طويلة، وتكوين فقاعات أثناء الإنتاج المستمر السريع، مما يؤثر على أداء المنتج. غالبًا ما تُستخدم أنظمة التحفيز الحمضي للتغلب على هذه التحديات.

راتنجات الفينيل استر 

يتميز راتينج كحول إستر الفينيل بخصائص ميكانيكية ممتازة، ومقاومة للحرارة، ومقاومة للتآكل، ومعالجة سريعة. في حوالي عام 2000، كانت واحدة من الراتنجات المفضلة لمنتجات بولتروسيون.

راتنجات لدن بالحرارة 

تتغلب المواد البلاستيكية الحرارية على العيوب البيئية للمركبات المتصلدة بالحرارة، مما يوفر مرونة قوية، ومقاومة للصدمات، وتحمل جيد للضرر، وخصائص التخميد. إنها مقاومة للتآكل الكيميائي والبيئي، ولها عملية معالجة سريعة بدون تفاعلات كيميائية، ويمكن معالجتها بسرعة. تشمل راتنجات اللدائن الحرارية الشائعة البولي بروبيلين والنايلون والبولي كبريتيد والبولي إيثر إيثر كيتون والبولي إيثيلين والبولي أميد.

بالمقارنة مع المواد التقليدية مثل المعدن والسيراميك والبلاستيك غير المقوى، فإن مركبات بولتروسيون المقواة بالألياف الزجاجية لها العديد من المزايا. إنهم يمتلكون قدرات تصميم مخصصة فريدة لتلبية متطلبات المنتج المحددة.

مزايابولتروسيونالمواد المركبة:

1. كفاءة التصنيع: إن صب Pultrusion هو عملية مستمرة لها مزايا مثل حجم الإنتاج الكبير، والتكاليف المنخفضة، وأوقات التسليم الأسرع مقارنة بطرق التصنيع المركبة البديلة.

2. نسبة القوة إلى الوزن العالية: المواد المركبة بولتروسيون قوية وصلبة ولكنها خفيفة الوزن. تعتبر سبائك ألياف الكربون أخف بكثير من المعادن والمواد الأخرى، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الحساسة للوزن في مجال الطيران والسيارات والنقل.

3. مقاومة التآكل: تتميز مركبات FRP بمقاومة قوية للتآكل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات في الصناعات مثل المعالجة الكيميائية والصناعات البحرية والبترول والغاز الطبيعي.

4. العزل الكهربائي: يمكن تصميم نبضات الألياف الزجاجية لتكون غير موصلة للكهرباء، مما يجعلها خيارًا مثاليًا للتطبيقات الكهربائية التي تتطلب أداء عازل.
ثبات الأبعاد: لا تتشوه المواد المركبة بولتروسيون أو تتشقق بمرور الوقت، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات التفاوتات الدقيقة.

5. تصميم مخصص: يمكن تصنيع مكونات Pultrusion بأشكال وأحجام مختلفة، بما في ذلك القضبان والأنابيب والعوارض والمقاطع الأكثر تعقيدًا. إنها قابلة للتخصيص بدرجة كبيرة، مما يسمح بتنوع التصميم في نوع الألياف وحجم الألياف ونوع الراتنج والحجاب السطحي والمعالجة لتلبية متطلبات الأداء والتطبيق المحددة.

مساوئ الاستخدامpالنتوءالمواد المركبة:

1. الأشكال الهندسية المحدودة: تقتصر المواد المركبة ذات النتوءات على مكونات ذات مقاطع عرضية ثابتة أو شبه ثابتة بسبب عملية التصنيع المستمرة حيث يتم سحب المواد المقواة بالألياف من خلال القوالب.

2. تكاليف التصنيع العالية: يمكن أن تكون القوالب المستخدمة في صب بولتروسيون باهظة الثمن. يجب أن تكون مصنوعة من مواد عالية الجودة قادرة على تحمل الحرارة والضغط الناتج عن عملية النبض، ويجب أن يتم إنتاجها بتفاوتات صارمة في التصنيع.

3. قوة عرضية منخفضة: القوة العرضية للمواد المركبة بولتروسيون أقل من القوة الطولية، مما يجعلها أضعف في الاتجاه العمودي على الألياف. يمكن معالجة ذلك من خلال دمج الأقمشة أو الألياف متعددة المحاور أثناء عملية النبض.

4.الإصلاح الصعب: في حالة تلف المواد المركبة Pultrusion، قد يكون إصلاحها أمرًا صعبًا. قد تحتاج المكونات بأكملها إلى الاستبدال، الأمر الذي قد يكون مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.

تطبيقاتبولتروسيونالمواد المركبةpالنتوءالمواد المركبة تجد تطبيقات واسعة النطاق في مختلف الصناعات، بما في ذلك:

1. الفضاء الجوي: مكونات الطائرات والمركبات الفضائية، مثل أسطح التحكم، ومعدات الهبوط، والدعامات الهيكلية.

2. السيارات: مكونات السيارات، بما في ذلك أعمدة القيادة، والمصدات، ومكونات التعليق.

3. البنية التحتية: التسليح ومكونات البنية التحتية مثل العوارض، وأسطح الجسور، وإصلاح وتسليح الخرسانة، وأعمدة الكهرباء، والعوازل الكهربائية، والأذرع المتقاطعة.

4. المعالجة الكيميائية: معدات المعالجة الكيميائية مثل الأنابيب وشبكات الأرضيات.

الطبية: تقوية الأقواس وأعمدة المسبار بالمنظار.

5.البحرية: التطبيقات البحرية، بما في ذلك الصواري، والعوارض، ودعائم الرصيف، ودبابيس المرساة، والأرصفة.

6.النفط والغاز: تطبيقات النفط والغاز، بما في ذلك رؤوس الآبار وخطوط الأنابيب وقضبان المضخة والمنصات.

7.طاقة الرياح: مكونات شفرات توربينات الرياح، مثل تعزيزات الشفرات، وأغطية الصاري، ومقويات الجذور.

8. المعدات الرياضية: المكونات التي تتطلب مقاطع عرضية ثابتة، مثل الزلاجات، وأعمدة التزلج، ومعدات الجولف، والمجاديف، ومكونات الرماية، وأعمدة الخيمة.

بالمقارنة مع المعادن والبلاستيك التقليدية، توفر المواد المركبة Pultrusion العديد من المزايا. إذا كنت مهندس مواد وتبحث عن مواد مركبة عالية الأداء لتطبيقك، فإن المواد المركبة Pultrusion هي خيار قابل للتطبيق.