Introducción a varios procesos comunes de FRP
Introducción: En la vida, a menudo vemos algunas artesanías hermosas. Esas artesanías exquisitas y claras que parecen estar hechas de vidrio se ven tan exquisitas. A menudo nos preguntamos, ¿qué tipo de artesanía se utiliza para crear artesanías tan hermosas?
La aplicación de la tecnología FRP en la vida es muy amplia, desde nuestra artesanía común hasta la construcción de cientos de rascacielos e incluso la industria aeroespacial, todas las cuales son inseparables del importante papel del proceso de producción de FRP. .
Existen muchos procesos de producción para FRP, incluido el moldeo por colocación manual, el moldeo por extrusión, el moldeo por laminación, el moldeo por bobinado y otros métodos. Entre ellos, el moldeo por colocación manual, el moldeo por extrusión y el moldeo por bobinado son los procesos de producción de FRP más importantes. A continuación, les presentaré estos principales procesos de producción.
Algunos productos simples de FRP, como las artesanías de FRP que se ven comúnmente en nuestras vidas, se fabrican principalmente mediante un proceso de moldeado manual. El moldeado por colocación manual es el proceso de moldeado de fibra de vidrio más antiguo y más utilizado. Su principio es agregar un agente de curado a la resina líquida y utilizar un molde para unir la mezcla de fibra de vidrio y resina para mejorar la resistencia de la fibra de vidrio. . En fibra de vidrio. El principio de este proceso es simple y tiene requisitos extremadamente bajos en cuanto a equipos y tecnología. Es adecuado para la producción de lotes pequeños de pequeñas empresas. Además, el proceso de moldeo manual no está limitado por la forma y el tipo y es adecuado para la producción en masa. producción de muchas variedades. Por tanto, es el proceso de formado de fibra de vidrio más común.
El proceso de moldeo por extrusión es el principal proceso para producir grandes cantidades de FRP en la sociedad moderna. La extrusión aquí se basa principalmente en máquinas que utilizan moldes para la extrusión. Se coloca vidrio líquido en el molde de la máquina y se lo extruye a través de la máquina para darle forma. Este proceso tiene una velocidad de producción rápida y la fibra de vidrio producida es de alta calidad y resistencia, lo que la hace adecuada para su uso como material de construcción. Y debido a que se produce con una máquina grande, es adecuado para la producción en masa. Por lo tanto, el plástico reforzado con fibra de vidrio utilizado en las carrocerías exteriores de los edificios que vemos a menudo en nuestras vidas a menudo se produce mediante este proceso. Sin embargo, este proceso de fabricación por extrusión también tiene muchas desventajas, es decir, los productos que produce son relativamente simples y requiere el uso de una gran cantidad de máquinas y equipos grandes, como máquinas de inmersión en pegamento, prensas de tabletas y otros equipos grandes.
Clasificación de procesos:
Las características materiales de los materiales reforzados con fibra conducen a los siguientes procesos de moldeo básicos: proceso de moldeo por laminación manual, proceso de moldeo por pultrusión, proceso de moldeo por bobinado, proceso de moldeo.
Moldeo por colocación manual
1. Principio del método de moldeo por colocación manual
El proceso de moldeo por colocación manual, también conocido como moldeo por contacto, es el método más antiguo y más utilizado en la producción de materiales compuestos a base de resina. El método de moldeo más utilizado. El proceso de moldeo por colocación manual utiliza una mezcla de resina con un agente de curado como matriz, fibra de vidrio y su tejido como materiales de refuerzo, y se coloca manualmente en un molde recubierto con un agente desmoldante para unir los dos. Un método de proceso para la fabricación. productos de fibra de vidrio. La resina de matriz suele utilizar resina de poliéster insaturada o resina epoxi, y el material de refuerzo suele utilizar fibras de vidrio sin álcalis o de álcali medio y sus tejidos. En el proceso de moldeado manual se utiliza menos equipo mecánico, es adecuado para la producción de múltiples variedades y pequeños lotes de productos y no está limitado por el tipo y la forma de los productos.
2. Flujo del proceso de moldeo
El proceso de moldeo por colocación manual es: primero aplique el agente desmoldante sobre la superficie de formación del molde limpia o tratada y espere hasta que Está completamente seco, agregue el agente de curado (iniciador), acelerador, pasta de pigmento y otros aditivos y revuelva uniformemente, aplique la capa de gel o la mezcla de resina sobre la superficie de formación del molde y luego coloque la tela de vidrio cortado (fieltro) y otros refuerzos. Materiales y preste atención a remojar la resina y eliminar las burbujas de aire. Repita la operación de estratificación anterior hasta alcanzar el espesor de diseño, luego solidifique y desmolde.
3. Equipos de moldeo
El proceso de moldeo manual utiliza menos equipo. El equipo para la fabricación de modelos incluye tornos para trabajar la madera, cepilladoras y sierras circulares para trabajar la madera, generalmente. para desmoldeo. Compresores, equipos de elevación, etc.
Moldeo
1. Principio del método de moldeo
El moldeo termoestable consiste en agregar una cierta cantidad de material de moldeo en un molde precalentado y calentarlo y presurizarlo. de curado y moldeado de productos plásticos. El proceso básico es: colocar una cierta cantidad de material de moldeo que haya sido sometido a cierto tratamiento previo en un molde precalentado y aplicar una presión más alta para llenar la cavidad del molde con el material de moldeo. El material de moldeo se solidifica gradualmente bajo cierta presión y temperatura, y luego el producto se saca del molde y se realiza el procesamiento auxiliar necesario para obtener el producto.
2. Flujo del proceso de moldeo
El proceso de moldeo se divide principalmente en dos etapas: preparación antes del prensado y prensado.
3. Equipo de moldeo
(1) Máquina de inmersión de pegamento
El equipo principal para preparar la cinta es la máquina de inmersión, que consta de un marco de alimentación de tela, un horno de tratamiento térmico y una máquina de inmersión. Consta de tanque de cola, caja de secado y rodillo de tracción. Según la ubicación del horno de tratamiento térmico y la caja de secado, se puede dividir en dos tipos: máquina de inmersión horizontal y máquina de inmersión vertical.
(2) Unidad de preimpregnado
El equipo utilizado en este método incluye máquinas cortadoras, amasadoras y desgarradoras. Los tipos de máquinas cortadoras comúnmente utilizadas incluyen el tipo punzón, el tipo muela abrasiva, el tipo de tres rodillos y el tipo de rodillo de cuchilla giratoria única. La función de la amasadora es mezclar completamente el sistema de resina y el sistema de fibras de manera uniforme. Las paletas mezcladoras generalmente adoptan una estructura de paletas en Z. Durante el proceso de amasado, los dos parámetros principales, el tiempo de amasado y la viscosidad del sistema de resina, se controlan principalmente. A veces se instala una camisa con agua fría y caliente en la estructura de la cámara de mezcla para controlar la temperatura de mezcla. Cuanto mayor sea el tiempo de mezclado, mayor será la pérdida de resistencia de la fibra. En algunos sistemas de resina, un tiempo de amasado demasiado prolongado también provocará efectos térmicos importantes. El tiempo de mezclado es demasiado corto y la resina y la fibra se mezclan de manera desigual. Un control inadecuado de la viscosidad de la resina también afectará la infiltración uniforme y la velocidad de penetración de la resina en la fibra, y también tendrá un cierto impacto en la resistencia de la fibra. La función principal de la máquina esponjadora es esponjar el material de masa amasado.
La máquina desgarradora se compone principalmente de un rodillo de alimentación y un par de rodillos desgarradores. La bola de material alimentada se suelta mediante el movimiento inverso de los rodillos desgarradores.
(3) Unidad de compuesto de moldeo de láminas
Una unidad SMC completa generalmente consta de un marco, un sistema de transporte, un dispositivo de suministro de película de PE, un raspador, un cortador de fibra de vidrio, impregnación y consta de 7 partes principales, como el dispositivo de compactación y el dispositivo de bobinado, y 3 sistemas auxiliares necesarios, como la fileta de fibra de vidrio, el sistema de preparación y alimentación de pasta de resina y el eliminador de estática.
(4) Prensa
La prensa es el principal equipo para el moldeo. La función de la prensa es proporcionar la presión requerida durante el moldeo y la fuerza de expulsión requerida al abrir el molde y expulsar el producto. Hoy en día se utilizan principalmente prensas hidráulicas.
Moldeo por bobinado
1. Principio del método de moldeo por bobinado
El proceso de bobinado de fibra es uno de los principales procesos de fabricación de materiales compuestos a base de resina. Es un tipo de cinta continua de fibra o tela que se impregna con pegamento de resina y se enrolla de manera continua, uniforme y regular alrededor del molde central o del revestimiento utilizando un equipo de bobinado especial en condiciones de tensión controlada y forma de línea predeterminada, y luego se calienta a una cierta temperatura Es un método de moldeo de material compuesto que lo solidifica en un ambiente y se convierte en un producto de una determinada forma.
2.Equipo de moldeo
La máquina bobinadora de fibra es el equipo principal de la tecnología de bobinado de fibra. El diseño y el rendimiento de los productos de bobinado de fibra deben realizarse a través de la máquina bobinadora. Según la forma de control, las máquinas bobinadoras se pueden dividir en máquinas bobinadoras mecánicas, máquinas bobinadoras de control digital, máquinas bobinadoras controladas por microcomputadora y máquinas bobinadoras de control numérico por computadora. Estas son en realidad las cuatro etapas del desarrollo de las máquinas bobinadoras. En la actualidad, las más utilizadas son principalmente máquinas bobinadoras mecánicas y de control numérico por ordenador. La máquina bobinadora de fibra es el equipo principal del proceso de bobinado de fibra y normalmente consta de un cuerpo, un sistema de transmisión y un sistema de control. El equipo auxiliar incluye un dispositivo de inmersión, un sistema de control y medición de tensión, fileta, calentador de mandril, calentador de hilo preimpregnado y equipo de curado, etc.
Moldeo por pultrusión
1. Principio del moldeo por pultrusión
El proceso de moldeo por pultrusión consiste en utilizar la tracción continua del dispositivo de tracción para fabricar vidrio sin torsión en la fileta. Un proceso de producción automatizado en el que los materiales reforzados, como mechas de fibra y fieltros, se impregnan con pegamento y se pasan a través de un molde calentado con una forma de sección transversal fija, se solidifican y se forman en el molde, y se logra una expulsión continua del molde.
Para productos de fibra de vidrio con tamaños de sección transversal fijos, el proceso de pultrusión tiene ventajas obvias. En primer lugar, debido a que el proceso de pultrusión es un proceso de producción continuo automatizado, en comparación con otros procesos de producción de FRP, el proceso de pultrusión tiene la mayor eficiencia de producción; en segundo lugar, la tasa de utilización de materia prima de los productos pultruidos también es la más alta, generalmente superior al 95%; . Además, los productos pultruidos tienen un costo más bajo, un rendimiento excelente, una calidad estable y una apariencia hermosa. Debido a estas ventajas del proceso de pultrusión, sus productos pueden reemplazar el metal, el plástico, la madera, la cerámica y otros productos, y se utilizan ampliamente en la industria química, el petróleo, la construcción, la electricidad, el transporte, la ingeniería municipal y otros campos.
2. Proceso de moldeo
Los materiales reforzados (mecha de fibra de vidrio, estera continua de fibra de vidrio y estera superficial de fibra de vidrio, etc.) se impregnan bajo la acción de la fuerza de tracción de la pultrusión. Después de sumergir completamente el tanque de pegamento en el líquido del pegamento, se guía razonablemente por una serie de plantillas preformadas para obtener la forma inicial y finalmente ingresa al molde de metal calentado. El molde reacciona y se solidifica bajo la acción de altas temperaturas. para obtener una superficie continua, lisa y de dimensiones estables, perfiles de fibra de vidrio extremadamente resistentes.
3.Equipo de moldeo
El equipo que realiza el proceso de pultrusión es principalmente la máquina de pultrusión. La máquina de pultrusión se puede dividir a grandes rasgos en dos tipos: horizontal y vertical. En términos generales, la máquina de pultrusión horizontal tiene una estructura relativamente simple, es fácil de operar y no tiene requisitos especiales para la estructura del taller de producción. Además, la máquina de pultrusión horizontal puede adoptar varios métodos de moldeo por curado (como el método de moldeo térmico, curado por calentamiento de alta frecuencia, etc.), por lo que se usa ampliamente en la industria de pultrusión. Cada proceso de la máquina de pultrusión vertical está dispuesto en la dirección vertical y se utiliza principalmente para fabricar perfiles huecos. Esto se debe a que el mandril solo se puede soportar en un extremo cuando se producen perfiles huecos y, por lo tanto, el otro extremo es un extremo libre sin soporte. , la máquina de pultrusión vertical no puede El espesor de la pared del producto pultruido será desigual debido al hundimiento del voladizo del mandril. Este tipo de máquina de pultrusión ya no se utiliza debido a sus grandes limitaciones y a la producción de un solo producto; Ya sean máquinas de pultrusión horizontales o verticales, se componen principalmente de cinco partes: dispositivo de alimentación de hilo, dispositivo de impregnación, dispositivo de moldeo y curado, dispositivo de tracción y dispositivo de corte. Sus procesos correspondientes son la disposición del hilo, la impregnación, la colocación del molde y el curado. , tirando y cortando.
Existe otro proceso de producción de FRP comúnmente utilizado en la vida, que es el proceso de producción de devanado. Requiere el uso de equipos de bobinado especiales, colocar resina líquida y agentes de refuerzo en el núcleo giratorio del equipo de bobinado y luego colocar fibras de vidrio en el equipo de bobinado. Después de encender la máquina, la mezcla de resina en el núcleo interno se envolverá gradualmente alrededor de la fibra de vidrio a medida que gira. Después del bobinado y la extrusión, se producirá fibra de vidrio con una resistencia muy alta. Se trata de un proceso de producción basado en nuevas tecnologías y sus perspectivas son todavía muy amplias.