ผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่เหมาะสำหรับกระบวนการ Pultrusion

ผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่เหมาะสำหรับกระบวนการ Pultrusion

อภิปรายการข้อดีข้อเสียของวัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชันและการใช้งาน

บริษัท เอเชีย คอมโพสิต แมททีเรียล (ประเทศไทย) จำกัด

ผู้บุกเบิกอุตสาหกรรมไฟเบอร์กลาสในประเทศไทย

อีเมล:yoli@wbo-acm.comวอทส์แอพ :+66966518165 

การอัดขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตเป็นคอมโพสิตโพลีเมอร์เสริมเส้นใย (FRP) ประสิทธิภาพสูงที่ผลิตโดยใช้กระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า pultrusion

ในกระบวนการนี้ เส้นใยต่อเนื่อง (เช่น แก้วหรือคาร์บอน) จะถูกดึงผ่านอ่างเทอร์โมเซตติงเรซิน (เช่น อีพอกซีเรซิน โพลีเอสเตอร์ หรือไวนิลเอสเทอร์) จากนั้นจึงใช้แม่พิมพ์เพื่อสร้างรูปร่างของวัสดุตามที่ต้องการ จากนั้นเรซินจะแข็งตัว เกิดเป็นผลิตภัณฑ์คอมโพสิตที่มีความแข็ง น้ำหนักเบา และทนทาน

การอัดขึ้นรูปเรซิน 

เมทริกซ์เรซินเป็นส่วนประกอบสำคัญของวัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชัน เรซิน Pultrusion ทั่วไปประกอบด้วยอีพอกซี โพลียูรีเทน ฟีนอล ไวนิลเอสเทอร์ และระบบเทอร์โมพลาสติกเรซินที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางเมื่อเร็วๆ นี้ เนื่องจากคุณลักษณะของวัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชัน เมทริกซ์เรซินจึงจำเป็นต้องมีความหนืดต่ำ อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่รวดเร็วที่อุณหภูมิสูง เมื่อเลือกเมทริกซ์เรซิน จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการเกิดปฏิกิริยาพัลทรูชั่นและความหนืดของเรซิน ความหนืดสูงอาจส่งผลต่อผลการหล่อลื่นในระหว่างการผลิตผลิตภัณฑ์

อีพอกซีเรซิน 

วัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชันที่เตรียมด้วยอีพอกซีพัลทรูชันเรซินมีความแข็งแรงสูง และสามารถใช้งานได้ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง โดยมีการบ่มอย่างรวดเร็ว

ความเร็ว. อย่างไรก็ตาม ความท้าทาย เช่น ความเปราะบางของวัสดุ ระยะเวลาการใช้งานสั้น การซึมผ่านที่ไม่ดี และอุณหภูมิการบ่มสูงจำกัดการพัฒนาของอุตสาหกรรมพลังงานลมในประเทศจีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในใบพัดกังหันลมและวัสดุราก

โพลียูรีเทน 

เรซินโพลียูรีเทนมีความหนืดต่ำกว่า ทำให้มีปริมาณใยแก้วสูงกว่าเมื่อเทียบกับเรซินโพลีเอสเตอร์หรือไวนิลเอสเทอร์ ส่งผลให้วัสดุคอมโพสิตโพลียูรีเทนแบบพัลทรูชันมีโมดูลัสความยืดหยุ่นในการดัดงอใกล้เคียงกับอะลูมิเนียม โพลียูรีเทนแสดงประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีเยี่ยมเมื่อเปรียบเทียบกับเรซินอื่นๆ

ฟีนอลเรซิน 

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชันที่ใช้ฟีนอลเรซินได้รับความสนใจเนื่องจากมีความเป็นพิษต่ำ ปล่อยควันต่ำ ต้านทานเปลวไฟ และพบการใช้งานในพื้นที่ต่างๆ เช่น การขนส่งทางรถไฟ แท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง โรงปฏิบัติงานที่ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และท่อส่ง . อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาการแข็งตัวของเรซินฟีนอลแบบดั้งเดิมนั้นช้า ส่งผลให้รอบการขึ้นรูปยาวนาน และการก่อตัวของฟองอากาศในระหว่างการผลิตอย่างต่อเนื่องอย่างรวดเร็ว ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ระบบเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดมักใช้เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้

ไวนิลเอสเตอร์เรซิน 

ไวนิลเอสเตอร์แอลกอฮอล์เรซินมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน และการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ประมาณปี พ.ศ. 2543 เรซินชนิดนี้เป็นหนึ่งในเรซินที่ต้องการสำหรับผลิตภัณฑ์พัลทรูชัน

เทอร์โมพลาสติกเรซิน 

เทอร์โมพลาสติกคอมโพสิตเอาชนะข้อเสียด้านสิ่งแวดล้อมของเทอร์โมเซตติงคอมโพสิต โดยให้ความยืดหยุ่นสูง ทนต่อแรงกระแทก ทนทานต่อความเสียหายได้ดี และมีคุณสมบัติในการหน่วง ทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีและสิ่งแวดล้อม มีกระบวนการบ่มที่รวดเร็วโดยไม่มีปฏิกิริยาทางเคมี และสามารถแปรรูปได้อย่างรวดเร็ว เรซินเทอร์โมพลาสติกทั่วไป ได้แก่ โพลีโพรพีลีน ไนลอน โพลีซัลไฟด์ โพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน โพลีเอทิลีน และโพลีเอไมด์

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิม เช่น โลหะ เซรามิก และพลาสติกที่ไม่เสริมแรง วัสดุคอมโพสิต pultrusion ที่เสริมด้วยใยแก้วมีข้อดีหลายประการ พวกเขามีความสามารถในการออกแบบเฉพาะตัวเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของผลิตภัณฑ์

ข้อดีของการอัดขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิต:

1. ประสิทธิภาพการผลิต: การขึ้นรูปแบบ Pultrusion เป็นกระบวนการต่อเนื่องที่มีข้อดี เช่น ปริมาณการผลิตที่สูง ต้นทุนที่ต่ำกว่า และเวลาการส่งมอบที่เร็วกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตคอมโพสิตทางเลือก

2. อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง: วัสดุคอมโพสิต Pultrusion มีความแข็งแรงและแข็งแกร่ง แต่มีน้ำหนักเบา Pultrusions ของคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบากว่าโลหะและวัสดุอื่นๆ อย่างมาก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ไวต่อน้ำหนักในการบินและอวกาศ ยานยนต์ และการขนส่ง

3.ความต้านทานการกัดกร่อน: คอมโพสิต FRP มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การแปรรูปทางเคมี ทางทะเล ปิโตรเลียม และก๊าซธรรมชาติ

4.ฉนวนไฟฟ้า: ใยแก้วสามารถออกแบบให้ไม่นำไฟฟ้า ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานทางไฟฟ้าที่ต้องการประสิทธิภาพอิเล็กทริก
ความเสถียรของมิติ: วัสดุคอมโพสิตแบบ Pultrusion จะไม่เสียรูปหรือแตกร้าวเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่มีพิกัดความเผื่อที่แม่นยำ

5. การออกแบบที่กำหนดเอง: ส่วนประกอบ Pultrusion สามารถผลิตได้ในรูปทรงและขนาดต่างๆ รวมถึงแท่ง ท่อ คาน และโปรไฟล์ที่ซับซ้อนมากขึ้น สามารถปรับแต่งได้สูง ช่วยให้สามารถออกแบบประเภทเส้นใย ปริมาณเส้นใย ประเภทของเรซิน ม่านพื้นผิว และการบำบัดได้หลากหลาย เพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพและการใช้งานเฉพาะ

ข้อเสียของการใช้pส่วนเกินวัสดุคอมโพสิต:

1. รูปทรงเรขาคณิตที่จำกัด: วัสดุคอมโพสิต Pultrusion ถูกจำกัดไว้เฉพาะส่วนประกอบที่มีหน้าตัดคงที่หรือเกือบคงที่ เนื่องจากกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องที่วัสดุเสริมเส้นใยถูกดึงผ่านแม่พิมพ์

2.ต้นทุนการผลิตสูง: แม่พิมพ์ที่ใช้ในการปั้นแบบพัลทรูชันอาจมีราคาแพง จำเป็นต้องทำจากวัสดุคุณภาพสูงที่สามารถทนต่อความร้อนและความดันของกระบวนการพัลทรูชัน และต้องผลิตด้วยเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของเครื่องจักรที่เข้มงวด

3. ความแข็งแรงตามขวางต่ำ: ความแข็งแรงตามขวางของวัสดุคอมโพสิตแบบพัลทรูชันต่ำกว่าความแข็งแรงตามยาว ทำให้อ่อนแอลงในทิศทางที่ตั้งฉากกับเส้นใย ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการผสมผสานผ้าหรือเส้นใยหลายแกนในระหว่างกระบวนการพัลทรูชัน

4. การซ่อมแซมที่ยากลำบาก: หากวัสดุคอมโพสิต Pultrusion เสียหาย การซ่อมแซมอาจเป็นเรื่องท้าทาย ส่วนประกอบทั้งหมดอาจจำเป็นต้องเปลี่ยน ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน

การใช้งานของการอัดขึ้นรูปวัสดุคอมโพสิตpส่วนเกินวัสดุคอมโพสิตพบการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้แก่:

1.การบินและอวกาศ: ส่วนประกอบสำหรับเครื่องบินและยานอวกาศ เช่น พื้นผิวควบคุม อุปกรณ์ลงจอด และส่วนรองรับโครงสร้าง

2.ยานยนต์: ส่วนประกอบของยานยนต์ ได้แก่ เพลาขับ กันชน และส่วนประกอบระบบกันสะเทือน

3.โครงสร้างพื้นฐาน: การเสริมแรงและส่วนประกอบสำหรับโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ไม้หมอน ดาดฟ้าสะพาน การซ่อมแซมและเสริมคอนกรีต เสาไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้า และคานขวาง

4.การแปรรูปทางเคมี: อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี เช่น ท่อและตะแกรงพื้น

การแพทย์: การเสริมแรงสำหรับเหล็กจัดฟันและเพลาโพรบส่องกล้อง

5. ทางทะเล: การใช้งานทางทะเล ได้แก่ เสากระโดง ระแนง เสาเข็มท่าเรือ หมุดยึด และท่าเทียบเรือ

6.น้ำมันและก๊าซ: การใช้งานด้านน้ำมันและก๊าซ รวมถึงหัวหลุม ท่อ แท่งปั๊ม และแท่นขุดเจาะ

7.พลังงานลม: ส่วนประกอบของใบพัดกังหันลม เช่น ส่วนเสริมแรงของใบพัด ฝาครอบสปาร์ และตัวทำให้แข็งของราก

8.อุปกรณ์กีฬา: ส่วนประกอบที่ต้องใช้หน้าตัดคงที่ เช่น สกี เสาสกี อุปกรณ์กอล์ฟ ไม้พาย อุปกรณ์ยิงธนู และเสาเต็นท์

เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะและพลาสติกแบบดั้งเดิม วัสดุคอมโพสิต Pultrusion มีข้อดีหลายประการ หากคุณเป็นวิศวกรวัสดุที่กำลังมองหาวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานของคุณ วัสดุคอมโพสิต Pultrusion คือตัวเลือกที่เหมาะสม