• پالتروژن

    پالتروژن

    مقدمه

    فرایند پالتروژن یک روش تولید اثبات شده برای به دست آوردن پروفیل های کمپوزیست با کیفیت با خواص مکانیکی پیوسته و قابل تکرار می باشد. محصولات پالتروژن شده به طور کلی از فیبرهای عملکرد بالا (شیشه، کربن یا آرامید) به صورت تکی یا ترکیبی، جایگذاری شده در یک ماتریس پلیمری (پلی استر، وینیل استر، اپوکسی یا فنولیک) ساخته شده اند.برخی از ویژگی های فرایند پالتروژن از این قرار هستند:

    • شکل پیچیده و ظرفیت طولی بدون محدودیت
    • جایگذاری دقیق تقویت کننده ها
    • میزان براده دور ریختنی کم
    • طیف گسترده انتخاب های مواد تقویت کننده و رزین

    فرایند پالتروژن

    فرایند پالتروژن با کشیدن پیوسته مواد تقویت کننده (به شکل کلاف یا کلافه/ورقه) از درون یک سیستم اشباع سازی رزین شروع می شود.هر فیبر توسط یک رزین فرموله شده خاص روکش می شود؛ این فرایند کنترل می شود تا از "خیس شدن" کامل فیبر ها اطمینان حاصل شود. رزین اضافی خارج شده تا هرگونه هوای به دام افتاده از بین رفته و فیبرها فشرده شوند.

    فیبرهای روکش شده از درون جهت دهنده های شکل دهنده اولیه عبور می کنند و قطعه را قبل از ورود به قالب گرم، به شکل دلخواه در می آورند. شکل و ابعاد قطعه انتهایی توسط سطح مقطع قالب تعیین می شود.دمای قالب به دقت کنترل می شود تا از پخت کامل کامپوزیت مطمئن شویم، سرعت واکنش توسط نواحی گرم و سرد کننده در قالب کنترل می شود.

    در بخش بعد از مکانیسم کشش (یا یک حامل متحرک با گیره های تنظیم شوند یا یک سیستم کشنده کاترپیلا)، قطعه کاملا پخت شده را می توان به وسیله یک تیغه دایره ای به طول های مورد نظر برید یا اگر شکل و اندازه قطعه اجازه بدهد،قطعه را به طور پیوسته دور یک قرقره پیچاند. تنها محدودیت برای طول قطعات نگهداری و حمل و نقل انها می باشد.

    پروفیل های پالتروژن شده

    یک کامپوزیت پالتروژن شده شامل:

    مواد تقویت کننده

    این مواد جزء حامل بار و خواص مکانیکی لازم – استحکام، مقاومت ماژول و برخورد، را فراهم می کنند. انتخاب تقویت کننده استفاده شده توسط نیاز های فنی در پالتروژن تعیین می شود. فیبر شیشه ای بیشترین استفاده را در پالتروژن داشته و وزن کم، سختی بالا و دوام عالی ایجاد می کند.

    الیاف تک جهت و صفحه های چند جهته را می توان ترکیب کرد و یک پروفیل با خواص مکانیکی مطلوب برای کاربرد مورد نیاز تولید نمود.

    برای عملکرد های با بازده بالاتر، الیاف کربن استفاده می شود. این مواد پروفیل های سخت تر و سبک تر تولید می کنند. استفاده از الیاف آرامید یک پروفایل با سفتی عالی تولید می کند.

     

    مواد ماتریس

    ماتریس رزین کامپوزیت در هم می تند و خواص بهبود یافته مانند مقاومت در برابر خوردگی، خواص عالی شعله و دود ، عملکرد در دمای بالا و غیره ایجاد می کند.

    رزین های موجود

    - پلی استر برای اکثر کاربردهای صنعتی مناسب است.

    - وینیل استر توان مقاومت در برابر خوردگی خواص فیزیکی بهبود یافته تولید می کند.

    - اپوکسی پایداری حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی عالی ارائه می دهد.

    - Modar® باعث بهبود عملکرد آتش و انتشار دود می شود.

    - فنولیک عملکرد آتش را به حداکثر می رساند و به عنوان یک جایگزین برای Modar® ارائه می شود.

    صفحات سطحی

    این قطعات کیفیت سطح را بهبود بخشیده و عملکرد بهبود یافته برای مقاومت در برابر مواد شیمیایی و آب و هوا ارائه می کنند.

    به منظور ارائه طیف وسیعی از خواص مناسب برای قطعه طراحی شده، ترکیبی از مواد تقویت کننده و رزین باید انتخاب شود. برخی از خواص در درجه اول توسط رزین و دیگر خواص توسط مواد تقویت کننده تعیین می شوند.

    چرا پالتروژن؟

    پالتروژن برای تولید پروفیل با سطح مقطع ثابت جامد و یا توخالی استفاده می شود. یکی از بزرگترین ویژگی های فرآیند پالتروژن این است که طیف گسترده ای از مواد می توانند برای ارائه طیف گسترده ای از خواص کامپوزیت مورد استفاده قرار گیرند.

    مزایای کلیدی پالتروژن عبارتند از:

    • کیفیت پیوسته
    • وزن پایین
    • استحکام بالا و سفتی
    • پرداخت سطح خوب
    • قطعات طویل پیوسته
    • خواص خوردگی عالی
    • عایق برق و حرارت
    • بدون نیاز به تعمیر و نگهداری
    • غیر مغناطیسی
    • مقاوم در برابر آتش
    •  عملکرد خزش و خستگی عالی
    • شفاف در برابر فرکانس های رادیویی
    • قابلیت رنگ شدن توسط پیگمنت ها

    ویژگی های قطعات پالتروژن شده

    قدرت و سفتی استثنایی

    در یک مقایسه وزنی، قطعات پالتروژن شده قوی تر از فولاد هستند، با تغییر نوع و جهت گیری مواد تقویت کننده، خواص مختلف مکانیکی به دست آمده و مقاومت کششی بیش از 1000 مگا پاسکال دست یافتنی است.

    با تغییر خواص مواد با توجه به کاربردهای مورد نظر را می توان آزادی طراحی قابل توجهی دست آورد.

    وزن کم 

    با وزن تا 80٪ کمتر از فولاد و 30 درصد کمتر از آلومینیوم، زمانی که صرفه جویی در وزن مورد نیاز باشد، قطعات پالتروژن شده یک انتخاب جایگزین ارائه می دهند.

    استحکام بالا نسبت به وزن قطعات پالتروژن شده به طراح مزایای بسیاری بیش از مواد معمولی ارائه داده و باعث می شود قطعات پالتروژن شده بهترین انتخاب برای مصارف دریایی، حمل و نقل، هوا فضا، ساخت و ساز و مهندسی عمران، باشند.

    بسیار مقاوم در برابر خوردگی

    قطعات پالتروژن شده نسبت به طیف گسترده ای از مواد شیمیایی و محیط های خورنده مقاومت خوردگی خوردگی خوبی دارند. بیشتر پروفایل ها یک روکش سطحی سنتزی دارند، که یک لایه رزین غنی بوده و باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی ماده می شود.

    بدون نیاز به تعمیر و نگهداری

    خواص خوردگی عالی مواد باعث شده که نیاز کمی به تعمیر و نگهداری داشته و یا نیازی ندارد.

    رسانایی حرارتی پایین

    قطعات پالتروژن شده هدایت حرارتی پایینی دارند، 1.250 آلومینیوم و 1.60 فولاد که باعث شده قطعات پالتروژن شده به عنوان یک عایق حرارتی موثر باشند.

    خواص الکتریکی

    قطعات پالتروژن شده فیبر شیشه ای از نظر الکتریکی نارسانا هستند، در نتیجه برای کاربردهای عایق الکتریکی ایده آل است.

    می توان درجه ای از  هدایت الکتریکی به این مواد اضافه کرد تا بتواند بار الکتریکی را پراکنده کند، برای مثال ضد توری ضد بار ساکن برای کاربردهای دریایی. قطعات پالتروژن شده نسبت به امواج رادیویی، مایکروویو، و دیگر فرکانس های الکترومغناطیسی شفاف می باشند. این مسئله باعث می شود آنها برای استفاده در دکل های هوایی و در کاربردهای مختلف رادوم مناسب باشند. این خواص به کاربردهای پزشکی نیز گسترش می یابند، مانند شفافیت به اشعه ایکس و خواص غیر مغناطیسی برای استفاده در اسکنر CAT .

    سهولت نصب و راه اندازی / طراحی

    طبیعت بسیار سبک وزن قطعات پالتروژن شده منجر به صرفه جویی عمده در هزینه می شود. این کاهش هزینه از صرفه جویی نصب و راه اندازی از جمله حمل و نقل مقرون به صرفه تر، راه اندازی و در جایگذاری در محل و کاهش نیاز به تقویت ساختاری و طراحی پایه، نشات می گیرد.

    پایداری ابعادی و دقت

    ضریب انبساط حرارتی این مواد مشابه فولاد و به طور قابل توجهی کمتر از آلومینیوم است. یک پروفیل پالتروژن شده و کاملا پخت شده در برابر  کشش، تاب یا تورم تحت طیف گسترده ای از دما و تنش فیزیکی مقاوم است. یک پروفیل که به درستی طراحی شده تغییر شکل نمی دهد و یا نیازی به تنظیم کردن تحت اثر خستکی بار ، استرس بالا و یا ضربه های عملیاتی طولانی مدت نخواهد داشت.

    عملکرد دمایی

    قرار گرفتن در معرض درجه حرارت تا 65 درجه سلسیوس به طور مداوم به خوبی در ظرفیت پروفیل های استاندارد Fibreforce است. پروفیل های سفارشی می توانند درجه حرارت های بسیار بالاتری را تحمل کنند.

    آتش

    قطعات پالتروژن شده به آسانی قابل احتراق نبوده و ترکیبی از ماتریس رزین و الیاف تقویت کننده را می توان طوری فرمول بندی کرد که بتواند قوانین  ایمنی آتش بسیار سختگیرانه را رعایت کند.

    سیستم های مبتنی بر Modar® عملکرد احتراقی برتری ارائه کرده دود و سمیت فوق العاده کم دارند، در حالی که رزین های فنولیک تمامیت ساختاری خود را در دمای بسیار بالا حفظ می کند.

    ساخت

    قطعات پالتروژن شده به راحتی به روش های زیر ساخته می شوند:

    • ماشینکاری
    • مته
    • پانچ
    • اره
    • برش لیزر
    • برش با آب
    • آسیاب کردن
    • اتصال با چسب
    • اتصال مکانیکی
    • پیچ
    • پرچ
    • هر ترکیبی از موارد بالا