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復合材料拉擠成型技術(shù)的在1951年完成申請,1960年實(shí)現工程化應。使用該技術(shù)生產(chǎn)的復合材料型材廣泛應用于各個(gè)行業(yè),例如橋梁支撐、飛機結構梁、體育行業(yè)等。經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展已經(jīng)發(fā)展出與編織或纏繞技術(shù)相結合的混合拉擠成型技術(shù),產(chǎn)品性能進(jìn)一步提升。
拉擠成型技術(shù)的工藝流程可以簡(jiǎn)要分為三個(gè)步驟:浸潤、成型、固化/冷卻。相較于其他復合材料生產(chǎn)技術(shù),其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1.原材料利用率高
與傳統鋪層技術(shù)相比,拉擠成型技術(shù)無(wú)需在片狀纖維材料或預浸料上進(jìn)行切割,直接使用原絲與預浸料帶進(jìn)行生產(chǎn),除型材兩端有小部分需要切除外(切除長(cháng)度取決于初始牽引纖維的長(cháng)度以及固化模具的長(cháng)度),生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生其他廢料。
2.可生產(chǎn)復雜結構型材
目前工程領(lǐng)域適合進(jìn)行型材生產(chǎn)的工藝技術(shù)還有纏繞技術(shù)與編織技術(shù),因工作原理限制,以上兩種技術(shù)只能生產(chǎn)單型腔簡(jiǎn)單截面型材,而且布置縱向增強纖維相對困難。但拉擠成型技術(shù)暫時(shí)無(wú)法有效的生產(chǎn)變截面型材。
3.生產(chǎn)效率高:
拉擠成型技術(shù)為自動(dòng)化或半自動(dòng)化流水線(xiàn)生產(chǎn),同時(shí)具備“成型”和“固化”兩種功能,可實(shí)現連續生產(chǎn)。目前拉擠速度可達每分鐘10米,這是其他“成型-固化”式纖維復合材料生產(chǎn)技術(shù)無(wú)法比擬的。
4.質(zhì)量?jì)?yōu)良
通過(guò)自動(dòng)化設備,可以在生產(chǎn)過(guò)程中對型材牽引力、縱向預緊力、纏繞/編織預緊力、模具溫度分布、樹(shù)脂注入壓力、拉擠速度等工藝參數進(jìn)行準確控制,從而保證整體質(zhì)量的均一性和可控性。另外,型材固化時(shí)由外模具包覆,固化后型材整體尺寸公差小,表面質(zhì)量高。
5.靈活性高
通過(guò)使用不同的纖維材料與基材進(jìn)行搭配(例如非常高模量單向纖維或多軸向纖維、熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂等)拉擠成型技術(shù)可以根據不同的需求生產(chǎn)出適用性迥異的產(chǎn)品。
6.拓展/復制性強
通過(guò)使用相同的模具、工藝參數、原材料,可以快速的在保證相同質(zhì)量的情況下完成生產(chǎn)線(xiàn)擴展或在其他地區進(jìn)行復制。無(wú)需經(jīng)驗豐富的鋪層工人或高成本的熱壓罐設備便可以完成大批量、高質(zhì)量的型材生產(chǎn)。[1]
綜上所述,與其他纖維復合材料成型方式相比,拉擠成型技術(shù)屬于性能且經(jīng)濟的型材生產(chǎn)方式,非常適合大批量生產(chǎn)高質(zhì)量的纖維復合材料型材。
拉擠工藝是一種連續生產(chǎn)復合材料型材的方法,它是將紗架上的無(wú)捻玻璃纖維粗紗和其他連續增強材料、聚脂表面氈等進(jìn)行樹(shù)脂浸漬,然后通過(guò)保持一定截面形狀的成型模具,并使其在模內固化成型后連續出模,由此形成拉擠制品的一種自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。
利用拉擠工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品其拉伸強度高于普通鋼材。表面的富樹(shù)脂層又使其具有良好的防腐性,故在具有腐蝕性的環(huán)境的工程中是取代鋼材的產(chǎn)品,廣泛應用于交通運輸、電工、電氣、電氣絕緣、化工、礦山、海洋、船艇、腐蝕性環(huán)境及生活、民用各個(gè)領(lǐng)域。
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