Au fur et à mesure que la société s’est développée, laprofil de pultrusionl'industrie a commencé à gagner en importance en raison de l'expansion de l'utilisation deprofil de pultrusionproduits transformés dans des domaines tels que la construction et les infrastructures. Cet article vous emmènera à travers l'histoire deprofil de pultrusionprocessus.

1. Quel est le procédé de pultrusion de profilés ?

En bref, le procédé de pultrusion de profilés est un procédé de fabrication qui crée des polymères renforcés de fibres à section transversale continue. En termes simples, il permet de fabriquer des tiges de fibre de verre, par exemple, dont l'aspect est identique, quelle que soit la longueur.

Le nom ressemble à une combinaison de « traction » et « extrusion ». Vous savez peut-être que l'extrusion consiste à pousser un matériau dans une matrice pour obtenir une section transversale uniforme. En revanche, la pultrusion de profilés tire des faisceaux de fibres à travers un dispositif qui les lie à un polymère (ou un plastique). Son principal avantage est de créer un matériau renforcé de fibres uniforme et efficace.

2. L’environnement propice à l’innovation.

Si vous étudiez l'histoire, vous remarquerez que lorsque des innovations importantes sont développées, il arrive souvent que de nombreuses personnes travaillent simultanément sur le même problème. On pourrait dire que le temps est venu d'inventer. Ce fut certainement le cas lors du développement du procédé de pultrusion de profilés. Plusieurs avancées majeures récentes dans le secteur manufacturier ont ouvert la voie.

Dans les années 1930, les employés deOwens-IllinoisÀ Toledo, dans l'Ohio, une société a développé une nouvelle technologie permettant de produire de grandes quantités de fibre de verre à moindre coût. On a immédiatement compris que l'une des applications de ces fibres de verre bon marché pourrait être le renforcement de certains matériaux composites.

À peu près au même moment, une innovation importante dans le domaine des polymères a eu lieu.Société américaine de cyanamideIls ont fabriqué une résine polyester durcissable à température ambiante grâce à des additifs durcisseurs. Pendant la Seconde Guerre mondiale, combinant ces deux inventions, des expériences ont été menées avec des fibres de verre pour créer un matériau composite constitué d'une matrice polymère renforcée de fibres de verre.

Les fabricants se sont alors lancés dans la fabrication de profilés pultrusifs. Bien que déjà très utiles dans certaines applications, ces derniers présentaient certaines limites qui allaient rapidement stimuler leur développement.

3. Problèmes à surmonter.

L'une des premières utilisations des profilés pultrusifs a été la fabrication de coques de navires. Ces applications impliquaient la fabrication de formes sur mesure et discontinues, grâce à une technique où la fibre de verre (généralement sous forme de mat) était placée sur un moule, puis enduite de résine. Cette technique s'est avérée très efficace pour ce type d'applications et est encore largement utilisée.

Mais les profilés pultrusifs ont d'autres applications, et cette technique présente de sérieux inconvénients. Premièrement, pour créer de petits composants à grande échelle, la technique de moulage décrite ci-dessus est trop chronophage. Imaginez, par exemple, fabriquer une canne à pêche de cette manière. Chaque canne de taille différente nécessiterait son propre moule, et chaque canne devrait être posée à la main.

Un autre problème concerne les fibres intégrées dans le PRF. La fabrication de tiges nécessite un moule capable d'entourer entièrement l'assemblage afin de durcir la forme cylindrique. Or, il est difficile d'aligner toutes les fibres comme souhaité et de les maintenir lors de leur encapsulation dans le moule. Cela signifie que le plein potentiel du renforcement par fibres ne peut être exploité.

Il était donc nécessaire de mettre au point un procédé de fabrication permettant aux fabricants de produire en masse des profils de pultrusion de formes continues (comme des tiges) avec des fibres précisément alignées.

4. La naissance du procédé de pultrusion de profilés.

Comme nous l’avons déjà mentionné, le développement du moulage par pultrusion a impliqué de nombreuses personnes différentes, chacune d’entre elles ayant contribué à la création du procédé que nous utilisons aujourd’hui.

La première étape importante fut l'idée d'imprégner des chaînes de fibres de résine selon un procédé continu. En 1944, l'Anglais J.H. Watson déposa un brevet pour ce procédé. Selon le brevet, son invention était une méthode de « fabrication de cordes ou d'objets similaires ». Le brevet décrit l'infusion de ficelle de papier avec une résine thermodurcissable, puis son étirage dans un moule chauffé pour durcir la résine. Il cite les avantages de la ficelle obtenue : une plus grande résistance, une bonne flexibilité et une résistance à l'humidité, aux insectes et aux moisissures.

Bien que Watson n'ait pas pensé aux FRP comme la fibre de verre, l'étirage constant des fibres à travers un équipement qui les enrobe de résine puis les durcit est le cœur du moulage par pultrusion.

En 1950, Melvin Meek déposa un brevet pour une méthode de fabrication de tiges de verre. Il constata que la méthode actuelle nécessitait la création de matrices spécifiques à chaque taille de barre et affirma que sa méthode permettait la fabrication continue de barres de toute taille souhaitée. Son procédé est très similaire à celui de Watson, bien qu'il ait également développé une méthode permettant d'aligner précisément de nombreux faisceaux de fibres individuels tout en les maintenant à une tension optimale tout au long du processus.

À ce stade, la forme du profilé pultrusif est durcie section par section dans une matrice chauffée. Par conséquent, la longueur du produit fini est limitée à celle du moule, car des irrégularités de matériau apparaissent à l'extrémité de chaque section durcie. Roger White a partiellement résolu ce problème en 1952 en apportant quelques ajustements au procédé standard.

Cependant, l'année suivante, William Goldsworthy a breveté de nouvelles techniques qui nous ont finalement permis d'adopter le procédé que nous utilisons encore largement. Son innovation la plus importante a été le développement d'un système de durcissement continu qui maintenait le matériau en mouvement, assurant ainsi un déroulement fluide et continu du processus. Le résultat est un profilé pultrusif fini présentant une section transversale constante et la longueur souhaitée.

5. Innovation continue.

Bien que les éléments fondamentaux du procédé moderne de moulage par pultrusion soient associés aux contributions de Goldsworthy, l'innovation ne s'est pas arrêtée. De nouvelles fibres, de nouvelles résines et de nouvelles technologies sont constamment créées, permettant la fabrication de nouveaux types de PRF pour des applications spécifiques.

Voici l'historique du développement du procédé de pultrusion de profilés. Pour plus d'informations, n'hésitez pas à nous contacter !